Nous sommes arrivés à un tournant décisif dans la transition vers l’énergie propre.
Au début de ce mois, il a été rapporté que les énergies renouvelables ont produit l’an dernier 30 % de l’électricité mondiale. Une semaine plus tard, la Commission fédérale américaine de régulation de l’énergie (FERC) a approuvé la première mise à jour de la politique de transport d’électricité en plus de dix ans : une décision destinée à accélérer le développement de nouvelles lignes électriques interrégionales. La mise à jour facilitera également le déplacement d’un plus grand nombre d’énergies renouvelables pour satisfaire la demande croissante induite par l’adoption rapide des véhicules électriques, des centres de données et de l’IA. Ce constat est important, car il souligne la nécessité d’adopter une approche plus souple de la gestion des bâtiments afin de tirer parti de ces évolutions.
Pour en savoir plus sur l’importance de la montée en puissance des énergies renouvelables sur le réseau, sa portée sur l’exploitation des bâtiments et la manière dont nous pouvons tirer le meilleur parti de toute cette énergie propre, nous nous sommes entretenus avec l’ingénieur mécanicien et chef de produit de BrainBox AI, Josh Mullen.
Q : Josh, avant d’entrer dans le vif du sujet, pourriez-vous nous donner un aperçu du fonctionnement du réseau?
Bien sûr. Le réseau électrique est un système complexe qui achemine l’électricité des producteurs aux consommateurs. Tout commence dans les centrales électriques, où l’électricité est produite à partir de diverses sources telles que le charbon, le gaz naturel, le nucléaire et, de plus en plus, les énergies renouvelables comme le vent et le soleil.
De là, l’électricité est acheminée par des lignes de transport à haute tension, qui sont en quelque sorte les autoroutes du réseau, transportant de grandes quantités d’énergie sur de longues distances. Cette électricité à haute tension est ensuite abaissée dans des sous-stations à une tension plus basse adaptée à l’utilisation dans les foyers et les entreprises.
Et enfin, elle atteint les consommateurs par le biais des lignes de distribution locales. En cours de route, les opérateurs de réseau gèrent le flux d’électricité pour s’assurer que l’offre répond à la demande en temps réel, maintenant ainsi l’équilibre et la fiabilité du réseau. Il s’agit d’un système véritablement dynamique, qui devient encore plus complexe à mesure que nous intégrons davantage de sources d’énergie renouvelable et que nous nous adaptons aux nouvelles technologies.
Q : Vous avez mentionné que nous augmentons la quantité d’énergie renouvelable sur le réseau. Cela signifie-t-il que nos réseaux seront plus propres? Et quelle est l’incidence de la « saleté » du réseau sur les émissions des bâtiments?
Tout d’abord, je pense qu’il est important de définir ce qu’est la saleté d’un réseau. Traditionnellement, la saleté du réseau fait référence à l’intensité en carbone de l’électricité, c’est-à-dire à la quantité d’émissions de CO2 produite par kilowattheure. L’augmentation de l’utilisation des énergies renouvelables telles que le vent et le soleil pour produire de l’électricité est importante parce qu’elle réduit l’intensité carbone du réseau, le rendant ainsi plus « propre ».
Et c’est là que les bâtiments jouent un rôle important. En règle générale, la consommation d’énergie d’un bâtiment influe directement sur son empreinte carbone, qui varie en fonction de la propreté du réseau à un moment donné. Avec davantage d’énergies renouvelables, l’intensité en carbone du réseau diminue, ce qui permet aux bâtiments de réduire les émissions indirectes (celles qui résultent de la consommation d’électricité).
Ainsi, l’augmentation de l’énergie propre sur le réseau signifie qu’il y aura plus de possibilités de réduire les GES générés par l’exploitation de nos bâtiments. Il existe des moyens intelligents d’y parvenir, notamment en tirant parti des périodes où les énergies renouvelables dominent le réseau. Toutefois, s’il y a trop d’énergie renouvelable sur le réseau à un moment donné, ces sources d’énergie sont susceptibles d’être réduites pour équilibrer le tout. Cela signifie que l’énergie propre sera essentiellement gaspillée.
Q : Pourriez-vous nous en dire plus sur la réduction des énergies renouvelables et ses implications pour la gestion des bâtiments?
Absolument. La réduction des énergies renouvelables se produit lorsqu’il y a plus d’énergie renouvelable disponible que ce que le réseau peut utiliser ou demander à ce moment-là. Si une cuisine (centrale électrique) produit plus de nourriture (énergie) que ce que les convives (réseau) peuvent manger, l’excédent (réduction) doit être jeté, à moins qu’il ne puisse être stocké ou redirigé ailleurs.
La réduction des énergies renouvelables est un défi fascinant. Et c’est plus courant qu’on ne le pense, surtout dans les régions riches en énergies renouvelables. C’est là que les bâtiments peuvent être proactifs, car, en décalant les heures de chauffage et de climatisation en fonction des fluctuations de la disponibilité des énergies renouvelables (ce que l’on appelle la « programmation dynamique de l’énergie »), ils peuvent en fait contribuer à atténuer les effets de la réduction des émissions. Cela nous permet de tirer le meilleur parti des énergies renouvelables présentes sur nos réseaux.
L’intégration d’un plus grand nombre d’énergies renouvelables peut, dans un premier temps, entraîner une augmentation des périodes de restriction en raison d’une offre excédentaire. Toutefois, les plans d’expansion du réseau de la FERC visent à relever ce défi en améliorant l’infrastructure et en renforçant la flexibilité du réseau. Cela permettra une meilleure gestion et distribution de l’énergie renouvelable, réduisant potentiellement les coupures à long terme tout en permettant une utilisation plus efficace de l’énergie propre et en soutenant davantage la programmation dynamique de l’énergie.
Q : Outre la programmation dynamique de l’énergie, quelles autres stratégies les bâtiments peuvent-ils utiliser pour s’adapter à cette dynamique et contribuer à diminuer la réduction des énergies renouvelables?
Une autre stratégie efficace est l’utilisation de piles. Je ne parle pas ici de Duracell AA. Je parle des bâtiments eux-mêmes qui agissent comme des batteries thermiques massives. En effet, les bâtiments peuvent constituer d’excellentes batteries thermiques, absorbant l’énergie solaire, par exemple, lors d’une journée ensoleillée et la stockant dans la structure même du bâtiment – ses murs, ses sols et ses plafonds. Plus tard, lorsqu’il fait plus chaud à l’extérieur ou que l’énergie est plus chère ou moins disponible, le bâtiment peut « décharger » cette chaleur stockée au lieu d’utiliser le système de CVC, réduisant ainsi la nécessité de faire appel à des sources d’énergie externes pour obtenir de la chaleur pendant les périodes où le réseau est plus « sale ».
De cette manière, un bâtiment peut utiliser sa structure physique pour stocker l’énergie thermique, tout comme une batterie stocke l’énergie électrique, ce qui permet de gérer la consommation d’énergie de manière plus efficace.
Q : Pouvez-vous nous donner un exemple plus concret de la façon dont un bâtiment peut être utilisé comme batterie?
Bien sûr. BrainBox AI a récemment mené un projet pilote avec WattTime.org et le Center for Built Environment de Berkeley, où nous avons exploré l’idée d’un bâtiment comme batterie thermique en pré-refroidissant les bâtiments pendant les périodes de réduction des énergies renouvelables. La masse thermique du bâtiment stocke cette énergie froide, qui est ensuite progressivement utilisée pendant les périodes où les énergies renouvelables sont moins présentes sur le réseau. Cela permet de réduire le besoin de climatisation actif lorsque l’énergie renouvelable est moins disponible, ce qui signifie qu’une plus grande quantité d’énergie plus propre est consommée. Cette approche permet de réduire considérablement les émissions de portée 2 liées au CVC. En fait, dans ce cas particulier, nous avons constaté qu’il permettait de réduire les émissions de 15 % pendant les périodes de réduction et les quatre heures qui suivent.
En fin de compte, l’utilisation d’un bâtiment comme batterie nous offre une solution élégante pour tirer le meilleur parti des énergies renouvelables, en transformant les bâtiments en actifs pour les réseaux électriques tout en contribuant à accélérer la croissance des énergies renouvelables.
Q : Comment voyez-vous l’évolution de l’intégration des énergies renouvelables à l’avenir? Qu’est-ce que cela signifie pour la gestion des bâtiments?
À bien des égards, la trajectoire du secteur immobilier est assez claire. L’utilisation des énergies renouvelables augmente, comme le montrent les changements de politique tels que ceux de la FERC. Avec cette augmentation rapide de l’utilisation des énergies propres, en particulier de l’énergie solaire et éolienne, il y aura davantage d’investissements dans des solutions visant à atténuer l’intermittence des énergies renouvelables (qui dépendent de l’ensoleillement ou du vent).
Pour la gestion des bâtiments, cela signifie une évolution vers des systèmes plus flexibles et réactifs qui s’adaptent et anticipent les changements dans la propreté du réseau et la disponibilité des énergies renouvelables. Cela permettra de réduire leur incidence sur l’environnement tout en optimisant l’efficacité opérationnelle.
En conséquence, les bâtiments deviendront très probablement des consommateurs d’énergie plus actifs, équilibrant et optimisant l’utilisation de l’énergie du réseau. L’IA et les systèmes de gestion avancés occuperont le devant de la scène à mesure que la technologie s’adaptera et évoluera. Ces solutions permettront aux bâtiments de réagir intelligemment aux variations de l’offre et de la demande d’énergie, ce qui jouera sans aucun doute un rôle essentiel dans la transformation durable de nos systèmes énergétiques.
