Systèmes énergétiques décentralisés : technique prête - acceptation ouverte

Les installations solaires thermiques chauffent l'eau des douches et le sol, l'ascenseur fonctionne à l'énergie solaire et éolienne, et l'électricité non consommée aujourd'hui est stockée dans des batteries pour demain ou disponible sous forme de gaz pour le mois prochain. Et si les propres réserves d'énergie ne suffisent pas, la batterie de la voiture électrique du voisin vient à la rescousse.

Ce scénario n'est pas une utopie : des systèmes multi-énergies décentralisés ou des energy hubs fonctionnent dans des b?timents individuels - par exemple dans des maisons individuelles/multifamiliales ou dans le b?timent de recherche NEST [1] de l'Empa et de l'Eawag à Dübendorf - ou dans des quartiers entiers. Regio Energie à Soleure, par exemple, exploite un grand réseau, et la centrale électrique de la ville de Zurich (EWZ) teste également différents concepts. Avec l'immeuble d'habitation autonome en énergie de Brütten, il existe déjà depuis 2016 un tel Energy-Hub entièrement découplé des réseaux d'électricité et de gaz, sans doute la forme la plus extrême. [2]

Les systèmes multi-énergies décentralisés font l'objet de recherches à l'ETH depuis quelques années. [3] Le principe : la consommation et la production d'énergie se rapprochent géographiquement, exploitent les synergies et deviennent plus efficaces.

H2 et batteries stockent l'énergie solaire

Les technologies énergétiques nécessaires aux energy hubs sont aujourd'hui disponibles dans le commerce, intéressantes en termes de prix et techniquement efficaces. L'électricité provenant de panneaux solaires ou d'autres sources peut être transformée en hydrogène à l'aide d'électrolyseurs et stockée dans des réservoirs ou dans le réseau de gaz. Les piles à combustible le transforment ensuite en électricité et en chaleur. Par exemple lorsque les besoins sont particulièrement élevés ou que le soleil ne brille pas. Les batteries compensent les fluctuations à court terme. D'un point de vue technique, le défi consiste à réguler de manière optimale un réseau énergétique. La technique de commande est également développée à l'ETH. [4]

Mon électricité est aussi la tienne

Les hubs énergétiques peuvent jouer un r?le important dans l'approvisionnement énergétique du futur. Mais le concept doit encore surmonter des obstacles sociaux et économiques. Par exemple celui de la vie privée : Si une maison fait partie d'un réseau de voisinage, les consommateurs perdent une partie de leur contr?le.

Seriez-vous prêt à ce que la technique de régulation éteigne par exemple brièvement le congélateur, détermine le moment de la recharge de votre voiture électrique ou régule automatiquement la température entre 20 et 24 degrés en hiver ? Des questions se posent également sur la sécurité des installations, la fiabilité de l'approvisionnement en énergie et la protection des données utilisées sur la consommation d'énergie individuelle, qui doivent nécessairement être disponibles pour la régulation des installations.

Qui fait le premier pas ?

L'approvisionnement décentralisé en énergie manque en outre d'un concept économiquement rentable. Les utilisateurs potentiels, c'est-à-dire les propriétaires et les locataires, considèrent certes les energy hubs comme judicieux sur le principe. C'est ce que montrent les enquêtes menées dans le cadre de nos recherches. Que les utilisateurs fassent le premier pas et participent de leur propre initiative à des hubs ne devrait actuellement être envisagé que par une minorité. En effet, les investissements sont élevés et la réglementation des hubs est complexe. Les propriétaires et les locataires considèrent que la Confédération suisse et les fournisseurs d'énergie sont responsables.

Les systèmes énergétiques décentralisés sont souvent associés à des initiatives de base comme les communes énergétiques ou les villages autosuffisants. [5] Un projet pilote impliquant une large population fait toutefois défaut jusqu'à présent. Les coopératives énergétiques, par exemple une "ferme électrique" à laquelle peuvent s'associer des producteurs et des consommateurs décentralisés, poursuivent une approche passionnante. [6]

Transformation d'un système très complexe

Les systèmes multi-énergies ne sont donc pas une utopie - et pourtant, il faudra du temps avant qu'ils ne deviennent une réalité. Les points délicats actuels se situent au niveau du financement, de la mise en réseau avec d'autres ménages, de l'implémentation dans des b?timents anciens, de la protection des données et du contr?le. Il ne s'agit pas seulement d'une nouvelle technologie. Un approvisionnement énergétique décentralisé implique la transformation de tout un système énergétique avec tous ses défis sociaux et techniques.