Éclipse solaire, prix de l’énergie et effets de la gestion de la demande (dsm)

Hier en fin de journée, la Lune est passée devant le Soleil sur une grande partie du territoire allemand. D’un point de vue astronomique, il s’agissait bien sûr d’un spectacle exceptionnel, qui n’a toutefois pas duré longtemps. Sur le marché de l’électricité, ses effets se sont fait sentir bien plus longtemps.

Les prix sur la bourse de l’électricité EPEX Spot ont grimpé à plusieurs fois leur niveau habituel : entre 19 h et 19 h 15, l’électricité sur le marché de gros coûtait déjà 210 euros par mégawattheure, et entre 19 h 45 et 20 h, elle atteignait même un peu plus de 460 euros. Or, le soleil est généralement plus bas dans le ciel en soirée, ce qui explique que la différence de production par rapport à une « situation normale » (c’est-à-dire une journée sans éclipse solaire) n’était en soi pas si importante. Combinée à une accalmie relative du vent, comme on a pu l’observer hier, cette situation a toutefois eu un impact significatif (pour des données précises, voir par exemple le graphique « Energy-Chart » du Fraunhofer ISE ou le site Smard.de du gouvernement fédéral).
Pour autant, il n’y a jamais eu de risque de pénurie d’approvisionnement, aucune crise ne menaçait. Cette situation n’a fait que mettre en évidence un mécanisme qui s’applique de toute façon régulièrement sur le marché de l’électricité. Chaque fois que, pour des raisons météorologiques, la production d’électricité solaire et/ou éolienne diminue alors que la demande reste stable, voire augmente, les prix grimpent.
C’est précisément ce mécanisme qui constitue le point de départ de la gestion de la demande. On sait depuis longtemps que de tels pics de prix se produisent, et la seule réaction logique consiste à gérer sa propre consommation de manière à s’affranchir de ces fluctuations.

Un cas extrême d’un schéma récurrent
L’éclipse solaire constituait un cas extrême, car elle était parfaitement prévisible et s’est déroulée sur une courte période. Le schéma de base qui la sous-tend est toutefois tout à fait courant. Chaque fois que les sources d’électricité telles que le vent et le soleil fournissent peu d’énergie, alors que la consommation reste élevée, il en résulte un écart qui doit être compensé par une production plus coûteuse. Cela fait grimper les prix, que le facteur déclencheur soit une condition météorologique, un ensoleillement moindre en hiver ou justement un événement astronomique.
À petite échelle, nous observons cet effet pratiquement tous les jours ; il suit simplement la logique de l’offre et de la demande. Lors d’une journée d’été tout à fait ordinaire, lorsque le soleil est au zénith à midi, le prix de l’électricité peut temporairement tomber à près de zéro en raison de la forte production solaire. Dès que le soleil commence à descendre en début de soirée, alors que de nombreux foyers augmentent leur consommation après le travail, le prix remonte.
Cela ne signifie pas que les énergies renouvelables posent problème, mais résulte simplement du fait que le soleil et le vent sont disponibles en fonction des conditions météorologiques. Or, notre système électrique a été historiquement conçu pour que les sources – charbon, gaz naturel, etc. – puissent être utilisées selon les besoins. La production s’adapte donc de manière flexible à une consommation largement fixe. Plus la part des énergies renouvelables augmente, plus ce rapport d’adaptation s’inverse, et plus la question de savoir comment amortir ces fluctuations du côté de la consommation prend de l’importance.

Un système qui ne fonctionne que dans un seul sens
Notre réseau électrique a été construit pendant des décennies autour d’un principe simple : la consommation est plus ou moins fixe et la production doit s’y adapter. Les centrales étaient mises en service ou arrêtées en fonction des besoins immédiats en électricité. Cela ne posait aucun problème, car les sources d’énergie correspondantes pouvaient être stockées et utilisées selon les besoins. La consommation elle-même restait pour l’essentiel inchangée ; personne n’avait à se demander quel était le meilleur moment pour faire tourner la machine à laver, monter en puissance la production ou recharger sa voiture électrique.
Avec la part croissante de l’éolien et du solaire, cette logique ne fonctionne plus sans heurts. En effet, la production ne peut pas être simplement augmentée ou réduite en fonction des besoins, car elle dépend des conditions météorologiques. Lorsque, de surcroît, la consommation et la production ne coïncident pas dans le temps, comme ce fut le cas mercredi soir pendant l’éclipse solaire, l’écart est comblé par des centrales de réserve plus coûteuses, ce qui explique alors ces pics de prix.
La solution pour contourner ces hausses de prix, ou du moins pour ne pas en dépendre, est en réalité évidente. Si la production fluctue en fonction des conditions météorologiques, la consommation devrait s’y adapter davantage. C’est précisément l’idée fondamentale de la gestion de la demande (Demand Side Management).

La consommation comme levier de régulation
La gestion de la demande (DSM) renverse donc le principe classique. Ce n’est pas la production qui s’adapte à la consommation, mais la consommation qui s’adapte à la production. Cela semble simple, mais les structures historiques sont souvent profondément ancrées, et cela nécessite en réalité un changement fondamental dans la façon de penser et d’aborder les choses.
Qu’est-ce que cela signifie concrètement ? Pour nous adapter à la production, nous devons par exemple déplacer de manière ciblée notre consommation vers les heures où l’électricité est abondante et bon marché, et la réduire en revanche lorsqu’elle se fait rare et coûte chère. Quelques exemples illustrent comment cela se traduit dans la pratique.

• Les pompes à chaleur chauffent lorsque l’électricité solaire ou éolienne est abondante, et s’arrêtent pendant les heures où elle est chère. Le réservoir de chaleur compense la différence.
• Les voitures électriques et autres appareils électriques sont rechargés ou utilisés pendant les plages horaires où l’électricité est bon marché.
• Les batteries de stockage se chargent lorsque les prix sont bas et restituent l’électricité lorsque les prix sont élevés.
• Les processus industriels offrant une flexibilité de charge sont adaptés en fonction de la disponibilité et du prix.

Il est bien sûr impossible de gérer tout cela manuellement, surtout à l’échelle industrielle. C’est pourquoi la gestion de la demande (dsm) repose sur un système qui détecte quand l’électricité est bon marché et qui gère automatiquement la consommation en conséquence.

Revenons à l’éclipse solaire : indépendamment du pic de prix
Revenons à mercredi soir. C’est précisément pendant cette période que le dsm aurait montré toute son utilité.
Un foyer ou une entreprise sans gestion de la charge subit tout simplement le pic de prix. La pompe à chaleur continue de chauffer, la voiture électrique continue de se recharger, la production se poursuit, que le kilowattheure coûte 30 centimes ou 46 centimes à ce moment-là.
Avec dsm, les choses se seraient passées différemment. Le système fonctionne de manière proactive : il règle donc tout à l’avance pour garantir que l’on parte dans les meilleures conditions possibles. La pompe à chaleur aurait – si nécessaire – préchauffé un peu plus fort avant 19 heures. La voiture électrique aurait suspendu la recharge pendant ces deux heures critiques et se serait rechargée avant ou après. Tous les processus flexibles auraient donc été décalés vers les plages horaires les moins chères. C’est notamment dans l’industrie, où l’on consomme de grandes quantités d’énergie, que cette approche permet de réaliser d’énormes économies.

À qui s’adresse le dsm ?
Le dsm est avant tout avantageux pour ceux qui l’utilisent. Ceux qui décalent leur consommation paient moins. C’est l’avantage immédiat.
Mais l’effet à long terme va bien au-delà. Plus les consommateurs organisent leurs besoins de manière flexible et « adaptative », moins il y a de pics de consommation. Et moins il y a de pics, moins il faut de réserves pour les périodes de tarification différente. Au final, cela soulage l’ensemble du système, et pas seulement le raccordement individuel.
Voici un aperçu de quelques effets :

• Les pics de prix sont globalement moins élevés, car la courbe de la demande s’uniformise au lieu de se concentrer sur des plages horaires spécifiques.
• Le réseau gagne en stabilité, car l’offre et la demande s’équilibrent mieux.
• Les capacités de réserve sont moins souvent sollicitées, ce qui réduit également les coûts globaux du système.

Le dsm n’est donc pas un simple outil d’optimisation des coûts pour des bâtiments ou des entreprises isolés, mais un élément qui facilite l’intégration de l’éolien et du solaire dans le réseau électrique, tout en offrant des avantages pour tous.

Conclusion
Une éclipse solaire est un événement rare. Les pics de prix qu’elle a provoqués, en revanche, se produisent constamment, y compris aujourd’hui, mais de manière généralement plus discrète et sans faire la une des journaux.
Le dsm n’est donc plus un produit marginal ni une vision d’avenir. Il ne s’agit pas non plus d’une réaction isolée à un événement céleste rare. Le dsm est une réponse structurelle à un système électrique en pleine mutation. Ceux qui gèrent leur consommation de manière flexible sont immédiatement moins dépendants des fluctuations de prix, plus résilients face aux pannes et assurent la pérennité de leur portefeuille.