Mix énergétique : le gaz pour la flexibilité du réseau électrique

On parle beaucoup de Smart City. De quoi s’agit-il exactement ?

David Le Noc : En 2050, 70 % de la population mondiale sera citadine, contre 50 % aujourd’hui. Pour faire face à cette mutation, les villes, de plus en plus denses, vont devoir s’adapter et devenir plus intelligentes, plus connectées et plus performantes. Cette évolution concerne tous les domaines de la vie : santé, éducation, déplacement… et, bien sûr, l’énergie. La Smart City est une projection dans le futur de la ville que l’on connaît aujourd’hui.

Quelles sont les mutations en cours dans le domaine de l’énergie ?

D. Le N. : On peut les résumer par « les trois D » : décarbonation, décentralisation et digitalisation. La décarbonation traduit l’évolution des modes de production, des énergies fossiles vers des énergies renouvelables. La décentralisation vise à rapprocher production et consommation. La production décentralisée progresse : photovoltaïque et éolien pour l’électricité, production de biométhane pour le gaz. Les exploitations agricoles injectent du gaz vert dans le réseau. La digitalisation, enfin, passe par le comptage. Le compteur gaz communicant (Gazpar), en cours de déploiement, va permettre de proposer aux usagers des services d’effacement énergétique et d’amélioration de leur consommation.

Des interactions nouvelles se créent aussi entre réseau gazier et électrique…

D. Le N. : Les énergies deviennent complémentaires. Le réseau de gaz peut venir en appui au réseau électrique en période de pointe. En aval, on s’appuie sur des systèmes flexibles : hybrides ou cogénérations. Les PAC hybrides fonctionnent à l’électricité ou au gaz de manière indifférente. L’agrégateur, nouvel acteur dans le domaine de l’énergie, pilote à distance les systèmes de flexibilité. Lors de contraintes sur le réseau électrique, il va les faire basculer de l’électricité vers le gaz, de manière à soulager le réseau électrique sans modification du confort. La cogénération permet de produire et de consommer sa propre électricité, pour là aussi soulager le réseau. GRDF participe à un démonstrateur sur l’agglomération niçoise qui est la brique française du projet européen InterFlex visant à expérimenter différentes solutions de flexibilité chez des clients du résidentiel et du tertiaire.

Quand ces solutions de flexibilité seront-elles déployées ?

D. Le N. : À l’horizon 2030-2050. Nous sommes aujourd’hui en phase de R&D avec la mise en place des premiers démonstrateurs de flexibilité (projet Nice Smart Valley), mais aussi de Power to Gas (Projet Grhyd à Dunkerque). En amont, ces derniers permettent de transformer les excédents d’électricité renouvelable en gaz et de bénéficier des capacités de stockage et des modes de valorisation du réseau gazier.

Les #EntretiensCegibat 09 - Smart Gas Grid : le gaz en soutien de l'électricité

Installation de PAC hybrides gaz naturel/électricité - Interflex

Ce projet répond à une problématique forte en région Alpes-Côte d’Azur, véritable cul-de-sac énergétique. Je suis intervenu sur le projet de cogénération gaz en étant conscient que la difficulté de conception tenait à son bon dimensionnement. Dans le cadre du tarif d’achat de l’électricité, la cogénération doit tourner au maximum de sa puissance du 1er novembre au 31 mars. Il faut donc bien déterminer le talon thermique de consommation du bâtiment. La solution est passée par la modélisation en BIM du bâtiment tertiaire existant, qui a permis de déterminer finement les déperditions du bâti et les besoins de chaleur. J’ai ainsi pu choisir la solution qui m’apparaissait la meilleure, à savoir une machine de 70 kW électriques et 114 kW thermiques. En effet, là où on avait deux chaudières de 930 kW, 114 kWth suffisent pour couvrir le talon thermique du bâtiment si, bien sûr, la cogénération est couplée à un ballon tampon de 5 000 litres en associant une chaudière de 930 kW pour couvrir les pointes hivernales. L’intérêt d’un tel projet est de montrer que ce type de dispositif est reproductible pour répondre aux enjeux de demain.

Kléber Daudin

Gérant du BET Kléber Daudin

Avec Nice Smart Valley, dans les Alpes-Maritimes, GRDF expérimente les flexibilités gaz - électricité. L’objectif est de réunir 150 kW électriques de flexibilités à partir d’équipements fonctionnant au gaz naturel. Le premier travail a été de recruter les bâtiments tertiaires et les maisons individuelles pour y installer des systèmes hybrides et une cogénération. GRDF a également développé la chaîne de communication pour piloter à distance ces équipements. Les systèmes hybrides fonctionnent normalement dans une logique d’optimisation énergétique. Nous avons mis en place une commande spécifique capable de basculer de l’électricité au gaz en fonction des contraintes du réseau électrique. À l’avenir, les flexibilités seront valorisées auprès de l’utilisateur final qui pourra être rémunéré pour le service rendu. Un des objectifs du démonstrateur est d’ailleurs de définir la valeur de ces flexibilités. Avec la cogénération, la logique de régulation consiste à activer à distance les appareils lorsqu’un besoin est détecté sur le réseau électrique. Pendant la période de chauffe, la chaleur excédentaire est, si besoin, stockée dans un ballon tampon. La cogénération n’est bien sûr pas mise à contribution en été, quand il n’y aucun besoin de chaleur. Le besoin de l’utilisateur prime toujours sur les considérations du réseau. Contrairement aux flexibilités purement électriques (effacement ou décalage de consommation), les systèmes hybrides basculent ainsi d’une énergie à une autre, automatiquement et sans modification du confort.

Youness HSSAINI

Responsable efficacité énergétique - GRDF CEGIBAT

Un démonstrateur français pour les Smart Gas Grids
Nice Smart Valley est l’un des cinq projets menés dans le cadre du projet européen InterFlex qui vise à améliorer la performance du système électrique local en testant de nouvelles solutions de flexibilité et d’automatisation. Six partenaires participent à ce démonstrateur : Enedis, GRDF, Engie, EDF, General Electric et Socomec. Les trois expérimentations concernent la flexibilité, le stockage d’énergie et l’îlotage. L’objectif est notamment de bâtir des ponts entre les réseaux gaz et électriques et plus précisément, de démonter que le réseau gaz est « smart » et apte à la complémentarité entre réseaux.