Cellules énergétiques: Transformer l’approvisionnement transfrontalier en énergie renouvelable dans la Grande Région

Des chercheurs issus de quatre pays européens ont mis au point et testé le concept d’une cellule énergétique régionale capable d’intégrer une grande part d’énergies renouvelables dans les réseaux électriques. Chaque cellule rassemble un grand nombre d’usines de production d’énergie solaire et éolienne, des petites coopératives aux grandes usines, auxquelles viennent s’ajouter des installations de stockage d’énergie comme des batteries, des réseaux de chaleur ou des centrales de conversion d’électricité en gaz. Quatre cellules énergétiques équilibrent la production et la consommation d’électricité en tirant parti des capacités de stockage des cellules et en transférant l’énergie excédentaire d’une cellule à l’autre. Un centre de commande de l’énergie gère l’équilibre général.

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A map of the ‘energy cell’ in Trier, Germany, showing the distribution of power production plants. ©Energy Cells GR A map of the ‘energy cell’ in Trier, Germany, showing the distribution of power production plants. ©Energy Cells GR

" Le concept de cellules énergétiques peut permettre à l’UE d’atteindre ses objectifs: maximiser la part des énergies renouvelables, placer le consommateur au cœur de la transition énergétique en tant que moteur du changement et renforcer les échanges transfrontaliers. "

Juri Horst, coordinateur d’Energy Cells GR, IZES gGmbh

Energy Cells GR a mis au point un concept technique destiné à son système à grande échelle de partage d’énergie et de gestion du stockage et aux cellules énergétiques implantées dans chacun des quatre pays participants. Le Luxembourg, la Sarre et la Rhénanie-Palatinat en Allemagne, la Lorraine en France et la Wallonie en Belgique participent au projet.

Des simulations fondées sur des données réelles de consommation d’énergie fournies par les consommateurs et des données de production des centrales éoliennes et solaires locales permettent de peaufiner ces concepts. Les recherches vont aboutir, à la fin du projet, à la démonstration concrète du système, qui proposera une solution pratique permettant aux régions de coopérer pour mettre en place des réseaux énergétiques durables qui répondent aux besoins des consommateurs.

Laboratoire vivant

À ce stade, Energy Cells GR est un «laboratoire vivant» de recherche et de démonstration. Des autorités régionales, des entreprises énergétiques, des producteurs d’énergie solaire et éolienne ainsi que des instituts de recherche figurent parmi ses huit partenaires opérationnels et 11 partenaires stratégiques. Environ 70 ménages et entreprises participent également, en fournissant des informations sur leur consommation énergétique à l’aide de compteurs intelligents installés dans le cadre du projet.

L’objectif à long terme du projet est de mettre en place un système énergétique qui permette d’équilibrer de manière économique et fiable l’offre d’énergie renouvelable, très variable par nature, et la demande des consommateurs. La mise en place d’un tel système est essentielle afin que davantage de consommateurs tirent parti des énergies renouvelables et réduisent leurs émissions de carbone pour protéger le climat.

Pour ce faire, le projet créé quatre «cellules énergétiques» dans la Grande Région — une à Metz en Lorraine, une en Wallonie en Belgique, une à Remich au Luxembourg et une à Trèves en Rhénanie-Palatinat. 

Chaque cellule rassemble un grand nombre d’usines de production d’énergie solaire et éolienne, des petites coopératives aux grandes usines, auxquelles viennent s’ajouter des installations de stockage d’énergie comme des batteries, des réseaux de chaleur ou des centrales de conversion d’électricité en gaz. L’énergie excédentaire produite les jours ensoleillés ou venteux est stockée dans la cellule, ce qui permet aux consommateurs de disposer de réserves d’énergie lorsque la demande est plus forte que les capacités de production. Si une seule cellule atteint sa limite de stockage ou est complètement épuisée, elle est capable d’accéder à d’autres cellules énergétiques au sein du système, si bien que les consommateurs ne sont jamais privés d’électricité.

À Trèves, un système de commande central informatisé se fonde sur les prévisions de la demande et de la production d’énergie pour réagir aux variations de la consommation d’énergie et équilibrer la cellule. Afin de gérer avec précision la demande et la production, le système fournit des informations en temps réel sur la situation énergétique du système. 

De la simulation à la réalité

À l’heure actuelle, ces transferts d’énergie sont simulés sur ordinateur. À l’issue du développement du système, les résultats seront publiés sur la page d’accueil du projet afin que les entreprises énergétiques et les chercheurs puissent y avoir accès. Les résultats permettront d’étayer les décisions politiques et commerciales concernant l’expansion des réseaux d’électricité afin de tenir un meilleur parti des énergies renouvelables.

Le système sera mis à l’essai à la fin du projet afin de démontrer son potentiel. Si les compagnies d’énergie décident par la suite de commercialiser le système Energy Cells dans la région, des connexions sont déjà en place pour raccorder le système au réseau électrique existant.

Bénéficiaires

«Nous utilisons déjà 100 % d’énergie renouvelable provenant de notre fournisseur local et de nos propres panneaux photovoltaïques. Nous avons participé à la collecte de données organisée par Energy Cells pour montrer la capacité potentielle du système et aider d’autres consommateurs à délaisser les énergies polluantes. Nous souhaitons que d’autres foyers et petites entreprises jouissent un jour du même accès aux énergies renouvelables que nous».

 

Olivier Maréchal, propriétaire, L’Imprimerie de Waimes

 

«Courant d’Air est associé au premier chef à l’élaboration du plan de la Convention des Maires visant à augmenter fortement les capacités de production d’énergie éolienne et solaire d’ici à 2030. Il est important que nous trouvions la meilleure manière d’intégrer ces deux énergies, variables par nature, dans notre région, et Energy Cells GR nous a aidés à nous faire une idée concrète d’une solution possible».

 

Achim Langer, administrateur, Courant d’Air, coopérative d’énergie éolienne

Investissement total et financement européen

L’investissement total du projet «Cellules énergétiques – Approvisionnement régional en énergie pour la Grande Région» s’élève à 1 504 779 EUR, dont une contribution du Fonds européen de développement régional de 902 867 EUR via le programme opérationnel «Interreg V-A — France-Belgique-Allemagne-Luxembourg (Grande Région)» pour la période de programmation 2007-2013. L’investissement relève de la priorité «Environnement et efficacité des ressources».