Power Up : les services publics doivent se préparer à répondre à la demande croissante d’énergie
Au cours des dernières décennies, la demande d’énergie aux États-Unis est restée stagnante. Les décennies à venir, cependant, raconteront une histoire bien différente.
En fait, le pays connaît déjà des pics de consommation d’énergie. En 2023, par exemple, les planificateurs du réseau ont pratiquement doublé leurs prévisions quinquennales de croissance de la charge (de 2,6 % à 4,7 %). D’ici 2028, ils prévoient une croissance de la demande de pointe de 38 GW - et cette croissance continuera d’augmenter. L’Energy Information Administration des États-Unis estime que la demande d’énergie atteindra 4,112 milliards de kWh cette année et atteindra 4,123 milliards de kWh l’année prochaine.
Qu’est-ce qui entraîne une hausse de la demande d’énergie ?
À mesure que l’économie, les entreprises et les consommateurs deviennent plus électrifiés, ils créent de nouveaux types de charges énergétiques. En voici trois exemples :
Véhicule électrique
Les véhicules électriques (VE) font bouger les choses. À mesure que de plus en plus de véhicules électriques prennent la route, ils rendent également l’énergie mobile, consommant de l’énergie provenant de différents endroits du réseau à différents moments, en fonction du moment et de l’endroit où ils se rechargent. Cela nécessite un contrôle dynamique et en temps réel de la grille afin que les électrons puissent être poussés là où ils sont nécessaires.
Centres de données
Alors que les centres de données gèrent de nouvelles demandes allant de l’intelligence artificielle (IA) à la réalité virtuelle (RV), ils jouent un rôle de plus en plus crucial dans notre monde numérique et consomment davantage d’énergie. Selon le conseiller en immobilier commercial Newmark, la consommation d’énergie des centres de données américains atteindra 35 GW d’ici 2030, soit près du double de l’énergie consommée en 2022. Alors que le monde devient de plus en plus technologique, le déploiement des centres de données se poursuivra.
Procédés industriels
Avec des investissements records dans le secteur manufacturier américain soutenus par des lois clés telles que l’Infrastructure Investment and Jobs Act (IIJA), Creating Useful Incentives to Produce Semiconductors (CHIPS) and Science Act et Inflation Reduction Act (IRA), l’industrie connaît une dynamique significative. Et de nombreux processus de fabrication et industriels nécessitent de la chaleur, ce qui nécessitera plus d’énergie.
Ce que tout cela signifie pour les entreprises de transport et de distribution d’électricité
Le moment est venu de se préparer à une demande accrue d’énergie. L’infrastructure du réseau doit être prête à supporter des augmentations de charge à deux chiffres dans un délai relativement court, ce qui nécessite une planification et une construction rapides de nouveaux systèmes de production et de transport d’électricité.
Plus de production d’électricité
À mesure que la demande d’énergie augmentera, davantage de production d’électricité sera nécessaire. Parce que la transition énergétique éloigne les consommateurs des combustibles fossiles et se tourne vers l’énergie durable, une grande partie de cette production d’électricité peut se produire en ajoutant plus de parcs éoliens, de fermes solaires et d’autres types de sources d’énergie renouvelables. Les centrales électriques traditionnelles, telles que les centrales au gaz, seront également nécessaires.
Plus de lignes de transmission
Ce qui est encore plus difficile que d’augmenter la production, c’est d’augmenter le nombre de lignes de transmission et de distribution du pays, qui transportent l’énergie de l’endroit où elle est produite à l’endroit où elle est consommée.
En Californie, par exemple, la construction d’une seule ligne de transport à haute tension peut prendre 10 ans ou plus. Le processus implique de nombreuses parties prenantes, des propriétaires fonciers qui doivent s’entendre sur le tracé de la ligne aux organismes de réglementation qui doivent approuver et superviser leur construction. Le réseau lui-même, qui est sous-dimensionné, vieux de plusieurs décennies et ne peut pas toujours supporter une augmentation du transport et de la distribution d’électricité, crée également des défis.
N'oubliez pas : la grille a été conçue dans et pour une époque antérieure. Bien qu’elle ait répondu jusqu’à présent à la demande croissante d’énergie, elle a une capacité limitée à le faire à l’avenir. L’augmentation du flux d’électrons sur le réseau pourrait surcharger l’infrastructure et avoir un impact sur la stabilité de la tension et de la fréquence.
Plus de sous-stations
En plus d’un plus grand nombre de lignes, les entreprises de transport et de distribution d’électricité auront également besoin de plus de sous-stations pour améliorer la résilience du réseau, intégrer les sources d’énergie renouvelables, réduire la distance entre la production d’électricité et les consommateurs et répartir les charges énergétiques de manière uniforme.
Les sous-stations de demain devront être intelligentes pour traiter davantage de données en temps réel, des mesures de tension, de débit et de courant à la détection des pannes, à la journalisation des événements et aux enregistrements de maintenance. Ces sous-stations numériques utilisent des capteurs et ces données en temps réel pour prendre en charge la surveillance et le contrôle à distance, permettre la communication numérique et promouvoir une alimentation électrique efficace et rentable.
Parce qu’elles contiennent leurs propres ordinateurs, stockage, mise en réseau, alimentation, refroidissement et autres infrastructures pour des charges de travail données, certains appellent même ces sous-stations des microcentres de données.
Plus de stockage d’énergie
Les sources d’énergie comme l’énergie solaire et éolienne ne sont pas toujours prévisibles. Contrairement aux centrales électriques traditionnelles qui génèrent la même quantité d’énergie au même moment, des variables telles que les conditions météorologiques, l’orientation du système et la maintenance ont un impact sur la production d’énergie renouvelable.
Les systèmes de stockage agissent comme un entrepôt pour stocker les excédents d’énergie générés pendant les périodes ensoleillées ou venteuses (par les systèmes résidentiels des consommateurs ainsi que les systèmes commerciaux des services publics) afin qu’ils puissent être libérés lorsque ces ressources ne sont pas aussi abondantes. Cela garantit un approvisionnement constant en énergie et peut protéger contre les fluctuations de sortie ou prévenir les chutes de tension et les pannes de courant.
Nouveaux rôles
Vous souvenez-vous de ce que nous avons dit à propos des sous-stations numériques qui deviennent des centres de données ? Avec cette transformation, les équipes de transport et de distribution d’électricité auront besoin de nouvelles compétences.
Un environnement de centre de données fonctionne très différemment d’un environnement de technologie opérationnelle (OT) (tel qu’une sous-station traditionnelle). Les entreprises de services publics auront besoin de professionnels de l’informatique pour superviser les capacités logicielles et matérielles dans des environnements de sous-stations complexes qui comprendront des serveurs et d’autres équipements de mise en réseau.
Dans certains cas, l’embauche peut être nécessaire. Dans d’autres cas, l’amélioration des compétences des membres existants de l’équipe OT peut aider à combler les lacunes.
Il est temps d’accélérer la numérisation
À mesure que la société progresse et consomme plus d’énergie par habitant, nous avons tous la responsabilité de produire, de transporter et de distribuer l’énergie de manière durable.
Belden permet aux entreprises de transport et de distribution d’électricité d’accélérer la numérisation et de dépasser les références du secteur dans des domaines opérationnels tels que les systèmes d’automatisation des sous-stations, les réseaux intelligents et les centres de répartition de charge.
Les experts et les consultants de nos centres d’innovation client peuvent vous aider à créer une feuille de route numérique afin que vous puissiez commencer à vous préparer dès maintenant à l’augmentation de la demande d’énergie à venir et tirer parti des données capturées par vos sous-stations numériques pour améliorer vos opérations.
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À propos de l'auteur
Guilhermme Lisboa est ingénieur électricien, né et élevé au Brésil. Il a obtenu son bachelor en génie électrique de l’UFPR en 2007, et poursuit actuellement son master dans la même université. Il travaille avec des systèmes de protection et de contrôle depuis 15 ans en tant qu’intégrateur de systèmes, de la conception de solutions à la mise en service pour les services publics de transmission et de distribution, ainsi que pour d’autres grandes industries et systèmes de métro. Il a rejoint Belden en tant que consultant en automatisation numérique en 2021 se concentrant sur le secteur de l’énergie.