Tranziția energetică schimbarea germană
Germania a inițiat un punct de cotitură în politica sa energetică, „die Energiewende” (1), pentru a face producția de energie electrică mai sigură și mai curată. Această politică se bazează pe creșterea energiilor regenerabile, eliminarea treptată a energiei nucleare și reducerea dependenței de cărbune.
Provocarea intermitentei
Cum, atunci, cu un parc de producție dominat de energii regenerabile, să răspundă cererii de energie electrică în perioadele în care natura nu furnizează energiile primare necesare? Ar trebui să multiplicăm capacitatea instalată în comparație cu centralele electrice convenționale, bazându-ne pe corelații negative între regimurile eoliene și pe diversitatea zonelor de soare? Ar trebui să investim în instalații de stocare a energiei electrice pentru a atenua decalajele dintre producția instantanee și consum? Ar trebui să investim în interconectări pentru a juca diferențele temporale și geografice ale țărilor vecine? Sau, ar trebui să ne revizuim modelele de consum și să acceptăm că furnizarea naturală de energie electrică ne va puncta existența?
Variabilitatea energiei eoliene și solare
Într-un articol recent (2), economistul Hans-Werner Sinn studiază aceste opțiuni pentru mixul energetic german. Se bazează pe datele de producție și consum pentru 2014. Prima observație este că producția de energie electrică eoliană și solară este foarte volatilă și mult sub capacitatea de producție, așa cum se arată în cele două grafice de mai jos.
Faptul că tehnologiile în cauză nu își ating niciodată capacitatea maximă nu este surprinzător deoarece intrarea de energie primară, eoliană și radiație solară, este prin definiție dincolo de controlul uman. Raportul dintre capacitatea uzată și capacitatea instalată surprinde: în medie 17% pentru energia eoliană, 10% pentru energia solară. Capacitățile instalate sunt, prin urmare, un indicator slab al penetrării acestor tehnologii.
A doua observație, variabilitatea nu este doar zilnică sau săptămânală, ci și anuală. În medie, există mai puțină energie solară iarna decât vara și vânt mai puțin vara decât iarna, ceea ce este a priori favorabil din punct de vedere al disponibilității, deoarece cele două surse sunt complementare pe parcursul anului. Dar într-o perspectivă a dezvoltării la scară foarte largă a acestor energii, neregularitatea lor ne obligă să punem problema distribuției lor temporale prin stocare pentru a satisface cererea.
În absența curentului electric, să stocăm apă
Înmagazinarea pe scară largă a energiei electrice este încă în principal sub formă de apă care este pompată prin intermediul pompelor electrice în rezervoarele stațiilor de transfer pompat de energie (stația de epurare) înainte de a fi turbinată și pompată. Injectați electricitatea produsă în rețea. Depozitarea zilnică sau săptămânală pentru a compensa deficitul energetic nu este suficientă. Chiar dacă apa este pompată pentru a umple rezervoarele pe timp de noapte pentru a asigura o aprovizionare în timpul zilei când vântul și soarele cedează, va exista o lipsă de apă la sfârșitul verii pentru a satisface cererea. Pentru a evalua nevoile de stocare, Sinn face următorul exercițiu: calculează energia eoliană și solară care trebuie stocată pentru a garanta aceeași putere pe tot parcursul anului, în acest caz capacitatea medie utilizată care, pentru Germania în 2014, este de 9,55 GW (5,85 GW pentru energia eoliană plus 3,7 GW pentru energie solară). Rezultatele sunt reprezentate în graficul de mai jos în TWh de curba albă intitulată „Energie eoliană și solară”.