Est-il possible de booster les ventes d'énergie solaire produite localement en permettant aux ménages de l'échanger via une plateforme peer-to-peer ? Le projet de recherche d'un an Quartierstrom à Walenstadt étudie comment les marchés de l'énergie pourraient fonctionner à l'avenir.

Décembre 2018 a marqué le début d'une expérience unique en son genre en Suisse. Dans le quartier Schwemmiweg de Walenstadt, 37 foyers se sont associés pour créer un marché local de l'énergie. Au lieu d'avoir à passer par leur fournisseur d'énergie au détail, les propriétaires d'installations photovoltaïques peuvent vendre le surplus d'électricité à leurs voisins, donner aux ménages sans panneaux solaires la possibilité d'acheter des produits propres, énergie produite localement. Les participants à ce marché local d'échange d'énergie déterminent eux-mêmes les prix en fonction de l'offre et de la demande.

La production et la distribution d'électricité dans le quartier signifient que moins d'énergie doit être apportée de l'extérieur de la communauté. Le négoce local d'énergie de pair à pair offre également d'autres avantages :« Par exemple, les producteurs d'énergie peuvent vendre leur électricité à un prix bien supérieur au tarif de rachat, ils obtiennent ainsi un retour sur investissement plus rapide sur leur installation solaire, " explique Sandro Schopfer du Bits to Energy Lab de l'ETH. Il dirige un projet appelé Quartierstrom (allemand pour l'énergie de quartier). Parmi les autres partenaires du projet figurent l'Université de Saint-Gall, plusieurs entreprises du secteur de l'énergie et le gestionnaire de réseau local Water and Electricity Works Walenstadt (WEW), qui a mis son réseau de distribution à disposition pour le commerce local pendant le projet. L'Office fédéral de l'énergie soutient Quartierstrom dans le cadre de son projet pilote, programme de projets de démonstration et de projets phares.

Des incitations pour tous

L'idée du projet est d'étudier comment les marchés de l'énergie pourraient fonctionner à l'avenir. L'un des aspects clés de la transition énergétique est la décentralisation croissante de la production d'énergie - en fait un abandon des grands, centrales électriques centralisées et vers de plus petites, souvent des producteurs privés. "Jusqu'à présent, les petits producteurs avaient très peu de possibilités de commercialiser leur énergie eux-mêmes, " dit Schopfer. Ils sont tenus d'injecter leur surplus d'énergie dans le réseau, le revendre au détaillant d'électricité à un tarif de rachat. Paradoxalement, l'électricité est de toute façon acheminée vers les voisins du producteur, puisque les électrons suivent toujours le chemin le plus court. "Mais ce fait ne se reflète pas dans les dispositions actuelles du marché, " dit Schopfer. Permettre aux producteurs privés de participer au négoce d'énergie pourrait fournir des incitations financières et aider à promouvoir l'utilisation d'énergies propres, énergie produite localement.

L'un des objectifs du projet Quartierstrom est de découvrir comment cela se joue dans la pratique. Vingt-huit des participants ont leur propre système photovoltaïque, et neuf sont de purs consommateurs, dont une maison de retraite. Les systèmes combinés produisent environ 300, 000kWh par an, alors que la demande réelle d'électricité de la communauté s'élève à environ 250, 000kWh. Plusieurs systèmes de batteries servent de tampons. Des compteurs intelligents spécialement conçus (une variante de l'ordinateur à petit budget Raspberry Pi) mesurent en continu l'énergie générée et consommée par les ménages individuels. Un logiciel spécialement conçu et mis en œuvre effectue les transactions réelles. Ceux-ci sont basés sur la technologie blockchain, qui est conçu pour garantir que les réseaux commerciaux sont inviolables.

Les deux parties en profitent

Les acteurs du marché local fixent leurs limites de prix à l'aide d'une application. Les producteurs indiquent le prix qu'ils sont prêts à accepter pour leur surplus d'énergie, tandis que les consommateurs précisent le prix maximum qu'ils sont prêts à payer. Un algorithme est ensuite utilisé pour déterminer toutes les 15 minutes qui peut acheter de l'électricité à qui. Il le fait en faisant correspondre le fournisseur le moins cher avec le plus offrant. Les ménages qui ne parviennent pas à trouver un partenaire avec qui commercer achètent simplement leur électricité auprès du fournisseur d'énergie au tarif standard du marché.

Les prix sur le marché Quartierstrom fluctuent en fonction de l'offre et de la demande. Les chiffres jusqu'à présent montrent qu'ils varient entre le tarif de rachat de 4 cents et le prix de l'électricité du fournisseur d'énergie de 20,75 cents par kWh. "C'est donc rentable à la fois pour les producteurs et les consommateurs, " déclare Liliane Ableitner, doctorante à l'ETH, qui étudie le comportement des utilisateurs et leur acceptation dans le projet. Elle est ravie du degré d'implication des utilisateurs dans le processus de négociation. « Beaucoup d'entre eux se connectent à l'application plus souvent que prévu. » Les résultats détaillés ne seront pas disponibles avant la fin du projet en janvier 2020, mais il est déjà clair que le système d'échange augmente la consommation d'énergie locale au sein de la communauté. Au cours des deux premières semaines de février 2019, par exemple, plus de 80 pour cent de l'énergie solaire produite a été consommée dans le district local. A titre de comparaison, un ménage individuel ne peut utiliser qu'environ 30 pour cent de l'électricité qu'il produit s'il n'est pas connecté à un marché local en réseau.

Fournisseur d'énergie comme assurance

Pourtant, malgré la production d'une grande partie de l'énergie dont il a besoin, le quartier dépend toujours du fournisseur d'énergie local. En plus d'acheter des surplus d'énergie solaire, l'entreprise fournit également de l'électricité au réseau au cas où le soleil ne brillerait pas et que la demande serait élevée. "Dans ce scénario, le fournisseur d'énergie agira comme une sorte de police d'assurance pour couvrir toutes les éventualités, " dit Ableitner. Elle pense que cette transformation du marché de l'énergie est appelée à se poursuivre. Ce point de vue est partagé par les responsables de l'usine d'eau et d'électricité de Walenstadt, convaincus du bien-fondé du projet. Ils espèrent mieux comprendre de nouveaux modèles commerciaux et contribuer à façonner leur développement dès le début.

La prochaine étape des chercheurs consistera à étudier comment les systèmes de batteries et les charges flexibles telles que les pompes à chaleur et les véhicules électriques pourraient servir à équilibrer les fluctuations de la production d'énergie. "C'est beaucoup plus facile de le faire au sein d'une communauté qu'au sein d'un foyer individuel, " dit Schopfer. En stockant l'excédent d'énergie sur place et en l'utilisant plus tard, la communauté pourrait un jour devenir encore plus autosuffisante. "Notre objectif est de voir le moins d'énergie possible quitter la communauté."