Les grands chantiers du Smart Grid français. vers une feuille de route technologique

Transcription

1 Les grands chantiers du Smart Grid français vers une feuille de route technologique Bogdan ROSINSKI pôle S2E2 SMART ELECTRICITY CLUSTER ASPROM Conférence «Maîtrise de l'énergie» Paris 6 avril 2011

2 Sommaire Le pôle S2E2 SMART ELECTRICITY CLUSTER Smart Grids : Une révolution annoncée Smart Grids : Contexte et Challenges 2

3 Le pôle S2E2 SMART ELECTRICITY CLUSTER

4 Objectifs mondiaux à l horizon 2020 Développer les énergies renouvelables Améliorer l efficacité énergétique Énergies Renouvelables Énergie perdue Énergies fossiles &nucléaire Énergie utilisée Énergie produite Énergie consommée 4

5 Au cœur de ce contexte, S2E2 s inscrit comme PRODUIRE STOCKER PRODUCE STORE ~ CONVERTIR ~ RÉPARTIR ~ CONVERT ~ DISTRIBUTE CONSOMMER CONSUME Eolis ; P. Stroppa/CEA ; AEG ; S2E2 5

6 3 marchés intelligents et éco-efficients 1. Nouvelles sources d énergie Éolien Solaire photovoltaïque Batteries / µbatteries et piles à combustible Géothermie CEA S2E2 2. Gestion de l énergie dans le bâtiment Bâtiments neufs et en rénovation, Bâtiments industriels, tertiaires et habitations 3. Équipements efficaces en énergie Équipements industriels Électronique grand public, électroménager Appareils nomades 6 DR

7 Nos domaines technologiques EnR Bâtiments Équipements et produits nomades 7

8 S2E2 en chiffres 110 adhérents 83 entreprises et 25 laboratoires 3 universités : Orléans, Tours et Limoges 3 établissements publics : le CEA, le BRGM et le CNRS. 154 projets de R&D labellisés 58 projets financés en cours de développement ou aboutis 67 entreprises impliquées dans des projets financés 68 laboratoires impliqués dans des projets financés Au 01/03/ collaborateurs (hors mises à disposition des entreprises) 8

9 Smart-Grids Une révolution annoncée

10 Le réseau électrique : d une production centralisée Production centralisée Lignes 800 kv, 400 kv (THT) Lignes 220 kv, 132 kv (HT) Poste 220 kv ou 132 kv Lignes 33 kv Poste 33 kv Compteur Lignes 11 kv + Transformateur de distribution sur poteau Lignes 415 V ou 240 V 10

11 à une production intermittente et décentralisée Production centralisée Lignes 800 kv, 400 kv (THT) Lignes 220 kv, 132 kv (HT) Poste 220 kv ou 132 kv Production EnR (intermittente) centralisée Lignes 33 kv Poste 33 kv Compteur Lignes 11 kv + Transformateur de distribution sur poteau Lignes 415 V ou 240 V Production EnR (intermittente) décentralisée 11

12 incluant de nouveaux modes de consommation Production centralisée Lignes 800 kv, 400 kv (THT) Lignes 220 kv, 132 kv (HT) Poste 220 kv ou 132 kv Production EnR (intermittente) centralisée Lignes 33 kv Poste 33 kv Véhicule électrique = Consommation décentralisée PV Compteur Petit éolien Lignes 11 kv + Transformateur de distribution sur poteau Lignes 415 V ou 240 V Production EnR (intermittente) décentralisée 12

13 Définition «Un réseau électrique qui permet d intégrer intelligemment les actions de tous les utilisateurs qui y sont connectés producteurs, consommateurs et ceux qui font les deux dans le but d assurer une fourniture d électricité durable, économique et sécurisée» Définition de la SmartGrids European Technology Platform 13

14 Pourquoi une révolution? Produire Smart Grid Une production orientée-consommateur et une consommation orientée-producteur 14

15 Smart-Grids Contexte et Challenges

16 Vision S2E2 Axe 1 : EnR et production distribuée Axe 2 : Infrastructures de T&D Axe 3 : Le Consom acteur Axe 4 : L électricité intelligente 16

17 Axe 1 : EnR et Production Distribuée Objectif UE : 20% d énergie produite issue des EnR Centralisée (fermes éoliennes, PV) Décentralisée (tertiaire et résidentiel) Challenges Gérer l instabilité de la production Solutions de stockage comme levier de flexibilité Micro-grilles, sous-réseaux et centrales virtuelles 17

18 Axe 2 : Infrastructures de T&D (1/2) Réseau français L un des meilleurs du monde Pourtant vieillissant Le transport est en avance Mis à part quelques régions le réseau RTE est solide, Travaux d anticipation du maillage européen : la France est une bonne «plaque de cuivre» Efforts en priorité vers la distribution Les communes sont des clients exigeants notamment sur la sécurité d approvisionnement Des contraintes croissantes Moyen terme : production distribuée Long terme : véhicules électriques 18

19 Axe 2 : Infrastructures de T&D (2/2) Challenges Gestion du parc matériel Vieillissement / Maintenance prédictifs Sécurité des biens et personnes Efficacité énergétique De meilleurs (supra)conducteurs Réseaux DC Equipement dans les postes Pilotage et conduite Localisation de défauts et contrôle de l état du réseau (V,I,Ph) SCADA jusqu au compteur Interopérabilité DMS, TMS, OMS, 19

20 Axe 3 : Le Consom acteur (1/3) Un changement de paradigme Le pilotage de la charge est un levier potentiel dans la gestion d équilibre Le consommateur devient de plus en plus un producteur Les consommations vont se déplacer : chauffage, ECS vers équipements domestiques et véhicule électrique 20

21 Axe 3 : Le Consom acteur (2/3) Un terreau favorable Le pilotage Heures Pleines/Heures Creuses des chauffe-eau c est déjà du smart-grid! Signal réseau HP/HC (CPL) Compteur Pilotage (contact sec) Eau chaude sanitaire (ECS) Mais un consommateur conditionné au tout électrique pendant des années 21

22 Axe 3 : Le Consom acteur (3/3) Challenges Pilotage de la charge Estimation / prévision Effacement et Cold Load Pickup Solutions de stockage local (e.g. Ota City, Japon) Convergence smart-grid / smart-home HAN, Energy Box Compteur intelligent Réseau DC De nombreuses fonction sont natives DC : PV, stockage, appareils mobiles, LED,.. Usages Véhicules électriques Acceptabilité, nouveaux rapports avec l énergie 22

23 Axe 4 : L Electricité Intelligente (1/3) EuTP Smart-Grid, Strategic Deployment Document, Avril

24 Axe 4 : L Electricité Intelligente (2/3) Challenges Standardisation des données Modèles de données pour les couches basses Modèles d information pour les couches BdD Passer d échanges «many to many» à «many to one» Sécurité et partage des données Compromis entre sécurité et partage des informations Sécurité des systèmes et réseaux 24

25 Axe 4 : L Electricité Intelligente (3/3) 25

26 Conclusion Vers une feuille de route A la base, c est simple Un socle : les technologies sont matures Une vision : plusieurs feuilles de route technologiques existent Mais à la mise en œuvre ça se complique! Réussir le mariage Génie électrique + TIC Technologies de l Electricité Intelligente Eprouver sur le terrain à travers des démonstrateurs Viser la simplicité, les complications viendront d elles-mêmes Penser sécurité Le consomma(c)teur est le sujet prioritaire 150M sont réservés aux démonstrateurs smart-grid dans le cadre des investissements d avenir Puis déployer sur l ensemble du territoire 26

27 Merci Pole S2E2 SMART ELECTRICITY CLUSTER Bogdan ROSINSKI

28 Quelques références EuTP Smart Grids European Technology Platform «Strategic Deployment Document», Avril 2010 Ademe «Réseaux et systèmes électriques intelligents intégrant les énergies renouvelables», Feuille de route, 2009, Recherche et IA Stratégie et orientations Feuilles de route 28