Un réseau électrique robuste pour un avenir énergétique sûr

En adoptant la loi sur le climat et l’innovation en juin dernier, la population suisse a défini un objectif clair: la Suisse doit devenir climatiquement neutre d’ici à 2050. La décarbonation nécessaire à cet effet implique de miser davantage sur l’électricité, aussi bien dans le secteur des bâtiments que dans celui de la mobilité. Pour cela, il faut développer massivement la production d’électricité renouvelable indigène – en particulier afin d’éliminer la lacune de courant hivernal. Avec la table ronde consacrée à l’énergie hydraulique, ainsi que l’offensive solaire et le «Windexpress» (offensive éolienne), des jalons ont été posés, ces deux dernières années, au niveau fédéral afin d’accélérer ce développement de la production.

La transition énergétique de la Suisse se traduit donc par un changement de système, passant d’une production énergétique centralisée à une production toujours plus décentralisée avec des quantités de production fluctuantes. Des solutions supplémentaires pour le stockage à court terme et le stockage saisonnier d’excédents d’électricité sont ainsi indispensables pour avoir suffisamment d’électricité pendant la nuit et en hiver. Différentes technologies sont prêtes à cet effet – par exemple, les accumulateurs thermiques, les accumulateurs à batterie, les centrales de pompage-turbinage, le vehicle-to-grid et le power-to-X. Elles ont toutes une chose en commun: elles nécessitent un réseau électrique performant, qui relie producteurs, consommateurs et dispositifs de stockage. Le réseau est l’élément-clé pour que l’avenir énergétique soit sûr et durable.

Exigences plus élevées envers le réseau électrique

Les exigences envers le réseau électrique, déjà élevées aujourd’hui, vont donc encore fortement augmenter – et ce, à tous les niveaux de réseau. Si, d’une part, toujours plus de véhicules électriques et de pompes à chaleur consomment de l’électricité, et que, d’autre part, toujours plus d’installations solaires et de parcs éoliens produisent de l’énergie, les flux qui y sont liés ne solliciteront pas uniquement les réseaux de distribution. Les pics de puissance concernent également le réseau de transport et les installations de production qui y sont raccordées. Si, en été le soleil brille partout, les dispositifs de stockage seront, à l’avenir, pleins ou chargés vers midi. Ensuite, la production devra être jugulée.

En hiver, en revanche, lorsque le soleil brille plus rarement, il ne reste que les réserves limitées dans les centrales hydrauliques et les centrales thermiques (centrales nucléaires, centrales à gaz, etc.). De ce fait, le risque de surcharges et de congestions dans le réseau de transport suisse augmente – d’autant que la Suisse, faute d’accord sur l’électricité avec l’UE, est toujours moins intégrée dans le marché européen de l’électricité et toujours plus exclue de la collaboration au sein des organes, ainsi que des plateformes de marché. Du point de vue de la branche, il faut par conséquent faire une nouvelle tentative pour conclure un accord sur l’électricité, car l’accès total au marché améliorerait nettement la sécurité d’approvisionnement, précisément en hiver.

Planification à long terme du réseau

Afin de garantir le fonctionnement sûr et performant du système électrique suisse malgré ces défis, il faut éliminer les menaces de congestion existantes et à venir dans le réseau de transport. Pour ce faire, une planification ciblée et à long terme du réseau est nécessaire.

C’est pourquoi Swissgrid élabore régulièrement un plan pluriannuel: le Réseau stratégique. Ce document présente comment le réseau de transport devrait évoluer d’ici à l’année cible et quels projets de réseau supplémentaires sont nécessaires pour répondre aux exigences futures. Ce processus de planification est actuellement mené pour la troisième fois: le Réseau stratégique 2040 fait suite aux Réseaux stratégiques 2015 et 2025. Pour la première fois, le processus se fonde sur une base légale, que la Confédération a élaborée dans le cadre de sa Stratégie Réseaux électriques.

Un scénario-cadre comme base

Les scénarios ont toujours été une base importante pour l’élaboration du Réseau stratégique. Ils sont nécessaires pour simuler, selon différentes hypothèses, les flux de charge dans les lignes électriques pour l’année cible et, ainsi, pour identifier les congestions. Pour le Réseau stratégique 2040, les scénarios ont été pour la première fois élaborés sous la houlette de l’Office fédéral de l’énergie et approuvés par le Conseil fédéral.

Le scénario-cadre Suisse actuel décrit différentes évolutions possibles au niveau de la production d’énergie, de la consommation et du stockage pour les années cibles 2030 et 2040. Il se fonde sur les objectifs de politique énergétique de la Confédération (Perspectives énergétiques 2050+) et sur des données macroéconomiques. Pour les États étrangers européens, il déclare que les scénarios du Réseau européen des gestionnaires de réseau de transport d’électricité (ENTSO-E+G) font foi. Le scénario-cadre Suisse fournit aux gestionnaires de réseaux électriques des niveaux de réseau 1 à 3 une base homogène et contraignante pour leur planification de réseau. Un groupe d’accompagnement dont Swissgrid fait partie a participé à son élaboration.

Trois scénarios concluants

Le scénario-cadre comprend trois scénarios qui se fondent tous sur l’objectif zéro émission nette d’ici à 2050. Ils se distinguent notamment par la façon dont évoluent la puissance installée de différentes technologies de production et de stockage, ainsi que la consommation d’électricité pour les différents groupes de clientèle. Chaque scénario présente une évolution de l’avenir possible et concluante en soi.

Le scénario de référence part du principe qu’il y aura une forte électrification du système énergétique et un développement rapide de la production d’électricité renouvelable indigène. Le scénario «Divergence» affiche la plus grande consommation d’électricité et le solde d’importation le plus élevé, et prend comme hypothèse un développement plus faible de l’énergie éolienne et solaire. Le scénario «Couplage des secteurs» suppose un développement particulièrement fort au niveau de l’éolien et du photovoltaïque, et contient en plus le développement de centrales thermiques.

Un scénario n’équivaut toutefois pas à des prévisions. Il s’agit plutôt, pour le scénario-cadre, de fournir un champ des possibles concernant l’évolution future à laquelle s’attendent les spécialistes. Plus le réseau électrique vient à bout de défis posés par les différents scénarios, plus il est robuste pour l’avenir.

Déduire des valeurs cibles régionales

Le scénario-cadre Suisse contient uniquement des valeurs ciblées nationales. Toutefois, pour la planification du réseau, des valeurs cibles régionales sont nécessaires. Pour ce faire, Swissgrid se coordonne, dans le processus de régionalisation, avec les acteurs de la branche de l’énergie dont les installations sont raccordées au réseau de transport: à savoir, avec les gestionnaires de réseau de distribution et les exploitants de centrales, ainsi qu’avec les CFF.

Via ce processus, Swissgrid accède à des connaissances importantes sur l’évolution régionale de la production et de la consommation en Suisse: par exemple, sur les nouvelles centrales et les nouveaux dispositifs de stockage prévus, sur les modifications de la puissance dans les centrales existantes, sur les nouveaux gros consommateurs (industrie, centres de calcul, etc.) et sur les adaptations prévues de la puissance de transformation dans les centrales convertitrices des CFF ou des gestionnaires de réseau de distribution. Les données transmises à Swissgrid sont utilisées par les gestionnaires de réseau de distribution raccordés au réseau de transport également pour leur propre planification du réseau. En effet, les niveaux de réseau 1 à 3 doivent être planifiés sur la base des mêmes hypothèses.

Du réseau initial au réseau cible

Au terme de la régionalisation, Swissgrid disposera de toutes les informations nécessaires pour constituer le Réseau stratégique 2040. Ce processus de planification du réseau a lieu en trois étapes:

• Étape 1, définition du réseau initial: le réseau initial se base sur le modèle de réseau européen et comprend tous les éléments de réseau qui sont actuellement en service et qui resteront en service ou seront encore mis en service d’ici à 2030.
• Étape 2, formation du réseau de référence: à l’aide de simulations de marché pour toute l’Europe, on établit tout d’abord l’utilisation des centrales électriques et les flux transfrontaliers pour chaque heure de l’année cible 2040. Les simulations de flux de charge effectuées ensuite indiquent les congestions du réseau. Puis, dans les simulations, on ajoute de nouveaux projets de réseau au réseau initial jusqu’à ce que le réseau soit suffisamment robuste et que plus aucune congestion de réseau importante ne survienne dans les différents scénarios. Les projets de réseau suivent ici le principe ORARE, à savoir: optimisation du réseau avant renforcement du réseau avant extension du réseau. Le réseau initial complété par les projets de réseau requis donne le réseau de référence.
• Étape 3, formation du réseau cible: au moyen d’une analyse coûts/bénéfices, tous les projets de réseau dans le réseau de référence sont évalués. Swissgrid prend alors en compte des critères économiques, écologiques et techniques. Seuls les projets de réseau pour lesquels l’utilité est prépondérante feront partie du réseau cible. Swissgrid vérifie, grâce à des tests de résistance au niveau du réseau cible pour les différents scénarios (défaillances multiples, courts-circuits, fluctuations de fréquence/tension, etc.), si la stabilité du réseau pourra encore être garantie à l’avenir. Dans la mesure où les spécialistes identifient des faiblesses, le réseau cible est renforcé.

L’ensemble des projets de réseau supplémentaires pour le réseau cible par rapport au réseau initial constitue le Réseau stratégique 2040. Il est prévu que Swissgrid remette celui-ci à l’ElCom en avril 2024; l’ElCom examinera alors s’il est approprié. Ensuite, Swissgrid publiera le Réseau stratégique 2040 en 2025.

Utiliser les flexibilités

Pour développer le réseau de manière efficace en termes de coûts, les flexibilités – producteurs, accumulateurs et consommateurs réglables – jouent un rôle important. L’objectif doit être d’éviter autant que possible les coûts pour l’extension du réseau et l’utilisation d’énergie de réglage. Pour parvenir à cela, il faut combiner davantage la consommation et la production d’électricité. Un comportement de consommation adapté à la production permet d’éviter les congestions dans le réseau électrique et, en même temps, de réduire les coûts énergétiques des consommateurs et consommatrices.

Néanmoins, il manque jusqu’à présent une base importante pour cela: de la transparence et des incitations. Les consommateurs finaux possédant leur propre installation solaire rechargent leur voiture et chauffent leur maison quand le soleil brille. Cela se passe de façon totalement automatique et permet d’économiser de l’argent. Lave-linge, sèche-linge et lave-vaisselle sont enclenchés manuellement lorsque le soleil brille et non pendant la nuit, comme auparavant. Pour de nombreux propriétaires de maisons individuelles, cela est d’ores et déjà entré dans les mœurs. Mais comment les habitants d’immeubles collectifs peuvent-ils eux aussi apporter une contribution active? Un regroupement dans le cadre de la consommation propre, ou RCP, constitue une possibilité. À la branche de trouver maintenant des solutions novatrices avec la clientèle pour que la transition énergétique soit une réussite et, en même temps, pour pouvoir éviter les pics dans le réseau mais aussi d’étendre le réseau «juste au cas où».

Alliance nécessaire

S’agissant de la poursuite du développement du réseau électrique suisse, une alliance de tous les acteurs du système est donc nécessaire. Elle commence au niveau de la collaboration de l’ensemble des gestionnaires de réseau – indépendamment du niveau de réseau. Afin d’utiliser les synergies, il vaut la peine pour les gestionnaires de réseau, premièrement, de mieux coordonner leurs projets de réseau temporellement, géographiquement et techniquement. Deuxièmement, les tracés des réseaux électriques peuvent être davantage regroupés avec ceux d’autres infrastructures, par exemple avec la route et le rail.

Troisièmement, l’alliance des gestionnaires de réseau devrait aussi inclure une collaboration plus étroite avec les autorités cantonales. Ces dernières ont notamment pour tâche de rechercher activement, avec les exploitants d’infrastructures ainsi qu’avec un spécialiste commun de l’environnement et de l’aménagement du territoire, les tracés les plus compatibles avec l’environnement, la population et les finances. De ce fait, les projets de réseau sont planifiés dès le départ à l’endroit le plus approprié et peuvent être mieux expliqués à la population, ce qui réduit au minimum les résistances et raccourcit les procédures d’approbation.

Impliquer la population

L’alliance pour le développement commun du réseau électrique doit aussi impliquer la population de façon plus large. En effet, avec la transition énergétique, cette dernière se voit attribuer un nouveau rôle et il lui revient de consommer l’électricité dans la mesure du possible lorsqu’elle est localement produite. Cela nécessite davantage de transparence: les consommateurs et consommatrices d’électricité doivent connaître les principales corrélations du système énergétique, ainsi que leur propre comportement de consommation et la disponibilité actuelle de l’électricité en temps réel. Connaître ces corrélations, en combinaison avec des prix flexibles, augmente les chances d’adopter un comportement favorable au réseau.

Avec la plate-forme de dialogue «Notre Réseau», Swissgrid entend sensibiliser en ce sens la population au sens large. Celle-ci doit prendre conscience du fait que le réseau électrique concerne tout le monde: en effet, tout le monde utilise le même réseau électrique. L’ensemble des gestionnaires de réseau sont invités à participer à ce dialogue public.