Réduction de la consommation pendant la charge : limitation de la puissance ? Arrêt forcé ? Rationnement de l’électricité pour les voitures électriques ?

Optimisation des réseaux – mesures prises par les gestionnaires de réseaux de distribution allemands en 2020 – Image : Xpert.Digital

* EEG = Loi sur les sources d'énergie renouvelables, article 9, paragraphe 1

Cette statistique présente le nombre de gestionnaires de réseaux de distribution (GRD) en Allemagne en 2020, en fonction des mesures d'optimisation et de renforcement du réseau mises en œuvre dans le cadre de la loi sur les énergies renouvelables. Au 1er avril 2020, 226 GRD allemands construisaient des systèmes parallèles.

Nombre de gestionnaires de réseaux de distribution selon les mesures appliquées pour l'optimisation et le renforcement des réseaux dans le cadre de la loi EEG en Allemagne en 2020

• Augmentation de la section des câbles – 459 gestionnaires de réseaux de distribution
• Augmentation de la capacité des transformateurs – 394 gestionnaires de réseaux de distribution
• Câblage des lignes aériennes – 408 opérateurs de réseau de distribution
• Optimisation des points de déconnexion – 365 opérateurs de réseaux de distribution
• Modification de la topologie du réseau – 315 opérateurs de réseaux de distribution
• Installation de technologies de mesure – 406 gestionnaires de réseaux de distribution
• Construction de systèmes parallèles – 226 gestionnaires de réseaux de distribution
• Augmentation de la section des câbles conducteurs – 90 opérateurs de réseaux de distribution
• Écrêtement des pointes – 7 gestionnaires de réseaux de distribution
• Installation de transformateurs de réseau local réglables – 58 gestionnaires de réseaux de distribution
• Installation de régulateurs de tension – 56 gestionnaires de réseaux de distribution
• Réglementation de la flèche des câbles – 47 gestionnaires de réseaux de distribution
• Surveillance des câbles conducteurs – 20 opérateurs de réseaux de distribution
• Câble conducteur haute température – 9 opérateurs de réseaux de distribution
• Autres – 72 gestionnaires de réseaux de distribution

Un câble conducteur est un câble utilisé pour transporter l'électricité dans une ligne électrique aérienne, faisant partie intégrante d'une ligne électrique.

Gestionnaires de réseaux électriques – nombre en Allemagne en 2020 – Image : Xpert.Digital

En 2020, l'Allemagne comptait 874 gestionnaires de réseaux électriques. Par rapport à 2010, leur nombre a augmenté de onze. Ces gestionnaires se divisent en deux catégories : les gestionnaires de réseaux de transport et les gestionnaires de réseaux de distribution. Le réseau de transport est interconnecté aux réseaux de distribution par l'intermédiaire de postes de transformation.

Transmission et distribution

En Allemagne, quatre gestionnaires de réseau de transport d'électricité sont en charge de l'infrastructure du réseau national : Amprion, 50Hertz, TransnetBW et TenneT. Amprion a réalisé le chiffre d'affaires le plus élevé en 2019. Les 874 gestionnaires de réseau de distribution sont actuellement responsables des réseaux de basse, moyenne et, sur certains tronçons, de haute et très haute tension. Ils fournissent l'électricité, par exemple, aux particuliers.

Production et consommation d'électricité en Allemagne

En Allemagne, la production d'électricité a considérablement augmenté ces 30 dernières années, malgré de légères fluctuations. La majeure partie de cette électricité est produite à partir de lignite, un combustible fossile, et de sources d'énergie renouvelables. L'industrie est le plus gros consommateur d'électricité, utilisant près de la moitié de la production totale. Les groupes de consommateurs « entreprises, commerce et services » et « ménages » consomment chacun environ un quart de l'électricité allemande.

Nombre de gestionnaires de réseaux électriques en Allemagne entre 2010 et 2020

• 2006 – 876 / 4 Gestionnaires de réseaux de distribution/Gestionnaires de réseaux de transport
• 2007 – 877 / 4 Gestionnaire de réseau de distribution/Gestionnaire de réseau de transport
• 2008 – 855 / 4 Gestionnaires de réseaux de distribution/Gestionnaires de réseaux de transport
• 2009 – 862 / 4 Gestionnaires de réseaux de distribution/Gestionnaires de réseaux de transport
• 2010 – 866 / 4 Gestionnaires de réseaux de distribution/Gestionnaires de réseaux de transport
• 2011 – 869 / 4 Gestionnaires de réseaux de distribution/Gestionnaires de réseaux de transport
• 2012 – 883 / 4 Gestionnaires de réseaux de distribution/Gestionnaires de réseaux de transport
• 2013 – 883 / 4 Gestionnaires de réseaux de distribution/Gestionnaires de réseaux de transport
• 2014 – 884 / 4 Gestionnaires de réseaux de distribution/Gestionnaires de réseaux de transport
• 2015 – 880 / 4 Gestionnaires de réseaux de distribution/Gestionnaires de réseaux de transport
• 2016 – 875 / 4 Gestionnaires de réseaux de distribution/Gestionnaires de réseaux de transport
• 2017 – 878 / 4 Gestionnaires de réseaux de distribution/Gestionnaires de réseaux de transport
• 2018 – 890 / 4 Gestionnaires de réseaux de distribution/Gestionnaires de réseaux de transport
• 2019 – 883 / 4 Gestionnaires de réseaux de distribution/Gestionnaires de réseaux de transport
• 2020 – 874 / 4 Gestionnaires de réseaux de distribution/Gestionnaires de réseaux de transport

Francis McLloyd, Zones de contrôle des gestionnaires de réseaux de transport en Allemagne, édité, CC BY-SA 3.0

Les gestionnaires de réseaux de transport d'électricité (GRTE) sont des entreprises de services qui assurent l'exploitation des infrastructures des réseaux électriques suprarégionaux pour le transport de l'énergie électrique. Ils garantissent la maintenance et le dimensionnement en fonction de la demande et accordent aux fournisseurs d'électricité un accès non discriminatoire à ces réseaux. De plus, ils sont responsables de l'approvisionnement et de la fourniture de puissance d'équilibrage au système, selon les besoins, afin de minimiser les fluctuations du réseau dues aux déséquilibres entre l'électricité produite et consommée. Les réseaux de transport sont connectés, via des postes de transformation, aux réseaux plus denses et à plus basse tension des GRD, qui assurent généralement l'approvisionnement des clients finaux, le plus souvent par des réseaux basse tension. Certains grands consommateurs, tels que les installations industrielles énergivores, peuvent également être directement raccordés au réseau de transport.

Les réseaux de transport d'électricité constituent des monopoles naturels et leurs exploitants sont généralement soumis à la supervision de l'État.

En Allemagne, le modèle d’« accès réglementé au réseau » est entré en vigueur en 2005 avec le deuxième amendement à la loi sur l’industrie de l’énergie (EnWG). Il autorise l’Agence fédérale des réseaux à réglementer les gestionnaires de réseaux de transport.

Il existe quatre gestionnaires de réseaux de transport d'électricité en Allemagne :

• Tennet TSO
• Transmission à 50 Hz
• Amprion
• TransnetBW

Le réseau de la régie municipale de Flensburg constitue un cas particulier en Allemagne. Du fait de son raccordement direct au réseau électrique danois, il relève techniquement de la zone de responsabilité du gestionnaire du réseau de transport danois energinet.dk et non de celle de TenneT TSO, le gestionnaire du réseau de transport responsable du nord-ouest de l'Allemagne.

Depuis la libéralisation du marché de l'énergie, les fournisseurs d'énergie ne sont généralement plus aussi gestionnaires de réseau. Seuls les petits services publics municipaux sont autorisés à exploiter des réseaux sans séparation juridique avec l'entreprise. Toutefois, même dans ce cas, la distribution d'électricité et l'exploitation du réseau doivent être dissociées. Les réseaux constituent des monopoles naturels. Par conséquent, il n'existe qu'un seul gestionnaire de réseau de gaz ou d'électricité par zone de desserte, que le client ne peut pas choisir librement. Malgré la séparation entre fournisseur et gestionnaire de réseau, les deux peuvent appartenir au même groupe énergétique.

• Un gestionnaire de réseau de distribution est une entreprise qui exploite des réseaux d'électricité et/ou de gaz destinés à la distribution aux consommateurs finaux (ménages privés et petits consommateurs).
• Un gestionnaire de réseau de distribution assure la maintenance des réseaux électriques aux niveaux du réseau, dans les gammes de basse, moyenne et haute tension, pour l'approvisionnement régional en électricité.
• Un gestionnaire de réseau de distribution se situe en aval du gestionnaire de réseau de transport, qui achemine l'électricité sur de longues distances via des réseaux à haute tension.
• Le gestionnaire du réseau de distribution est responsable du fonctionnement sûr et fiable des réseaux dans une zone spécifique et du raccordement aux autres réseaux électriques
• Les gestionnaires de réseaux de distribution appartiennent généralement à une entreprise locale ou municipale de fourniture d'énergie, telle qu'une régie municipale, mais parfois aussi à l'une des grandes entreprises énergétiques qui ont souvent acquis ces réseaux dans le cadre de privatisations.
• Le gestionnaire du réseau de distribution est responsable de l'enregistrement des relevés de compteurs chez le consommateur final, qu'il transmet ensuite au partenaire contractuel du client pour facturation.
• Le gestionnaire du réseau de distribution obtient son électricité auprès du gestionnaire du réseau de transport et son gaz auprès du gestionnaire du gazoduc longue distance.

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Depuis mi-2020, l'adoption des véhicules électriques en Allemagne a fortement progressé. Cette hausse est principalement due à la mise en place, le 8 juillet 2020, d'une prime à l'innovation, par laquelle le gouvernement allemand a doublé ses subventions à l'achat d'un véhicule électrique.

Le ministre fédéral Peter Altmaier a déclaré : « Depuis la mise en place de la prime à l’innovation, nous avons constaté un essor considérable de l’électromobilité. Le nombre de demandes reste à un niveau record. Au premier semestre 2021, le montant des primes accordées a dépassé celui de l’ensemble de l’année précédente, pour un total de 1,25 milliard d’euros. Cette année sera marquée par un financement record pour les véhicules électriques. C’est pourquoi, au sein de la coalition, nous avons décidé de prolonger ce financement jusqu’à fin 2025, afin que le développement du marché de l’électromobilité puisse s’accélérer encore davantage. »

Torsten Safarik, président de l'Office fédéral de l'économie et du contrôle des exportations (BAFA) : « Avec l'introduction de la prime à l'innovation, la demande de bonus environnemental a fortement augmenté. Au premier semestre 2021, 273 000 véhicules ont fait l'objet d'une demande, soit déjà plus que sur l'ensemble de l'année précédente. C'est un signal fort en faveur d'une mobilité respectueuse du climat en Allemagne. »

Avec l'introduction de la prime à l'innovation, le nombre de demandes de bonus environnemental a fortement augmenté. Au second semestre 2020, des records de demandes ont été enregistrés chaque mois. En décembre 2020, le nombre de demandes a atteint un premier pic de 53 566. En mars 2021, il s'établissait à nouveau juste en dessous de 52 000.

De janvier à fin juin 2021, 273 614 véhicules ont fait l’objet de demandes de subvention. Ce chiffre témoigne d’un fort engagement en faveur de la protection du climat et de l’intérêt croissant du public pour les véhicules électriques. Depuis le lancement du programme de subventions en 2016, au total, 693 601 véhicules ont été concernés par ces demandes au 1er juillet 2021.

La prime à l'innovation, qui double la part du gouvernement fédéral dans le bonus environnemental, sera prolongée au-delà de 2021 jusqu'au 31 décembre 2025, conformément à la décision du Sommet de l'automobile (KAM) à la Chancellerie fédérale le 17 novembre 2020. Le ministère fédéral de l'Économie et de l'Énergie mettra en œuvre cette prolongation prochainement.

Avec le doublement de la part de l'État dans le bonus environnemental, des subventions allant jusqu'à 9 000 € peuvent être demandées pour les véhicules électriques dont le prix catalogue net est inférieur à 40 000 € ; pour les voitures hybrides, la subvention est de 6 750 €. Pour les véhicules électriques dont le prix catalogue net est supérieur à 40 000 €, des subventions allant jusqu'à 7 500 € sont disponibles pour les véhicules 100 % électriques et jusqu'à 5 625 € pour les voitures hybrides.

« Les modalités de financement modifiées de la prime à l’innovation seront publiées aujourd’hui à 15 h au Journal officiel fédéral et entreront en vigueur demain. Elles doubleront la part de l’État dans les subventions aux véhicules électriques. Les voitures 100 % électriques bénéficieront ainsi d’une subvention pouvant atteindre 9 000 € et les hybrides rechargeables, d’une subvention pouvant atteindre 6 750 € », indique le ministère fédéral de l’Économie et de l’Énergie dans son communiqué de presse du 7 juillet 2020.

Montant du bonus écologique à l'achat d'un véhicule électrique – Image : Xpert.Digital

Le ministre fédéral de l'Économie, Peter Altmaier : « Nous doublons la subvention publique à l'achat d'une voiture électrique, ce qui incite fortement les consommateurs à en acquérir une. Nous souhaitons accélérer la transition vers les véhicules électriques et donner un nouvel élan à l'électromobilité en Allemagne. »

Le président de l'Office fédéral de l'économie et du contrôle des exportations (BAFA), Torsten Safarik : « Les nouvelles subventions, pouvant atteindre 9 000 €, rendent le passage à la voiture électrique beaucoup plus attractif pour les citoyens. Grâce à une procédure simplifiée et en une seule étape, le BAFA met en œuvre cette nouvelle prime à l'innovation de manière efficace et accessible aux citoyens. »

À compter du 8 juillet 2020, la part fédérale du système de prime environnementale existant sera doublée temporairement jusqu’au 31 décembre 2021. La part du constructeur demeure inchangée. Les véhicules suivants, achetés ou loués, peuvent bénéficier de la « prime à l’innovation », même rétroactivement :

• Les véhicules neufs immatriculés pour la première fois après le 3 juin 2020 et jusqu'au 31 décembre 2021 inclus, ainsi que les véhicules d'occasion récents dont la première immatriculation a lieu après le 4 novembre 2019 et dont la deuxième immatriculation a lieu après le 3 juin 2020 et jusqu'au 31 décembre 2021.

La « prime à l'innovation » découle des conclusions de la réunion du comité de coalition du 3 juin 2020. Outre le doublement temporaire de la part de l'État fédéral, les lignes directrices modifiées relatives au financement interdisent son cumul avec des fonds provenant d'autres sources publiques. Cette mesure vise à prévenir toute sursubvention. La Commission européenne a examiné la « prime à l'innovation » au regard des règles relatives aux aides d'État.

En lien avec ceci :

• Mobilité électrique : Les voitures électriques sont-elles sûres ? Comment leur sécurité est-elle testée ?
• Infrastructures de recharge pour la mobilité électrique en Allemagne

L'opérateur de réseau devrait être en mesure de lisser les pics de charge sur le réseau et ainsi d'utiliser ce dernier plus efficacement

Ceci pourrait être réalisé grâce à un nouvel instrument appelé « écrêtement des pointes ». Celui-ci permettrait au gestionnaire de réseau de contrôler la puissance disponible pour une consommation flexible à court terme et de l'adapter à la charge sur le réseau. Par exemple, cela permettrait d'accroître le nombre de recharges simultanées pour les véhicules électriques sans surcharger le réseau de distribution. La mise en œuvre de cette solution pourrait reposer sur une connexion et une utilisation du réseau flexibles.

La gestion de la flexibilité par l'opérateur de réseau doit être clairement limitée

L’écrêtement des pointes de consommation ne devrait être autorisé que dans une mesure très limitée, afin de minimiser les ajustements de la consommation d’énergie et de les rendre aussi peu fréquents que possible. En effet, la gestion de la flexibilité du réseau doit être largement imperceptible et sans impact notable sur les utilisateurs. Le signal de contrôle du réseau prime sur les autres applications de flexibilité des installations consommatrices. Par ailleurs, les utilisateurs sont libres de commercialiser leur flexibilité autrement, par exemple via des tarifs d’électricité variables ou en fournissant des services auxiliaires conjointement avec d’autres consommateurs basse tension par l’intermédiaire d’agrégateurs. Les interventions d’écrêtement des pointes doivent être documentées de manière transparente et ainsi être aussi prévisibles que possible pour les tiers (voir section 6 ci-dessous). Les capacités de flexibilité variables des différentes installations doivent également être prises en compte lors de la définition des limites d’intervention du gestionnaire de réseau.

La gestion de la flexibilité vise à limiter l'expansion des réseaux basse tension à un niveau efficace

Le gestionnaire de réseau doit continuer à planifier et à étendre son réseau de manière appropriée afin de répondre à la demande. Cependant, il convient de tenir davantage compte du fait que l'extension du réseau peut s'avérer impraticable lors des rares pics de consommation. Plusieurs études indiquent que
l'écrêtement des pointes peut réduire considérablement le besoin d'extension du réseau. Pour ce faire, il est indispensable que les gestionnaires de réseau soient en mesure d'intégrer efficacement l'écrêtement des pointes dans leur planification.

Exemple de « coupe de pointe »

L’approche du « lissage des pics » de consommation d’électricité est similaire à la méthode éprouvée et établie de longue date utilisée dans la production d’électricité : grâce à ce que l’on appelle « l’écrêtement des pointes » dans
les énergies renouvelables, le réseau n’a plus besoin d’être étendu pour le dernier kilowattheure renouvelable.

Extrait de : Intégrer intelligemment la flexibilité dans les réseaux de distribution, promouvoir l’électromobilité et le couplage sectoriel : l’instrument de « lissage des pointes »

Points de discussion sur le développement futur du cadre juridique relatif aux consommateurs flexibles sur les réseaux basse tension – Ministère fédéral de l’Économie et de l’Énergie

Les charges flexibles doivent bénéficier d'options de connexion flexibles

Actuellement, lors du raccordement au réseau basse tension, une puissance de sortie forfaitaire de 30 kilowatts (kW) est convenue avec le client et devrait théoriquement être disponible en permanence. Toutefois, cela ne signifie pas que cette puissance sera effectivement fournie lors de l'utilisation de ce raccordement, et certainement pas de manière continue.

Afin d'utiliser plus efficacement le réseau existant et de limiter son extension future à un niveau optimal, il est judicieux de différencier la capacité requise pour répondre aux besoins variés des usagers et d'accroître la flexibilité du réseau. Pour l'écrêtement des pointes de consommation, la capacité de raccordement de 30 kW pourrait donc être maintenue en principe, mais son utilisation pourrait être divisée en deux parties :

• Pour les consommations d'électricité non flexibles, il est impératif de facilement disponible . Cette partie du réseau n'est pas soumise à une gestion centralisée et ne peut être utilisée que pour les demandes non flexibles. Elle doit donc être dimensionnée pour couvrir intégralement les besoins domestiques typiques. Le
  dimensionnement exact reste à définir.
• Pour une consommation d'électricité flexible, une « connexion flexible » est créée. Le gestionnaire de réseau peut temporairement limiter la puissance consommée selon les principes d'écrêtement des pointes décrits précédemment. Cette portion peut, par exemple, correspondre à la capacité excédant la portion non flexible. La puissance maximale n'étant disponible que dans certains cas et non simultanément partout, cette portion excédentaire convient aux appareils consommateurs qui ne nécessitent pas une alimentation constante et peuvent réagir de manière flexible aux pics de consommation.

L'utilisation de connexions flexibles devrait devenir la norme pour la consommation considérée comme flexible

Plus la consommation flexible est couverte par une utilisation flexible des connexions, plus il est possible de connecter d'installations au réseau existant et plus les actions de contrôle côté réseau peuvent être distribuées.

Les dimensions de « l'utilisation flexible de la connexion » peuvent être configurées individuellement par l'utilisateur

Il n'y a généralement rien de mal à autoriser la conversion d'un raccordement au réseau à usage flexible en un raccordement fixe et inflexible, utilisable sans restriction à tout moment.
Cependant, cette conversion est soumise à des conditions de faisabilité et à une participation adéquate aux coûts supplémentaires qui en découlent.

Extrait de : Intégrer intelligemment la flexibilité dans les réseaux de distribution, promouvoir l’électromobilité et le couplage sectoriel : l’instrument de « lissage des pointes »

Points de discussion sur le développement futur du cadre juridique relatif aux consommateurs flexibles sur les réseaux basse tension – Ministère fédéral de l’Économie et de l’Énergie

Les consommateurs capables d'adapter leur consommation d'énergie devraient être récompensés pour leur utilisation responsable du réseau. Actuellement, en vertu de l'article 14a de la loi allemande sur l'industrie énergétique (EnWG), les consommateurs qui acceptent la régulation du réseau bénéficient déjà d'une réduction de leurs factures. Ce mécanisme devrait être étendu et perfectionné afin de devenir la norme pour tous les raccordements au réseau basse tension équipés de dispositifs de consommation flexible. Les usagers du réseau pourraient ainsi choisir l'offre la plus adaptée à leurs besoins.

Les directives suivantes s'appliquent à la conception :

• Différents tarifs seront appliqués selon le type d'utilisation du réseau. Les consommateurs flexibles participant à l'écrêtement des pointes de consommation bénéficieront de tarifs nettement inférieurs. Ceux qui offrent cette flexibilité pourront ainsi profiter des économies réalisées par le réseau. À l'inverse, ceux qui souhaitent utiliser la pleine capacité du réseau en permanence devront payer des tarifs plus élevés.
• Plusieurs options de mise en œuvre sont envisageables : actuellement, la facturation du réseau pour la plupart des clients basse tension comprend un abonnement et une redevance d’utilisation. Ces deux composantes pourraient, en principe, être différenciées selon le type d’utilisation du réseau. Il serait également possible de compléter le système existant par une redevance correspondant à la capacité convenue du raccordement. Celle-ci pourrait être calculée sur la base d’une mesure ultérieure de la consommation ou d’une commande de capacité préalable. Des paiements ponctuels seraient également envisageables.

Extrait de : Intégrer intelligemment la flexibilité dans les réseaux de distribution, promouvoir l’électromobilité et le couplage sectoriel : l’instrument de « lissage des pointes »

Points de discussion sur le développement futur du cadre juridique relatif aux consommateurs flexibles sur les réseaux basse tension – Ministère fédéral de l’Économie et de l’Énergie

Stratégie de normalisation pour la numérisation intersectorielle de la transition énergétique publiée

La numérisation des réseaux énergétiques est une condition essentielle à l'intégration des énergies renouvelables et de l'électromobilité au réseau. À cette fin, le ministère fédéral de l'Économie et de l'Énergie (BMWi) et l'Office fédéral de la sécurité de l'information (BSI) ont publié conjointement, le 29 janvier 2019, la stratégie de normalisation pour la numérisation intersectorielle de la transition énergétique.Cette feuille de route présente le plan de travail pour la transformation des réseaux énergétiques en « réseaux intelligents ». L'objectif est de connecter tous les acteurs de la filière électricité au sein du réseau énergétique intelligent de demain.

La feuille de route s'appuie sur la loi relative à la numérisation de la transition énergétique (GDEW). Cette loi a redéfini le comptage intelligent en Allemagne et a établi un précédent important pour un réseau électrique pérenne. Elle repose sur quatre piliers : la normalisation, la protection et la sécurité des données, la sécurité des investissements et l'acceptation du public.

Un élément central de l'Initiative allemande pour la transition énergétique (GDEW) est l'introduction des passerelles de compteurs intelligents. La feuille de route présentée ici décrit le développement de ces passerelles en une plateforme de communication numérique complète pour la transition énergétique. Cette plateforme fournit aux acteurs de la chaîne énergétique – des gestionnaires de réseau et fournisseurs d'électricité aux consommateurs – les informations de production et de consommation dont ils ont besoin. Parallèlement, les passerelles de compteurs intelligents garantissent le plus haut niveau de protection et de sécurité des données. Car la transition énergétique exige bien plus que de simples compteurs intelligents.

Les normes techniques minimales relatives aux passerelles de compteurs intelligents doivent évoluer en continu. Elles doivent s'adapter aux exigences de la transition énergétique, garantir une valeur ajoutée pour les consommateurs, fonctionner de manière transversale et en cohérence avec le couplage sectoriel (notamment pour le chauffage et les maisons connectées), intégrer l'électromobilité et être prêtes à faire face aux menaces futures, telles que les cyberattaques. Le développement ultérieur de ces normes est également abordé dans la feuille de route.