Les « boules magiques » améliorant la grille feront l'objet d'un test majeur au Minnesota

Une technologie simple capable de rendre le réseau plus efficace a gagné du terrain en Europe, mais pas aux États-Unis – jusqu’à présent.

Un capteur de la taille d’une boule de bowling peut mesurer la température en temps réel d’une ligne de transmission. Grâce à ces informations, l’opérateur peut augmenter en toute sécurité le niveau de puissance circulant dans la ligne.

La technologie a gagné en popularité en Europe ces dernières années, tout en restant en marge du marché américain.

Great River Energy, un fournisseur d'électricité destiné aux coopératives d'électricité rurales du Minnesota, est désormais prêt à prendre la tête de l'utilisation de ces outils aux États-Unis. Cette semaine, il a annoncé l'installation de 52 capteurs sur les lignes à travers l'État.

L'entreprise, basée à proximité des villes jumelles, a décidé d'utiliser les capteurs à l'échelle du système suite à une expérience positive avec un projet pilote dans lequel quatre des capteurs, fabriqués par Heimdall Power de Norvège, ont contribué à augmenter la quantité d'énergie pouvant être fournie. sur une ligne jusqu'à 42,8 pour cent.

C'est un chiffre époustouflant, si l'on considère que la capacité des lignes électriques interétatiques est limitée et que le manque de capacité disponible constitue un point d'étranglement majeur entravant la vitesse de développement des énergies renouvelables. Les projets de lignes de transmission prennent souvent une décennie ou plus à construire et peuvent coûter des milliards de dollars. Par conséquent, tout ce qui peut tirer davantage de valeur des lignes existantes est une aubaine pour le réseau américain.

À mesure que cette technologie sera adoptée, les grands gagnants seront les centrales éoliennes et solaires, en particulier celles situées dans les zones reculées, ce qui pourrait réduire la fréquence à laquelle elles doivent s'arrêter en raison d'un manque de capacité de ligne.

Heimdall, une société de matériel et de logiciels, affirme que la commande de Great River constitue le plus grand déploiement de ce type de technologie de capteur à ce jour aux États-Unis. Auparavant, la commande la plus importante concernait 42 capteurs, qu'un concurrent de Heimdall, LineVision, basé à Boston, a annoncé l'année dernière qu'il installerait pour le service public AES dans l'Indiana et l'Ohio.

Le nom officiel du capteur Heimdall est « Neuron », mais Heimdall fait parfois référence au produit comme à une « boule magique ». L’équipement pèse huit livres et peut être fixé aux lignes électriques sous tension à l’aide d’un drone. Le capteur fonctionne grâce à l’électricité qu’il tire de la ligne.

J'ai contacté Jørgen Festervoll, PDG de Heimdall, pour mieux comprendre comment les capteurs augmentent la puissance. Il a expliqué que les boules, fixées aux lignes électriques, mesurent la température de la ligne et la transmettent à un opérateur.

L’un des points clés à comprendre est que les lignes électriques deviennent plus chaudes à mesure que leur flux d’énergie augmente. En connaissant la température précise, l’opérateur sait à quel point la ligne est sur le point d’atteindre sa capacité maximale.

« Considérez la température sur la ligne comme étant la limite de vitesse », a déclaré Festervoll lors d'un appel vidéo depuis Oslo. « Sans le logiciel et le capteur, comme ceux fournis par Heimdall Power, vous conduisez sans compteur de vitesse. »

Sans ces capteurs, une compagnie d’électricité fixera des limites au flux d’énergie sur une base saisonnière, plutôt qu’en réponse aux conditions en temps réel, ce qui peut conduire à une grande quantité de capacité inutilisée. En connaissant exactement la quantité d’énergie qu’une ligne peut gérer, un opérateur peut augmenter le flux d’énergie pendant des heures, voire des jours, pour se rapprocher de la limite.

Heimdall fait partie d’un nombre croissant d’entreprises, presque toutes vieilles de moins de dix ans, qui travaillent sur ce que l’industrie électrique appelle des « technologies d’amélioration du réseau ». D’autres incluent Ampacimon de Belgique et LineVision.

Heimdall, fondée en 2016, compte environ 50 employés et clients dans 17 pays, principalement en Europe.

RMI, le groupe de recherche et de défense, a écrit sur la promesse des technologies d'amélioration du réseau et a déploré que les services publics américains aient mis du temps à utiliser ces outils. Cela inclut un rapport du mois dernier qui examinait comment les produits pourraient contribuer à améliorer les performances du réseau de PJM Interconnection, la plus grande région de réseau du pays, qui s'étend du New Jersey à Chicago.

Chaz Teplin, qui dirige l'équipe des réseaux propres et compétitifs de RMI, a déclaré que « c'est une excellente nouvelle » que Great River Energy mette en œuvre des capteurs de ligne.

RMI a déclaré que la construction d'une nouvelle ligne de transport coûte beaucoup plus cher que le coût de mise en œuvre de technologies d'amélioration du réseau. Mais il est important de préciser qu'il ne s'agit pas d'une proposition entre l'un ou l'autre, et que les entreprises devront construire de nouvelles lignes pour répondre à la demande anticipée tout en utilisant davantage les technologies d'amélioration du réseau, a déclaré Teplin. (BloombergNEF a indiqué 30 000 $ comme prix typique pour un capteur de ligne ; Heimdall a refusé de préciser son prix, mais a déclaré qu'il était inférieur à 30 000 $.)

Alors pourquoi cette technologie n’a-t-elle pas fait son chemin aux États-Unis ? Il a déclaré que les entreprises se méfient parfois de la complexité liée au fait d'avoir une chose supplémentaire à surveiller et un ensemble de boutons supplémentaires dans une salle de contrôle.

Mais il pense que le facteur principal est que le modèle économique des services publics accorde une grande importance à la construction et à l’entretien de grands actifs. La plupart des services publics gagnent de l’argent grâce à un processus réglementé dans lequel ils peuvent facturer aux clients la couverture des coûts et un bénéfice garanti.

« Les services publics ne sont souvent pas vraiment incités financièrement à réaliser ces investissements à très faible coût », a déclaré Teplin. « Donc, quelque chose qui apporte beaucoup de valeur, s'il n'exige pas beaucoup de capital, ne les aide pas réellement à améliorer leurs résultats. »

Il a déclaré qu'il incombait aux régulateurs et aux gestionnaires de réseaux régionaux de remédier à ce qui constitue un « désalignement des incitations financières » inutile.

Je lui ai demandé si les gains de 42,8 pour cent obtenus par Heimdall au Minnesota étaient conformes à ce qu'il avait vu ailleurs. (Pour comprendre ce que signifie ce pourcentage, si une ligne a une capacité typique d'environ 1 gigawatt, le capteur montre que la ligne peut transporter en toute sécurité environ 1,4 gigawatt.)

Teplin m'a indiqué une annexe au rapport du mois dernier qui montrait l'amélioration enregistrée par les auteurs sur le territoire du PJM à l'aide de capteurs linéaires. Les gains variaient considérablement en fonction de l'heure de la journée et du mois, depuis des creux à un chiffre dans la nuit de novembre jusqu'à des sommets de plus de 30 % en avril.

Les variables à l’origine des disparités comprenaient la température de l’air et le niveau du vent. Une température de l'air basse et un vent fort ont contribué à refroidir les lignes, et des lignes plus froides leur ont permis d'avoir une capacité électrique supplémentaire.

Ce que je retiens, c'est qu'une amélioration de 42,8 pour cent est possible mais doit être considérée comme le haut de gamme de ce à quoi on peut s'attendre. De plus, la quantité de changement varie beaucoup même sur une même ligne, donc l'utilisation de capteurs signifie pouvoir augmenter le niveau de puissance parfois, mais pas tout le temps.

Il est assez simple de savoir à qui profite l’utilisation à grande échelle de cette technologie.

Premièrement, les exploitants de centrales éoliennes et solaires bénéficieraient de l’équivalent de nouvelles voies de circulation qui leur seraient ouvertes sur des autoroutes qui autrement seraient encombrées. Ces usines seraient prioritaires pour utiliser la nouvelle capacité, car ce sont généralement les ressources les moins coûteuses. Une augmentation de la disponibilité de l’énergie éolienne et solaire entraînerait une diminution de la demande de sources d’énergie plus coûteuses, notamment le charbon.

Mais les grands bénéficiaires seraient les contribuables des services publics. Si les opérateurs de réseau peuvent faciliter la fourniture de davantage d’énergie éolienne et solaire sans construire de nouvelles lignes, cela réduira probablement les coûts de l’électricité.

« Cela permettra aux clients d'économiser de l'argent », a déclaré Teplin.

Autres histoires sur la transition énergétique à retenir cette semaine :

La pollution carbone des véhicules serait réduite, mais plus lentement, selon la nouvelle règle Biden : Prévoyant une transition plus lente aux États-Unis vers les véhicules entièrement électriques qu'envisagé il y a un an, l'administration du président Joe Biden a finalisé des normes de pollution des gaz d'échappement qui, selon elle, réduiront les émissions de carbone des nouveaux véhicules de tourisme de plus de moitié d'ici 2032. La règle appelle à une réduction plus progressive. en émissions que ce que l'administration avait proposé précédemment, mais il s'agit toujours de l'action exécutive la plus conséquente de Biden sur le changement climatique, comme le rapporte ma collègue Marianne Lavelle pour le CII. Les principaux groupes environnementaux étaient pour la plupart favorables à ce changement, qui survient malgré les réticences des constructeurs automobiles, des concessionnaires et de l'UAW.

TerraPower de Bill Gates prêt à construire une nouvelle centrale nucléaire aux États-Unis : Chris Levesque, PDG de TerraPower, a déclaré que la société commencerait la construction de sa première centrale nucléaire en juin à Kemmerer, dans le Wyoming, comme le rapporte Darrell Proctor pour Power Magazine. Les commentaires de Lévesque seront accueillis comme une excellente nouvelle par les défenseurs de l'énergie nucléaire qui placent de grands espoirs dans la technologie du réacteur Natrium de TerraPower, l'un des nombreux petits réacteurs modulaires qui pourraient faire partie d'une nouvelle génération de centrales nucléaires. Le cofondateur de Microsoft, Bill Gates, est un investisseur majeur dans TerraPower et ses commentaires sur ses grands espoirs dans cette technologie ont reçu une large couverture médiatique. Jusqu'à présent, le développement de petits réacteurs modulaires a été marqué par des coûts élevés et des retards de construction, comme la décision de NuScale en novembre d'annuler son projet de construction d'une centrale dans l'Utah.

Le gouvernement fédéral publie une feuille de route pour augmenter l’énergie géothermique : Un nouveau rapport du ministère de l'Énergie indique que l'utilisation de l'énergie géothermique pourrait être multipliée par vingt aux États-Unis d'ici 2050 et constituer une alternative propre à l'énergie fossile, comme le rapporte Jason Plautz pour E&E News. Le gouvernement a plusieurs projets en cours pour étendre l'utilisation de l'énergie géothermique, et des startups telles que Fervo Energy travaillent également au développement de centrales géothermiques. Une centrale géothermique exploite la chaleur de la terre pour produire de l'électricité. Les récents progrès technologiques utilisent des techniques de forage pétrolier pour étendre les zones où des centrales géothermiques peuvent être construites.

Les centres de données, Bitcoin et les véhicules électriques poussent les services publics à se démener pour plus de puissance : Après plus de 30 ans de baisse ou de stagnation de la demande d'électricité, les services publics prévoient une augmentation rapide des besoins du pays, comme le rapportent Kristi Swartz et Pam Radtke pour Floodlight. Les services publics ont été pris au dépourvu par l’augmentation prévue de la demande d’électricité pour desservir les centres de données et les infrastructures de véhicules électriques et pour exploiter des crypto-monnaies comme le Bitcoin. En réponse, les entreprises proposent, ou sont susceptibles de proposer, une forte augmentation de la construction de centrales électriques, y compris des centrales fonctionnant au gaz naturel, ce qui pourrait nuire aux efforts du pays pour réduire les émissions du secteur de l'électricité.

À l’intérieur de l’énergie propre est le bulletin hebdomadaire d'actualités et d'analyses du CII sur la transition énergétique. Envoyez des conseils et des questions sur l'actualité à [email protected].