OPTIMISATION GLOBALE VS PERSONNALISATION DE LA POLITIQUE ÉNERGÉTIQUE, LES CONTRADICTIONS POTENTIELLES DE L ARRIVÉE DES TIC DANS LA

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1 OPTIMISATION GLOBALE VS PERSONNALISATION DE LA POLITIQUE ÉNERGÉTIQUE, LES CONTRADICTIONS POTENTIELLES DE L ARRIVÉE DES TIC DANS LA DISTRIBUTION DE L ÉNERGIE Journées Scientifiques de l ARC 6, 22 novembre 2012 David Mercier

2 SOMMAIRE Les réseaux intelligents en 5 minutes Pourquoi un réseau électrique intelligent? Comment le rendre possible? Comment le rendre viable? Aspects normatifs et réglementaires (ex VE) L intelligence pour faire quoi? L efficacité énergétique L optimisation tarifaire L effacement La gestion énergétique Conclusions Journées Scientifiques de l'arc 6 du D. Mercier PAGE 2

3 LES RÉSEAUX INTELLIGENTS EN 5 MIN POURQUOI UN RÉSEAU ÉLECTRIQUE INTELLIGENT? COMMENT LE RENDRE POSSIBLE? COMMENT LE RENDRE VIABLE? Journées Scientifiques de l'arc 6 du D. Mercier ASPECTS NORMATIFS ET RÉGLEMENTAIRES (EX VE) PAGE 3

4 POURQUOI UN RÉSEAU ÉLECTRIQUE INTELLIGENT? Contexte Dans le réseau, production et consommation doivent être équilibrées La consommation est prévisible, la production est totalement pilotable Problèmes (pour l Europe) Congestion La consommation augmente plus vite que la capacité du réseau La congestion est la faiblesse qui transforme un incident en blackout et réduit la qualité de la distribution. 3x20 La majorité des énergies renouvelables est non pilotable Solutions Stockage Pour «ne pas gâcher» ce qui est produit par les énergies renouvelables. Pour aider durant les pics de consommation Piloter partiellement la consommation Effacement (Demand response) Gestion de l énergie : encourager les «consommacteurs» à consommer durant la production Journées Scientifiques de l'arc 6 du D. Mercier PAGE 4

5 COMMENT LE RENDRE POSSIBLE? Gestion et effacement par des incitations économiques Prix dynamiques vs agrégateurs Marché pour les fournisseurs et agrégateur ou pour tout le monde Productions non pilotables, consommateurs décentralisés TIC pour l analyse de la situation et la gestion énergétique basée sur l état du réseau Smart buildings Stockage? Centralisé et/ou décentralisé Accès au marché? MAIS Qui paye? Le problème est le coût et le retour sur investissement Journées Scientifiques de l'arc 6 du D. Mercier PAGE 5

6 COMMENT LE RENDRE VIABLE? Diluer les coûts d infrastructure avec d autres activités Développement d autres services pour lesquels le consommateur paiera Connaissances sur les consommateurs que d autres compagnies paieront En Europe, une libre concurrence sur les services Le réseau physique est régulé Interopérabilité Optimisation des coûts par les marchés Journées Scientifiques de l'arc 6 du D. Mercier PAGE 6

7 ASPECTS NORMATIFS ET RÉGLEMENTAIRES (EX VE) Les standards et règlements imposent les contraintes Inutile de piloter en continu si simple fil pilote on/off Inutile de faire un algorithme centralisé si c est le véhicule qui décide. Inutile de faire un algorithme pour le DSO si le fournisseur de service ne remonte rien. Or l organisation et les responsabilités ne sont pas (définitivement) claires Producer TSO Broker CSO Service provider DSO Supplier User Car (BMS) Fleet manager Journées Scientifiques de l'arc 6 du D. Mercier PAGE 7

8 L INTELLIGENCE POUR FAIRE QUOI? L EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE L OPTIMISATION ÉNERGÉTIQUE L EFFACEMENT Journées Scientifiques de l'arc 6 du D. Mercier LA CO-GESTION ÉNERGÉTIQUE PAGE 8

9 L EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE Principe Conseil et audit Changement des usages via un affichage temps réel de la consommation Sensibilisation pour la réduction (veille, éclairage permanent, etc.) Encouragement à des modification horaires pour réduire le pic Difficultés et problèmes Importance de l identification des postes de consommation, du temps réel. Faire passer le bon message (la «baseline» n est pas «l optimal») Rejet, lassitude Le pic est réduit, mais toujours pas de pilotage possible Amélioration Automatiser pour permettre de maintenir le changement tout en diminuant la dimension proactive Journées Scientifiques de l'arc 6 du D. Mercier PAGE 9

10 L OPTIMISATION ÉNERGÉTIQUE Principe Consommer aux heures les plus favorables (si tarif, généralisation HC-HP) Difficultés et problèmes Optimiser selon quel critère : confort, coût, empreinte écologique, un mixte? L optimisation est pour le bâtiment/foyer selon des seuils et règles qui peuvent vite évoluer pose le problème de la prédiction globale (effet de seuil, pérennité d un modèle, évolution du nombre d acteurs proactifs) selon les paramètres. Pour l optimisation tarifaire, comment calculer le profil de tarif qui va permettre d atteindre le «meilleur état» pour le réseau global? Amélioration Intégrer l état global du réseau dans l optimisation locale? Prix dynamique mais sans pénaliser ceux qui font l effort d optimiser sous contraintes d échéances : si je décale une action de 12h à 15h mais que finalement c est plus cher à 15h et que l action doit absolument être fini à 17h l optimisation a coûter!!! Journées Scientifiques de l'arc 6 du D. Mercier PAGE 10

11 L EFFACEMENT (DEMAND RESPONSE) Principe On vend le fait de ne pas/moins consommer que ce qui avait été prévu durant une tranche horaire (négawatt). Notion d agrégateur quasiment indispensable pour centraliser. Difficultés et problèmes Importance de la localisation géographique de l effacement / topologie du réseau Certaines consommations sont non négociables (écho à l efficacité énergétique) Rejet d une boîte noire? Paradoxes Conflit avec l optimisation tarifaire (locale)? Tarif forfaitaire agrégateur-fournisseur? Un agrégateur non producteur n a pas d intérêt à avoir des clients vertueux, sauf mise en place d un système économique destiné à éviter la spéculation sur l effacement. Amélioration De l effacement local mais quid de l équité de l arbitrage (traçabilité). Journées Scientifiques de l'arc 6 du D. Mercier PAGE 11

12 LA GESTION ÉNERGÉTIQUE Principe Un graal qui permet d optimiser dynamiquement et globalement les satisfactions locales et l état du réseau (résultat de «l amélioration de l optimisation tarifaire»). Motivations pas seulement économiques : qualité de service, convictions écologiques et/ou politiques pas de boîte noire sauf si pré-compromis (écoquartier). Difficultés et problèmes Au-delà d être viable, est-ce possible? Exploitation de critères très hétérogènes, priorisés différemment. Des priorités différentes mènent à des «politiques énergétiques» différentes personnalisation des politiques. Le compromis des politiques est-il viable pour le réseau? Paradoxe Si tout est bien anticipé et géré : efficacité énergétique et optimisation tarifaire sont automatiquement incluses, il n y a plus d effacement (sauf en cas d urgence suite à un incident, pour de courte période en attendant la réoptimisation). Journées Scientifiques de l'arc 6 du D. Mercier PAGE 12

13 CONCLUSIONS Les services sont incontournables pour la viabilité économique pour initier les actions Et impliquerons probablement de la personnalisation Tendance globale des consommateurs Argument commercial pour se différencier Mais il y aura plutôt coexistence voire concurrence Optimisation/gestion vs effacement Optimisation personnelle vs optimisation réseau Ce qui créé des défis techniques supplémentaires incroyables et très intéressants Journées Scientifiques de l'arc 6 du D. Mercier PAGE 13

14 MERCI DE VOTRE ATTENTION QUESTIONS? PAGE 14 Journées Scientifiques de l'arc 6 du D. Mercier Commissariat à l énergie atomique et aux énergies alternatives Institut Carnot CEA LIST Centre de Saclay Gif-sur-Yvette Cedex T. +33 (0) Etablissement public à caractère industriel et commercial RCS Paris B CEA Tech Département Capteurs, Signal et Information Laboratoire Informations, Modèles et Apprentissage