Les moyens de flexiiblité de la production et de la consommation d'électricité

Sur les besoins et le moyens de flexibilité,  on entend beaucoup de discours, on lit beaucoup de textes qui se répètent les uns les autres et donnent des conclusions sans préciser toutes les hypothèses ni dire comment passer des hypothèses aux conclusions.
Comme la production, la consommation, le stockage forment un système, pour l'analyser et le comprendre, il faut un outil de simulation.
Voici quelques notes et quelques études sur le sujet, dont plusieurs ont utilisé le moyen de simulation publié sur ce site.


De l'utilité des batteries, réelle mais limitée - un enthousiasme excessif  - juillet  2020, une note d'une page
une étude sur les batteries - juin 2020 , 13 pages
une étude "consommation de 650 TWh - 50 % nucléaire" : cette étude assez complète analyse les possibilités du stockage, les productions excédentaires, etc.
une
étude sur la chaleur dans le bâtiment traite entre autres moyens du chauffage hybride 

A chaque instant, la fourniture d'électricité doit être égale à la consommation
La production dispose de la flexibilité de l'hydraulique (fleuves et lacs de montagne) et des turbines à gaz ou au charbon. Les Steps (des réservoirs hauts et bas avec pompes et turbines) donnent une possibilité de stockage. Quant à la consommation, la tarification de l'électricité l'incitait dans une certaine mesure à tenir compte des possibilités et des coûts des moyens de production : heures pleines et heures creuses, tarif Tempo, tarifs bleus et verts avec l'option EJP pour l'industrie. En cas de beoin, il était possible d'importer car la capacité de production d'électricité en Europe était largement excédentaire.
Aujourd'hui le paysage a bien changé.
Les incitations tarifaires ont presque disparu : il ne reste plus que le tarif heures pleines - heures creuses pour la consommation domestique. Avec l'arrêt des moyens de productoin au charbon et au lignite en France et en Allemagne et ailleurs et aussi l'arrêt de deux réacteurs nucléaires en France, la capacité des moyens pilotables en Europe a beaucoup diminué et continuera de diminuer. Dans le même temps l'augmentation de la capacité de production éolienne et photovoltaïque, fluctuante et non pilotable,  a pour effet que la capacité de production pilotable ne suffit pas à couvrir à tout moment la différence entre la demande et la production hydraulique, nucléaire, éolienne et photovoltaïque.
Il faudra donc que la demande s'adapte, qu'elle soit flexible.

Il y a plusieurs moyens.
La consommation peut se déplacer de façon à s'adapter au niveau de la production - elle le fait en partie en chauffant l'eau sanitaire avant d'en avoir besoin ; elle le fera en évitant de recharger les batteries des véhicules électriques lorsque la demande sera très forte.
La demande peut s'effacer définitivement lorsqu'elle est remplacée par une autre forme d'énergie : le fioul ou le biofioul de groupes électrogènes, le (bio)fioul ou le (bio)gaz d'une pompe à chaleur hybride, le (bio)carburant d'un véhicule hybride rechargeable.
En théorie, le consommateur pourrait même alimenter le réseau en déchargeant sa batterie s'il prévoit de ne pas en avoir besoin.

La fourniture d'électricité peut s'adapter à la demande avec une production à partir de gaz de synthèse, un gaz produit à partir de méthane, lui-même produit à partir d'hydrogène, lui-même produit par de l'électricité excédentaire ; c'est le procédé P2P2G, le seul moyen de rendre le même service qu'un stockage intersaisonnier. Les fournisseurs d'électricité ou d'autres prestataires de services peuvent également se doter de moyens de stockage.

Voici quelques notes et quelques études sur le sujet. :

De l'utilité des batteries, réelle mais limitée - un enthousiasme excessif  - juillet  2020 une note d'une page
une étude sur les batteries - juin 2020 , 13 pages
une étude "consommation de 650 TWh - 50 % nucléaire" : mai 2020 cette étude assez complète analyse les possibilités du stockage, les productions excédentaires, etc.
le chauffage hybride 2015