Une Nouvelle Vision de l’Énergie : Les Maisons Connectées à O’Brien Farm

Une Révolution dans le Quartier

À première vue, le développement Hillside à O’Brien Farm, situé à South Burlington, Vermont, pourrait passer inaperçu parmi les autres projets résidentiels typiques des banlieues américaines. En parcourant Leo Lane, on observe une variété de maisons, allant de celles récemment achevées avec des pelouses impeccablement entretenues à des structures encore en construction, certaines n’ayant même pas de portes de garage.

Une Approche Innovante pour l’Avenir Énergétique

Cependant, ce qui distingue véritablement ce développement, c’est son approche novatrice pour renforcer le réseau électrique américain face aux défis du changement climatique et de la transition vers les énergies renouvelables. Une fois les résidents installés, ces maisons fonctionneront en synergie avec d’autres à travers l’État pour former une centrale électrique virtuelle, garantissant une fourniture d’énergie stable tout en réduisant les coûts pour les utilisateurs et le réseau. Dans certains cas, les participants à ces programmes peuvent même bénéficier de factures d’électricité négatives.

Confort et Efficacité Énergétique

Lors de ma visite du modèle de maison, la première chose qui m’a frappé, c’est l’absence de bruit extérieur, malgré le chantier actif à proximité. Ces maisons sont conçues avec une isolation de haute qualité, permettant de conserver une température agréable à l’intérieur, que ce soit en hiver ou lors des chaudes journées d’été.

Des Appareils Énergétiquement Efficaces

Dans la cuisine, un cuiseur à induction économe en énergie attire l’attention, tandis qu’un iPad sur le comptoir permet de contrôler tous les circuits de la maison et de surveiller la consommation d’énergie. Pour les propriétaires de véhicules électriques, un chargeur SPAN est également inclus dans le garage.

Dans le sous-sol, un système de pompe à chaleur Mitsubishi Electric assure le chauffage en hiver et la climatisation en été, tout en étant presque silencieux. Le chauffe-eau, également alimenté par une pompe à chaleur, est situé à proximité, tout comme le panneau électrique intelligent SPAN, qui est géré via l’iPad de la cuisine. De plus, trois batteries Tesla Powerwall, offrant une capacité de stockage de 40,5 kilowattheures, sont prêtes à alimenter le foyer en cas de coupure de courant prolongée.

Une Intégration Solaire

Ces Powerwalls sont connectées à un système de panneaux solaires Qcells de 8 kW installé sur le toit. L’application sur le comptoir de la cuisine affiche en temps réel la quantité d’énergie produite par les panneaux et celle achetée auprès de Green Mountain Power, l’entreprise d’électricité qui gère les Powerwalls.

Un Modèle de Développement Durable

Ce projet est le fruit d’une collaboration entre Green Mountain Power et le promoteur O’Brien Brothers. Chaque maison de ce développement sera équipée de systèmes similaires, créant ainsi un quartier entier de logements écoénergétiques dotés de panneaux solaires, de batteries de secours et d’appareils entièrement électriques.

Un aspect notable de ce développement est l’absence totale de conduites de combustibles fossiles. Bien que la compagnie de gaz aurait pu les installer gratuitement, O’Brien Brothers a choisi de s’en passer. Les futurs résidents pourront ainsi être assurés que leur consommation d’énergie ne contribue pas aux émissions de gaz à effet de serre.

Une Solution pour le Réseau Électrique

Pour l’entreprise d’électricité, ce quartier représente une opportunité de réduire la consommation d’énergie et les coûts. Plus important encore, il peut contribuer à alléger la pression sur le réseau électrique américain, de plus en plus sollicité. Les batteries et les chargeurs de véhicules électriques ne sont pas isolés ; ils sont interconnectés, permettant à Green Mountain Power de les mobiliser rapidement en cas de besoin.

À l’échelle nationale, les compagnies d’électricité se tournent vers les centrales électriques virtuelles (VPP) pour gérer les pics de demande d’électricité. Ces programmes peuvent remplacer des centrales à gaz naturel coûteuses et polluantes, et leur activation est quasi instantanée. Alors que le réseau électrique américain fait face à d’énormes défis, ces VPP intègrent les clients — leurs batteries, thermostats et chargeurs de véhicules électriques — dans la solution.

Kristin Carlson, vice-présidente de la stratégie et des relations externes chez Green Mountain Power, décrit leur VPP, qui comprend plus de 3 000 batteries domestiques à travers l’État, comme une véritable centrale électrique. « C’est notre plus grande installation de production, ce réseau d’énergie stockée », déclare-t-elle. « C’est une expérience formidable pour les résidents, mais cela profite également à tous nos autres clients. »

La transition vers les énergies renouvelables transforme notre manière de produire de l’électricité, tandis que le changement climatique complique la tâche de maintenir l’approvisionnement électrique face à des conditions météorologiques de plus en plus extrêmes. Les consommateurs américains voient leurs factures d’électricité augmenter en raison des coûts d’infrastructure et de l’approvisionnement énergétique, tout en utilisant davantage d’énergie pour recharger leurs véhicules électriques ou pour alimenter des systèmes de chauffage et de climatisation entièrement électriques, des domaines où les combustibles fossiles sont progressivement abandonnés.

On pourrait facilement envisager les panneaux solaires et les batteries domestiques comme des moyens d’atteindre l’indépendance énergétique, se déconnectant ainsi du réseau et de ses vulnérabilités. Mais si la solution à ces défis n’était pas l’indépendance énergétique, mais plutôt l’interdépendance énergétique? Un rapport publié l’année dernière par le Département de l’Énergie des États-Unis a estimé qu’en déployant entre 80 et 160 gigawatts de capacité de centrales virtuelles d’ici 2030, en plus des 30 à 60 GW existants, on pourrait économiser 10 milliards de dollars par an en coûts de réseau.

Des régions comme la Nouvelle-Angleterre jusqu’à Hawaï, les centrales virtuelles (VPP) deviennent un élément essentiel du système électrique américain. Alors, pourquoi votre domicile ne fait-il pas encore partie d’une VPP? J’ai discuté avec des experts en énergie, des dirigeants, des décideurs politiques et des consommateurs pour comprendre. Voici comment elles fonctionnent, pourquoi l’ancien réseau ne répond plus aux besoins actuels et ce que vous devez savoir sur l’avenir électrique de votre maison.

Technologie : À l’intérieur d’une centrale virtuelle

Le siège de Green Mountain Power se trouve à Colchester, à quelques minutes de Burlington, et abrite une salle de contrôle. Sur un mur entier se trouve une représentation visuelle de « La Grille ».

Un immense diagramme, semblable à une carte de métro high-tech, affiche les noms de chaque générateur et sous-station (l’un d’eux est simplement « Ben & Jerry’s »), tandis que les opérateurs surveillent attentivement les lignes endommagées ou hors service depuis leurs bureaux équipés de plusieurs écrans. C’est l’image que j’ai en tête lorsque je pense au réseau électrique.

La VPP? Elle n’est pas ici. Elle se trouve de l’autre côté de la porte sécurisée et du verre pare-balles qui protègent la salle de contrôle. Elle est à quelques pas, sur l’ordinateur portable de Maddy Murray-Clasen, responsable des projets d’innovation chez GMP.

Grâce à un programme appelé Virtual Peaker, Murray-Clasen surveille et contrôle toutes les batteries et les chargeurs de véhicules électriques dans la VPP de l’entreprise. Lorsque ses collègues prévoient qu’un surplus d’énergie pourrait être nécessaire, elle planifie un événement pour ce jour-là. Cela pourrait être un jour particulièrement chaud d’été, lorsque les habitants du Vermont rentrent chez eux après le travail et allument simultanément leurs climatiseurs.

Lorsque la demande est élevée et l’offre faible, les batteries peuvent décharger de l’énergie sur le réseau. Par exemple, une Tesla Powerwall d’un propriétaire libérera presque toute son énergie stockée, ne laissant que 10 % pour une éventuelle panne. Cela est peu probable, car tout ce système est conçu pour éviter ces pannes dès le départ.

Pour un chargeur de véhicule électrique, GMP demande aux clients la permission de désactiver leur chargeur pendant un événement sur le réseau, ce qui signifie qu’une personne qui charge son véhicule sans réfléchir ne contribuera pas à la surcharge du système. Vous auriez la possibilité de refuser cette option, mais au lieu de bénéficier du tarif réduit habituel pour la recharge de votre véhicule électrique, vous devrez payer le tarif standard plus élevé. Cela est rare, se produisant moins d’une fois sur mille, selon Murray-Clasen.

Dans le secteur de l’énergie, les systèmes traditionnels qui fournissent de l’énergie d’urgence au réseau sont appelés centrales de pointe. Ces installations, généralement alimentées au gaz naturel, sont activées rapidement lorsque l’énergie est nécessaire. Elles peuvent rester inactives pendant une grande partie de l’année, n’entrant en action que lors des journées les plus exigeantes. Elles sont coûteuses à construire et à entretenir, et lorsqu’elles sont utilisées, elles émettent des gaz à effet de serre nocifs.

En revanche, la VPP utilise les batteries de votre maison pour gérer ces pics. De plus, la production d’énergie de Green Mountain Power est entièrement exempte de carbone.

GMP n’a jamais eu besoin d’activer sa VPP de manière inattendue en cas d’urgence — l’utilitaire sait généralement au moins un jour à l’avance quand elle sera nécessaire — mais je voulais savoir à quelle vitesse elle pourrait être activée (pour donner un contexte, une centrale de pointe peut s’allumer rapidement, mais pas instantanément). Murray-Clasen y réfléchit et énumère la rapidité avec laquelle elle pourrait tout activer. « Moins d’une minute pour se connecter et cliquer sur ‘go' », dit-elle.

Une telle rapidité pourrait s’avérer nécessaire, compte tenu des nombreux défis auxquels notre système énergétique est confronté.

Technologie : Quels sont les problèmes du réseau actuel ?

Il a été qualifié de plus grande machine du monde. Des centaines de milliers de kilomètres de fils reliant tout, du barrage Hoover à votre domicile et au café du coin. Il est parsemé de sous-stations et de transformateurs, et est parcouru de lignes de transmission à perte de vue. Lorsqu’une partie de ce réseau échoue, même pour quelques heures, cela fait la une des journaux, et si une partie échoue pendant une période prolongée, les conséquences peuvent être mortelles. La perspective d’un effondrement total du réseau maintient les experts en sécurité nationale éveillés la nuit. Sa construction a coûté plus d’un trillion de dollars, et cette machine, le réseau électrique américain, présente des problèmes.

« Aujourd’hui, il est très clair que nous n’utilisons pas cette machine de manière efficace », a déclaré Jigar Shah, directeur du Bureau des programmes de prêts du Département de l’Énergie des États-Unis, l’année dernière. « Il n’existe aucune autre machine au monde pour laquelle vous dépensez un trillion de dollars sans chercher à en tirer le meilleur parti. »

Cependant, les problèmes vont au-delà de l’inefficacité. Depuis environ deux décennies, le réseau a été suffisant. Il a rencontré des difficultés, mais il a généralement été à la hauteur de la tâche. Cela est dû au fait qu’à chaque année, nous lui avons demandé à peu près la même chose que l’année précédente. Cela est en train de changer, et rapidement.

« Nous avons sous-investi dans le réseau pendant de nombreuses années pour de nombreuses raisons, et cela commence à avoir des conséquences », déclare Mark Dyson, directeur général du programme d’électricité sans carbone au sein du think tank sur les énergies renouvelables RMI.

Le problème réside dans le fait que le réseau doit maintenant faire face à une demande croissante, exacerbée par l’augmentation de l’utilisation des véhicules électriques et des systèmes de chauffage et de climatisation électriques, ce qui nécessite une modernisation urgente et des investissements significatifs pour garantir sa fiabilité et sa durabilité à long terme.

Les défis de la production d’électricité et l’importance des centrales virtuelles

Les experts en énergie, y compris ceux du gouvernement fédéral, s’accordent à dire que l’une des solutions potentielles aux problèmes du réseau électrique réside dans une meilleure coordination des appareils dans nos foyers et bureaux. Les centrales virtuelles (CVP) représentent une option relativement économique et facilement extensible. Cependant, pour saisir leur rôle potentiel, il est essentiel de comprendre l’ampleur des défis auxquels le réseau est confronté.

Évolution des méthodes de production d’électricité

En 2023, les combustibles fossiles représentaient encore 60 % de la production d’électricité à grande échelle aux États-Unis, selon l’EIA. La majorité provenait du gaz naturel, à hauteur de 43,1 %. Cependant, les énergies renouvelables connaissent une croissance rapide, atteignant 21,4 % l’année dernière.

Les énergies renouvelables présentent un avantage majeur par rapport aux combustibles fossiles : la combustion de ces derniers est le principal moteur du changement climatique.

Un groupe de travail du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat a déclaré en 2022 que pour maintenir le réchauffement climatique en dessous de 2 degrés Celsius, des « changements substantiels dans le système énergétique seront nécessaires au cours des 30 prochaines années ». Cela implique une réduction de la consommation de combustibles fossiles, une augmentation de la production d’énergies à faibles et zéro carbone, ainsi qu’une utilisation accrue de l’électricité et d’autres vecteurs énergétiques alternatifs.

Cependant, l’énergie renouvelable, en particulier l’énergie solaire, présente un inconvénient distinct : le soleil et le vent ne répondent pas aux demandes des opérateurs de réseau. Lorsque le soleil ne brille pas et que le vent ne souffle pas, ces sources d’énergie ne sont d’aucune utilité.

Les panneaux solaires produisent une grande quantité d’énergie pendant la journée, mais aucune la nuit, et leur production ne coïncide pas toujours avec les besoins énergétiques des consommateurs. Une solution consiste à stocker cette énergie lorsqu’elle est abondante et à la libérer lorsqu’elle est nécessaire, ce qui nécessite des batteries à grande échelle. Ces grandes batteries ont été cruciales pour aider la Californie à surmonter une vague de chaleur en juillet. Un grand nombre de petites batteries connectées par une CVP peuvent accomplir la même tâche.

Quand votre domicile devient une centrale électrique

À Hawaï, l’électricité est une ressource précieuse, plus que dans tout autre État. En 2022, le coût d’un kilowatt-heure d’électricité était de 43 cents, contre une moyenne nationale de 15 cents. Aucun autre État n’a dépassé 30 cents.

Une part croissante de l’énergie de l’État provient de sources renouvelables, telles que l’éolien et le solaire, qui peuvent être intermittentes. L’énergie éolienne a représenté 6 % de la production totale d’énergie d’Hawaï en 2023, mais si le vent souffle plus que ce que le réseau nécessite à ce moment-là, ces kilowatt-heures supplémentaires peuvent être gaspillés.

Une solution est fournie par une CVP gérée par l’agrégateur tiers Swell Energy, qui collabore avec Hawaiian Electric pour gérer 80 mégawatts de capacité de batteries domestiques sur trois îles.

« C’est l’équivalent d’une centrale à gaz », déclare Sarah Delisle, vice-présidente des affaires gouvernementales et de la communication chez Swell Energy.

Ces propriétaires ordinaires possèdent des batteries et contribuent de diverses manières à soutenir le réseau. Delisle explique que les batteries gérées par Swell à Hawaï remplissent trois fonctions : elles peuvent absorber l’énergie qui serait gaspillée, décharger des batteries pour répondre à la demande de pointe et réagir rapidement pour aider l’utilitaire à équilibrer la fréquence de distribution.

« Grâce à ces trois services de réseau, qui ont tous des structures tarifaires différentes, les clients constatent des factures négatives à Hawaï », ajoute Delisle.

Le programme rémunère également les clients pour leur participation avec un paiement initial pour les aider à acquérir le Powerwall, qui peut s’élever à 10 000 dollars ou plus.

Ces clients ne contrôlent pas les batteries Powerwall dans leurs maisons, mais ils peuvent définir des limites sur la quantité d’énergie que Swell peut gérer. En général, Swell ne prendra pas les 20 % restants, laissant ainsi au client une réserve d’énergie en cas de panne, mais les clients peuvent choisir un pourcentage plus élevé.

Au Vermont, les programmes de Green Mountain Power gèrent plus de 3 000 batteries. Il existe plusieurs façons de participer.

Vous pouvez acheter une batterie, en être le propriétaire complet et la connecter à la CVP. Vous pouvez également louer une batterie auprès de GMP. Ou encore, vous pouvez acheter une maison des O’Brien Brothers qui inclut des batteries.

Les clients de GMP qui louent pendant 10 ans paient seulement 55 dollars par mois pour deux Powerwalls, ou un paiement unique de 5 500 dollars. À Hillside, les acheteurs de maisons individuelles paieront 85 dollars par mois pour le « package de résilience », qui comprend les trois Powerwalls et un système de panneaux solaires de 8 kW.

Ces programmes visent à soutenir la stabilité du réseau, permettant ainsi d’économiser de l’argent pour tous, selon Carlson. « Lorsque nous concevons l’un de nos programmes innovants, cela profite au client participant et également à tous les clients non participants. »

Cependant, cela ne concerne que l’offre. Il y a aussi la demande.

Une consommation d’électricité en hausse et en évolution

Malgré une société de plus en plus virtuelle, la demande d’électricité aux États-Unis est restée stable pendant des décennies grâce aux améliorations en matière d’efficacité. Cela est en train de changer. « Actuellement, nous observons une demande qui commence à croître à nouveau », déclare Tom Wilson, responsable technique principal à l’Institut de recherche sur l’électricité.

Les centres de données sont un moteur majeur de cette croissance, grâce non seulement à l’expansion d’Internet, mais aussi à la demande des mineurs de cryptomonnaies et de l’intelligence artificielle, comme l’a révélé un rapport récent de l’EPRI. Ce rapport estime que la consommation d’électricité des centres de données passerait de 4 % de la production d’électricité américaine aujourd’hui à entre 4,6 % et 9,1 % d’ici 2030.

« Tout cela contribue à une économie plus robuste, mais cela nécessite beaucoup d’électricité, et cela dépasse les gains d’efficacité énergétique », explique Jen Downing, conseillère senior au Bureau des programmes de prêts du Département de l’Énergie.

Les données du Département de l’Énergie des États-Unis indiquent une augmentation de la demande électrique dans les prochaines décennies.

Parallèlement, des avancées significatives en matière d’efficacité énergétique ont été observées, notamment dans les appareils que nous utilisons quotidiennement à la maison. Par exemple, les ampoules LED que l’on trouve dans la plupart des luminaires consomment environ un dixième de l’électricité par rapport aux anciennes ampoules à incandescence d’il y a une ou deux décennies. De même, le réfrigérateur de votre cuisine est probablement beaucoup plus efficace que ceux d’il y a vingt ans.

Ces deux éléments — une population croissante et un nombre accru d’appareils nécessitant de l’électricité tout en consommant moins en moyenne — ont en grande partie compensé l’un l’autre au cours des deux dernières décennies, maintenant la demande totale d’électricité aux États-Unis relativement stable.

Actuellement, la demande est en hausse, en grande partie en raison de l’électrification. Le passage des combustibles fossiles à l’électricité est bénéfique pour la réduction des émissions de carbone, mais cela signifie que la demande en électricité augmente plus rapidement que les améliorations en matière d’efficacité ne parviennent à la réduire.

Notre réseau électrique est conçu pour gérer les pics de demande, comme lors des journées les plus chaudes de l’année, lorsque tout le monde utilise la climatisation. Pour l’instant, cela fonctionne plutôt bien, et les coupures de courant sont relativement rares dans de nombreuses régions du pays.

Cependant, avec l’augmentation de la demande, si aucune mesure n’est prise, le système pourrait rencontrer des difficultés. En l’absence d’infrastructures de transmission suffisantes pour acheminer l’électricité des générateurs jusqu’aux foyers, les coupures de courant deviendront plus fréquentes et dureront plus longtemps. De plus, construire cette nouvelle infrastructure est extrêmement coûteux, potentiellement des trillions de dollars.

Il existe cependant une alternative moins onéreuse.

« L’alternative à l’augmentation de notre infrastructure d’approvisionnement est d’aplanir ces pics de demande, et de le faire de manière à ne pas déranger le consommateur », explique Downing.

Technologie : Réduction des pics et économies d’énergie

Lorsqu’un événement de pic se produit, Murray-Clasen de Green Mountain Power dispose de plus qu’une simple flotte de batteries domestiques. Elle a également une brigade de chargeurs de véhicules électriques (VE).

Si vous êtes inscrit au programme de recharge de VE de GMP et que l’utilitaire décide de déclencher un événement pour le lendemain, vous recevrez une notification indiquant que votre chargeur de VE pourrait être désactivé pendant quelques heures.

Les chargeurs de VE jouent un rôle crucial dans de nombreux systèmes de centrales électriques virtuelles, principalement du côté de la demande, en réduisant la charge sur le réseau lorsque celle-ci est trop élevée. Mais le chargeur de votre voiture n’est pas le seul élément qu’une centrale électrique virtuelle peut utiliser pour diminuer la charge sur le réseau pendant un pic.

Chauffe-eau : un super-héros caché du réseau

Vous ne pensez probablement pas à votre chauffe-eau jusqu’à ce qu’il tombe en panne et que vous vous retrouviez soudainement sous une douche froide.

Les opérateurs de centrales électriques virtuelles y pensent beaucoup plus souvent, car ils représentent des outils puissants. Les chauffe-eau consomment de l’énergie, certes, mais le moment où cette énergie est utilisée n’est pas si crucial. Vous pouvez les éteindre pendant quelques heures sans que le propriétaire ne s’en aperçoive.

« Vous vous inscrivez au programme et vous acceptez essentiellement qu’après votre douche, vous n’avez pas besoin de réchauffer immédiatement l’eau dans votre chauffe-eau », explique Downing du DOE. « Cela peut aider à lisser la demande sur le réseau. »

Il n’est pas nécessaire de l’éteindre indéfiniment, juste pendant quelques heures jusqu’à ce que la charge diminue. Et comme cette période est courte, il est tout à fait possible que vous ne le remarquiez jamais.

Thermostats intelligents : quelques degrés de différence

Ensuite, il y a les thermostats intelligents. Le sacrifice pour le consommateur est clair : que se passerait-il si tout le monde augmentait sa température de quelques degrés ? Peut-être que 26 degrés Celsius reste confortable tout en consommant moins d’énergie qu’à 24.

Ce changement pourrait avoir un impact minimal sur votre bien-être, mais du côté de l’utilitaire, il est possible que « réduire juste d’un degré sur 100 000 thermostats puisse aider à passer le cap », explique Wilson.

Les avantages de ces programmes ont été considérables pour Melissa Bryson, cliente du VPP de Renew Home depuis plus de cinq ans. Grâce à un programme lié à son thermostat Nest, Bryson accumule des points lorsque Renew Home modifie la température de son thermostat pour économiser de l’énergie. Et là où Bryson vit à Bakersfield, en Californie, elle a souvent des occasions de le faire lors des journées d’été dépassant les 38 degrés. Ces points peuvent être échangés contre des crédits de facture ou des cartes-cadeaux.

Parfois, Bryson affirme avoir gagné jusqu’à 400 dollars simplement en réduisant sa consommation d’énergie, mais il ne s’agit pas seulement d’économies financières. « Si je reçois une alerte indiquant que le réseau est sous pression, je peux aider à réduire ma consommation pour éviter une coupure de courant pour ceux qui ne peuvent pas se passer d’électricité », dit Bryson.

Tous les VPP n’utilisent pas de thermostats. Green Mountain Power ne prévoit pas de les inclure. « Nous voulons rendre cette transition énergétique facile et fluide pour les clients », déclare Carlson. « Il n’y a pas de sacrifice ici. Vous pouvez vivre votre vie, avoir votre électricité et rester au frais lors d’une vague de chaleur. »

Technologie : L’importance de votre consommation d’électricité

Le réseau électrique est un problème collectif qui nécessite une solution collective, mais un immense développement d’infrastructure se répercutera sur nos factures d’électricité.

À la place, inciter un grand nombre de personnes comme Bryson à effectuer de petites actions peut s’avérer moins coûteux que de construire de nombreuses nouvelles centrales à gaz ou lignes de transmission. Le Département de l’Énergie estime qu’une centrale électrique virtuelle peut avoir un effet similaire à 60 % de moins que celui d’une centrale à gaz et 40 % de moins que celui d’une batterie à l’échelle du réseau.

Le problème réside dans le moment de la consommation d’électricité. La demande atteint son pic le soir, lorsque tout le monde rentre chez soi et allume tout. En milieu de journée, lorsque la plupart des gens sont au travail ou à l’école, la demande résidentielle diminue. Si l’on trace cela sur un graphique, cela ressemble à un canard. La queue est le matin, le dos représente la plage basse en milieu de journée, et la tête et le bec apparaissent lors de ce grand pic du soir.

Lors d’une journée particulièrement chaude d’été, la tête du canard atteint probablement son pic à un moment où la demande d’électricité dépasse l’offre sur le réseau. Il fait encore chaud, mais il commence à faire sombre, donc les panneaux solaires produisent moins.

Pour équilibrer cela, vous avez deux choix : augmenter la production ou réduire la charge. Une centrale électrique virtuelle peut faire les deux.

Technologie : Réduction de la demande en action

Le 4 juillet a apporté plus que des feux d’artifice et des défilés à Portland, en Oregon. Une vague de chaleur s’est également manifestée. La température a atteint 33 degrés au niveau de l’aéroport ce jour-là. Elle a atteint 37 les deux jours suivants. Le 7 juillet, les températures ont atteint 38 degrés. La compagnie d’électricité, Portland General Electric, a réagi rapidement.

E a mis en place plusieurs programmes de gestion de la demande concernant les thermostats. L’un d’eux est automatisé : les clients qui s’inscrivent reçoivent une notification préalable, mais lorsque la demande atteint son pic, le thermostat intelligent est contrôlé par PGE. L’utilitaire abaisse les températures des maisons en début d’après-midi avant le pic, créant ainsi une marge de manœuvre pour la suite. Lorsque le pic se produit, PGE augmente ces températures, rendant l’intérieur un peu plus chaud. L’autre programme est plus interactif, car il nécessite que les clients ajustent eux-mêmes leur thermostat.

Ces programmes sont entièrement volontaires, explique John Farmer, consultant senior en communication pour PGE. Les clients ont la possibilité de maintenir une température plus fraîche s’ils le souhaitent. « Si demain à 17 heures, vous organisez une fête d’anniversaire pour votre enfant et que vous ne voulez pas que 17 enfants transpirent chez vous, vous n’êtes pas obligé de participer à cet événement », précise-t-il.

Cependant, de nombreux clients ont choisi de participer lors des événements de gestion de la demande organisés par PGE les 8 et 9 juillet, lorsque les températures ont atteint respectivement 39 et 40 degrés Celsius. Le 8 juillet, ces efforts, ainsi que d’autres initiatives des clients de PGE, ont permis de réduire la demande de 109 mégawatts. Le jour suivant, la réduction a été de 100 MW.

Les jours précédents, la chaleur intense avait mis à l’épreuve l’infrastructure électrique. Farmer compare cette situation à celle de conduire une voiture à 160 km/h dans le désert de Mojave par une température de 43 degrés Celsius : si vous poussez le moteur aussi fort et aussi longtemps dans de telles conditions, quelque chose finira par céder.

Au-delà de la fiabilité du réseau, il y a également des économies de coûts pour l’utilitaire, qui évite d’acheter de l’électricité à son prix le plus élevé. De plus, les clients qui sont rémunérés pour participer à ces programmes contribuent activement à la stabilité du système.

« Pour que les gens comprennent comment cela fonctionne, les avantages et les raisons pour lesquelles nous le faisons, et le fait que nous devrons le faire plus souvent que par le passé, nous essayons également d’aider les gens à comprendre », déclare Farmer. « Ce ne sera pas un événement annuel. »

Les VPPs : Une solution pour le réseau ?

Les défis auxquels le réseau électrique est confronté sont nombreux, mais la question se pose : les logiciels et une multitude de petites batteries, de chargeurs de véhicules électriques, de thermostats et de chauffe-eau peuvent-ils réellement apporter des solutions ?

« Nous en sommes encore aux débuts, essayant de déterminer ce qu’est exactement une centrale électrique virtuelle (VPP) et ce qu’elle peut offrir », explique Howard Gugel, vice-président de la surveillance réglementaire à la North American Electrical Reliability Corporation. « Ce serait un outil supplémentaire que les opérateurs de réseau pourraient utiliser pour maintenir l’équilibre entre la charge et la production. »

Cependant, la pleine valeur des VPPs reste à démontrer. La réponse à la demande existe depuis des décennies, sous la forme de programmes gérés par les utilitaires qui peuvent éteindre des pompes de piscine ou ajuster des thermostats. Mais ces programmes sont devenus plus technologiques, plus populaires et plus flexibles.

Les VPPs pourraient également aider le système, même si d’importants investissements dans la transmission et la distribution sont encore nécessaires, en réduisant ces besoins et en les rendant moins urgents.

« Parfois, la valeur ne réside pas seulement dans les économies totales, mais dans la création d’un pont vers une expansion du système de manière rentable », ajoute Wilson.

Cependant, certaines préoccupations subsistent. L’une d’elles est que ces programmes peuvent être contrôlés directement via Internet, ce qui les rend vulnérables aux cyberattaques, selon Gugel.

Peut-être le plus grand obstacle pour les VPPs est la question de l’adoption. Certaines entreprises de services publics commencent à en voir les avantages, mais dans certaines régions, cela nécessitera que les régulateurs incitent les entreprises elles-mêmes, explique Downing. « Il s’agit vraiment de la création de ces programmes par les utilitaires, de l’inscription des clients, et cela dépend beaucoup de la réglementation des services publics et de la manière dont les régulateurs de chaque État demandent aux utilitaires : ‘Hé, nous avons cette alternative moins coûteuse pour répondre à cette demande croissante' », précise-t-elle.

Les entreprises de services publics devront repenser leur approche, ajoute Farmer. « Vous verrez les utilitaires devenir une plateforme de services énergétiques pour la communauté. »

Comment s’inscrire à un VPP

Les VPPs sont bénéfiques pour le réseau, mais ils peuvent également vous être utiles, à condition de savoir où les trouver.

Voici quelques moyens de vérifier si vous pouvez en rejoindre un :

• Interrogez votre fournisseur d’électricité : Votre entreprise d’électricité peut avoir ces programmes répertoriés sur son site web. Vous pouvez également appeler le service client. Ils peuvent porter différents noms : programme de thermostat, programme de réponse à la demande, programme de flexibilité de la demande.
• Renseignez-vous auprès de votre État ou de votre ville : Votre ville, surtout si elle gère une entreprise d’électricité municipale, peut avoir un programme. Ou la commission des services publics de votre État ou un autre bureau de l’énergie peut avoir une liste.
• Vérifiez avec votre thermostat intelligent : Certains thermostats intelligents disposent d’une fonction qui prend en compte votre emplacement et tente d’identifier les programmes disponibles. Cela peut faciliter l’inscription. D’autres appareils intelligents peuvent avoir des fonctionnalités similaires.
• Consultez les rapports : Les VPPs sont un sujet brûlant dans l’industrie de l’énergie et ont fait l’objet de divers rapports. Vous pouvez consulter le rapport VPP Liftoff du département de l’énergie ou le récent Virtual Power Plant Flipbook de RMI.

Et gardez un œil sur les communications que votre fournisseur d’électricité envoie probablement une fois par mois. Peut-être qu’ils lancent bientôt un programme et que vous pourrez en faire partie dès le départ.

Une nouvelle maison : batteries incluses

Si vous déménagez à South Burlington, Vermont, vous pourriez acheter une maison conçue pour faire partie d’un VPP.

Le développement Hillside est situé sur ce qui était autrefois une ferme laitière. Lorsque l’entreprise a commencé une division de construction de maisons en 2016, elle a construit son premier lotissement sur une partie de ce terrain. C’était un quartier suburbain typique, avec des pipelines de gaz en dessous et peu de particularités concernant l’infrastructure énergétique, à l’exception d’une forte incitation à l’efficacité énergétique.

Pour la phase 2 de Hillside, les choses ont changé, explique Evan Langfeldt, PDG d’O’Brien Brothers. Le promoteur a contacté Green Mountain Power pour savoir s’il serait possible de construire une communauté entièrement électrique.

Une Nouvelle Vision de l’Énergie Résiliente

Une Infrastructure Énergétique Innovante

GMP a affirmé que le constructeur était tout à fait capable d’intégrer des systèmes de chauffage, de cuisson, de refroidissement et de recharge pour véhicules électriques. Cependant, un projet plus ambitieux pourrait transformer le quartier en un modèle de résilience énergétique. Pour cela, la compagnie d’électricité a introduit des batteries et des composants de gestion de la production d’énergie. O’Brien Brothers a ainsi pu se démarquer avec ses nouvelles habitations, atteignant ses objectifs d’efficacité énergétique et d’électrification. Green Mountain Power, ainsi que le réseau électrique dans son ensemble, en ont tiré un avantage considérable.

Autonomie Énergétique en Cas de Forte Demande

Lors des journées de forte consommation énergétique, ce quartier pourrait fonctionner de manière autonome, se déconnectant du reste du réseau et utilisant sa propre énergie stockée dans les batteries. Carlson explique : « Nous pouvons considérer cette communauté comme n’ayant aucun impact sur la charge du système. Nous avons la possibilité de réinjecter cette énergie dans le réseau. »

Un Soutien au Réseau Électrique Local

L’infrastructure énergétique de cette communauté est conçue pour soutenir le réseau électrique des villes environnantes, offrant ainsi un bénéfice net pour la compagnie d’électricité, selon Carlson.

Diversité des Habitations

Le développement propose une variété de types et de tailles de logements, allant de petites maisons à environ 600 000 dollars à des résidences de 2 500 pieds carrés se chiffrant autour de 800 000 dollars. Selon Zillow, la valeur moyenne des maisons à South Burlington est d’environ 500 000 dollars. Langfeldt a souligné l’importance des coûts d’exploitation de ces habitations, qui bénéficient d’une isolation de pointe et d’un ensemble d’efficacité énergétique, en veillant à ce qu’elles soient compétitives sur le marché.

Vers un Futur Énergétique Durable

Langfeldt estime que bien que nous soyons à la pointe de l’innovation aujourd’hui, dans cinq à sept ans, ces normes deviendront de plus en plus courantes. « Les maisons construites de manière conventionnelle aujourd’hui seront considérées comme obsolètes dans dix ans, » prédit-il.

Une Réaction Positive des Développeurs

Jusqu’à présent, le promoteur se dit satisfait des résultats, tout comme la compagnie d’électricité. Langfeldt ajoute : « Peut-être que nous avons l’avantage ici au Vermont, car les gens sont plus enclins à adopter ces solutions, mais qui ne serait pas attiré par des économies d’énergie et une protection contre la volatilité future des marchés énergétiques ? Peu importe où l’on se trouve dans le pays, que l’on soit conservateur ou libéral, l’essentiel reste les économies réalisées et les choix que l’on fait pour l’avenir. »