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06/05/2015

Va-t-on mettre les gaz sur les réseaux intelligents ?

Cet article a obtenu le 6ème prix au concours étudiant Génération Energies sur le thème "Comment repenser le nouveau monde de l'énergie à partir des réseaux intelligents ?", organisé par Sia Partners et en partenariat avec RTE. Félicitations à Louis Beal (EDHEC) et Edouard Gomet (HEC, AgroParisTech et IFP School), auteurs de cet article.

Imaginons que nos réseaux gaz soient dotés d’une capacité à comprendre et à s’adapter à des situations inédites. Un réseau gaz presque humanisé, intelligent. Tel est l’enjeu des smart gas grids (SGG): insérer les NTIC1 dans les réseaux d’énergie afin de promouvoir l’efficacité énergétique, la réduction des coûts, via l’optimisation en temps réel des productions, de la distribution et des consommations. L’avenir est-il aux « smart gas grids » ? Malgré de nombreuses limites, les initiatives concluantes, surtout en France, nous permettent d’être optimistes et de toujours mettre les gaz sur les SGG !

Les SGG : d’indéniables avantages

Dans le gaz, le « market design » de ces réseaux gaziers intelligents devrait permettre d’accroître la flexibilité du système énergétique. Nos réseaux deviennent un lieu de stockage de l’électricité fatale grâce à une complémentarité des réseaux électrique et gazier en transformant l’électricité excédentaire produite par les EnR en hydrogène puis en l’injectant dans le réseau (power to gas). Ensuite, le renforcement de leur capacité à accepter les gaz non conventionnels est envisagé : le biométhane2 sera injecté dans le réseau. L’amélioration de l’exploitation, de la sécurité d’approvisionnement se fera à travers la télérelève, la téléobservation, le télépilotage des infrastructures ainsi que la gestion dynamique de la pression. On entend par smart pipes des meilleures conduites et observations du réseau couplées à la sécurité et la prise en compte de l’environnement. Enfin, la généralisation des compteurs communicants permettra de mieux exploiter les réseaux à travers l’identification des foyers de perte de gaz sur le réseau et la planification des interventions de maintenance. Tous ces avantages sont favorables à l’environnement : optimisation de la consommation énergétique et développement de techniques peu polluantes. L’utilisation « smart » du gaz grâce aux SGG permettra notamment : la cogénération, la micro-cogénération, les pompes à chaleur gaz, les flottes de transport « dual fuel3 » ou GNV4 ou la récupération de chaleur sur les eaux usées.

Les SGG à l’échelle européenne: la France est-elle vraiment en retard ?

L’UE semble en pointe sur les réseaux gaz intelligents. Depuis 2011, des travaux sont en cours dans le cadre de la Task Force Smart grids5 de la Commission européenne et une approche commune semble émerger6. Néanmoins, les initiatives restent avant tout nationales : en témoignent les actions non concertées à l’échelle du Vieux Continent. Aux Pays-Bas, Alliander travaille sur la modernisation de son réseau gazier, intégrant des éléments nouveaux : injection de biométhane, compteurs communicants, contrôle par satellites. Des travaux de R&D menés par Union Fenosa Gas sont en cours en Espagne. En Suède, l’Inspection des Marchés Énergétiques préconise une mise en place de compteurs communicants uniquement pour les consommateurs dépassant les 3000 MWh annuels.

La France, quant à elle – a contrario de certaines idées reçues – est en avance sur les problématiques de SGG, grâce à des applications concrètes sur deux volets: i) les smarts meters à travers le projet Gazpar avec 20 000 compteurs déjà installés au sein de communes pilotes (Auch, Saint Omer, Etampes et St Genis Laval) et qui vise à déployer 11 millions de compteurs communicants à l’horizon 2020 et ii) l’intégration des gaz verts dans les réseaux avec un premier succès d’injection de biométhane à Lille-Séquedin en 2011 et un objectif de 10% de gaz verts (algues, bois, déchets) injectés dans les réseaux à l’horizon 2030.

En pointe au niveau européen, la France est en retrait face à la Chine, un acteur majeur dans le domaine des SGG. Ainsi, en 2013, l’Empire du Milieu a devancé les Etats-Unis en matière de subventions aux smart grids (elec. & gas), notamment par le biais de la State Grid Corporation of China (SGCC)7. La France, plutôt dans le peloton de tête sur les SGG, se heurte néanmoins à des problèmes de cohésion à l’échelle intra-européenne. Par ailleurs, d’autres limites subsistent malgré un effort d’investissement massif dans les réseaux gaz intelligents.

Les limites inhérentes aux SGG : viabilité économique, financement, contexte politique

Le bénéfice des SGG ne sera maximisé que si tous les réseaux sont unifiés et si une vision commune de l’énergie émerge.

Déjà au stade de pré-industrialisation, les contraintes techniques des SGG n’apparaissent pas comme un frein insurmontable à leur développement. Cependant, contrairement à l’électricité, le gaz est transportable et stockable assez facilement. Dès lors les avantages économiques des SGG sont moins évidents que dans l’électricité. Les contraintes sont ensuite financières : les SGG étant plus risqués (et jugés moins rentables par manque d’information et de retours d’expérience) que les infrastructures traditionnelles. Ils sont moins bien perçus par les institutions financières : il s’agit plus d’un upgrade des réseaux existants que de nouveaux projets. Des contraintes politiques existent aussi. : En voulant relancer le nucléaire, la France tourne le dos à l’Allemagne qui développe les EnR et les réseaux « intelligents ». On observe donc un manque de cohésion à l’intérieur de l’UE, contrairement à la Chine, où l’Etat, dirigiste et volontariste, souhaite développer ces réseaux sans plus tarder. Le bénéfice des SGG ne sera maximisé que si tous les réseaux sont unifiés et si une vision commune de l’énergie émerge. Enfin, le déploiement de ces réseaux doit assurer une parfaite confidentialité des informations détenues par les entreprises sur les consommateurs. Les fournisseurs seraient en effet en mesure de savoir quels appareils sont utilisés et quand, ce qui est vu comme une atteinte à la vie privée. Néanmoins, en France, la CNIL a cherché à protéger les données personnelles le plus en amont possible de la création des compteurs communicants: c’est le privacy by design. Si les smart grids se développent avant tout dans l’électricité8, nos réseaux gaz gagnent en intelligence (compteurs communicants, injection de gaz verts, contrôles par satellites). Leurs avantages écologiques et économiques sont indéniables mais font face à des défis importants9. La longue marche du développement des SGG risque d’être semée d’embûches : réticences, inerties, contraintes diverses. La France, en pointe dans le domaine, peut servir de modèle à l’échelle de l’UE mais aussi prendre

Louis Beal et Edouard Gomet

PARCOURS
Louis Beal est étudiant à l'EDHEC et Edouard Gomet à HEC, AgroParisTech et l'IFP School.

Notes:

  • (1) Nouvelles Technologies de l’Information et de la Communication
  • (2) Gaz vert produit dans les sites de traitement de déchets
  • (3) Le “dual fuel” consiste à faire fonctionner un moteur thermique avec deux carburants dont les propriétés physico-chimiques sont différentes. De nombreuses applications existent avec la combinaison gazole/gaz.
  • (4) Gaz Naturel Véhicule
  • (5) Groupe d’experts n°4 sur les SGG
  • (6) « La vision du réseau de distribution de gaz intelligent est partagée par l’ensemble des gestionnaires de réseaux de distribution de gaz en Europe » selon A. MAZZENGA, chef de la Stratégie au sein de la Délégation Stratégie-Régulation de GrDF.
  • (7) A titre de comparaison, environ 60 millions de compteurs électriques et gaziers « intelligents » sont en cours d’installation, majoritairement dans les provinces de Fujian, Guangdong et Tianjin. Ces trois provinces sont situées dans l’est développé et industrialisé du pays.
  • (8) Les smart grids dans l’électricité pourraient être à l’origine d’une économie de 9% de la production électrique française, ce qui serait un bénéfice de plus de 6 millions d’euros par an.
  • (9) On assiste aux prémices de la ville connectée, la « Smart city » où tous les réseaux des collectivités seront connectés (électricité, gaz, eaux usées, télécoms, chaleur, eau potable). La « Smart city » se développera grâce au « Big data », qui consiste à analyser d’énormes volumes de données en temps réel pour extraire les informations pertinentes afin d’optimiser la performance d’une entreprise. D’abord développé par les géants de l’Internet, ce concept devrait permettre d’améliorer les services urbains (transports, distribution d’énergie) et aboutir à une nouvelle gouvernance des communautés. Des expérimentations sont menées à Nice, Santander, Dublin et Londres.

Sources:

  • Réseau gaz intelligent « smart pipes » & interaction avec les infrastructures urbaines dont les « smart grids », Présentation à l’Assemblée Nationale dans le cadre de l’OECST (Office parlementaire d’Évaluation des Choix Scientifiques et Technologiques), Mars 2011
  • Big Brother est vert, Richard North, Septembre 2012 (http://contrepoints.org/)
  • Point de Vue d’Anthony Mazzenga, Mazzenga, Février 2013 (http://www.smartgrids-cre.fr)
  • China out-spends the US for first time in $15bn smart grid market, Bullard, Zindler & McCrone, February 2014 (http://about.bnef.com/)
  • Innovation dans le pilotage énergétique du logement : un pack de conformité pour les compteurs communicants CNIL, 13 juin 2014
  • Smart grids: quels business models? Jouot, Novembre 2014, (cours master EDDEE à l’Institut Français du Pétrole)
  • Smart grid, un investissement d’avenir, Jean Bertin, Janvier 2015 (http://contrepoints.org/)
Génération Energies
Génération Energies, un concours étudiant créé par Sia Partners en partenariat avec RTE , ouvert à 18 Grandes Ecoles de Commerce et d'Ingénieurs et aux universités de 3 pays. Le thème de cette année invitait les étudiants à écrire des articles de type journalistique sur "Comment repenser le nouveau monde de l'énergie à partir des réseaux intelligents ?". Pour sa septième édition, le concours a de nouveau illustré l’importance pour les étudiants des enjeux liés à l’avenir du secteur de l’énergie. Après une remise des prix le mardi 24 mars en présence d’un jury prestigieux, les 10 meilleurs articles se sont partagés une somme de 6400€ et seront publiés sur le blog de Sia Partners.http://www.generation-energies.fr/
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