A Hawaï l’eau chaude sert à stocker l’électricité solaire photovoltaïque. Elon Musk inspire les géants français Engie et EDF EN.

Dans son rapport de prospective sur le thème d’une France 100% renouvelable à horizon 2050, l’ADEME a retenu les ballons d’eau chaude comme l’un des outils de modulation de la demande contribuant à l’intégration de très hauts niveaux d’énergies renouvelables fluctuantes. Ceci aux côtés des batteries des véhicules électriques.

« L’intégralité du chauffage des ballons d’eau chaude sanitaire (chauffe-eau) du secteur résidentiel est supposé pilotable au sein d’une journée, ce qui représente 7 TWh annuels, avec une pointe à 3 GW » souligne le rapport (page 32). Le potentiel est donc vraiment colossal. Il existe déjà en France « une programmation statique de la consommation d’eau chaude sanitaire, sous la forme d’un système d’heures creuses et pleines » ajoutent les co-auteurs.

Ce gisement n’a bien sûr pas échappé aux stratèges californiens de SolarCity et de Tesla Energy, entreprises fondées par le serial entrepreneur et multimilliardaire Elon Musk. Aux USA la rumeur court : tout ce que touche cet ingénieur devenu légendaire, également à l’origine de Paypall et de SpaceX, se transforme en or.

Réinventer l’eau chaude

Avec la nouvelle offre de SolarCity révélée le 24 février 2016, plus besoin d’installer des capteurs solaires thermiques sur les toits pour chauffer l’eau. Le solaire PV fait tout ! D’une pierre deux coups. Cet écosystème particulièrement judicieux permet au solaire PV en toiture de charger la batterie stationnaire de la maison, et aussi éventuellement celles des véhicules électriques du foyer : trottinette, skate, vélo, voiture. Puis de chauffer l’eau par simple effet Joule. Le ballon d’eau chaude est un système de stockage de l’énergie électro-solaire sous forme thermique. Les centrales thermodynamiques à concentration peuvent elles aussi stocker la chaleur dans l’équivalent de grands thermos à café, mais remplis de sels fondus.

Les systèmes de climatisation / chauffage sont également modulables. SolarCity a intégré le « Nest Learning Thermostat ™ » à son offre. « Baissez la température en allant vous coucher. Nest prend note et commence à mémoriser vos horaires. 20 °C l’après-midi, 18 °C la nuit. C’est réglé. Un réveil tout chaud. Si vous avez monté la température plusieurs jours de suite, Nest comprend que 20 °C est l’atmosphère idéale pour prendre votre petit déjeuner. Désormais, il chauffera la maison dès que vous vous réveillerez » explique le site officiel de Nest (en français), une compagnie basée à Palo Alto en Californie.

L’ensemble de l’offre éco-technologique proposée par SolarCity a vocation à fournir une réponse intelligente en fonction de l’énergie solaire disponible. Les maisons sont alors en symbiose avec leur environnement météorologique. Les solutions informatiques high-tech sont ainsi mises au service des énergies vraiment durables. L’éco-intelligence numérique permet de s’adapter à la variabilité naturelle des ressources solaires et de la demande des consommateurs. Le consommateur peut suivre en direct depuis son smartphone l’évolution de l’écosystème énergétique de sa maison.

Une batterie ayant environ 6 heures d’autonomie est classiquement suffisante pour la gestion journalière (intra-day) du solaire PV. Un back-up thermique via les microgrids locales des îles hawaïennes permet de venir en secours pour les rares longues périodes sans soleil.

Point très important dans une perspective de développement vraiment durable, le coût énergétique d’une batterie lithium (stockage électro-chimique) impacte de manière marginale, de l’ordre de -10%, le taux de retour énergétique (EROI) d’un système photovoltaïque. C’est ce qu’explique avec pédagogie le rapport (2015) de la Fondation Nicolas Hulot sur le solaire + stockage.

Eco-éthique: Elon Musk inspire les géants français de l’énergie

Parallèlement à la diffusion de la solution « Smart Energy Home » SolarCity va également expérimenter une microgrid solaire sur une île hawaïenne de 66.000 habitants, Garden Island, « l’île jardin », appelée aussi Kaua’i. Avec une centrale PV de 12 MW couplée à une batterie de 52 MWh (13 MW x 4 heures). Le tout sous la houlette de la Kauaʻi Island Utility Cooperative, un modèle de démocratie énergétique participative.

L’île de Kaua’i a une surface de 1430 km² et une densité de population de 45 habitants au km² contre 112 en France. 91% de l’électricité de l’île provenait de générateurs diesel et 9% de la micro hydroélectricité en 2009. En 2015 la part du diesel a été réduite à 62%, les 38% restants étant partagés entre la micro-hydroélectricité (9%), la bioélectricité (12%) et le solaire PV (17%). Objectif pour 2023 : 50% de renouvelables. Et 100% en 2050. En janvier 2016 un maximum de 77% de solaire PV pendant 61 minutes a été réalisé sur cette île, ce qui constitue un record à l’échelle de l’ensemble des USA. Le réseau électrique de l’île a très bien supporté ces 77%.

La dynamique Tesla / SolarCity semble inspirer des acteurs français : Engie Ineo (ex Cofely Ineo) présidé par Yann Rolland a inauguré fin 2015 une « SmartGrid Solaire » à Alata en Corse (vidéo ci-dessous) : un parc PV de 4,4 MW, où des chèvres viennent s’abriter des puissants rayons solaires inondant l’île de beauté, couplé à une batterie dont la capacité de stockage est de 4,3 MWh. Le tout géré par un système digital. « La solution de stockage et de gestion intelligente de l’énergie a été conçue par Cofely Ineo sous la marque GridPow’ER » précise Engie.

Les batteries sont placées dans des conteneurs climatisés. Ces conteneurs, chargés de panneaux solaires et de batteries, en kit, peuvent être transportés facilement par voie maritime. La pollinisation solaire du monde entier depuis la France peut alors opérer.

ENGIE est à l’origine de la création de Terawatt initiative, une réponse au lancement de l’Alliance Solaire Internationale (ISA) par le Premier ministre indien Narendra Modi.

Isabelle Kocher souligne la pertinence de l’approche microgrid pour un pays comme l’Indonésie qui est constitué de plus de 17.000 îles et peuplé de 250 millions d’habitants. De nombreux villages isolés africains, indiens et sud-américains (Amazonie, Andes) constituent eux aussi des îles virtuelles.

La chercheuse américaine Yan Xu, du laboratoire national d’Oak Ridge (Tennessee) utilise le mot « islanding » pour décrire cette approche visant la résilience locale des communautés. Soit exactement la philosophie Swaraj de Gandhi, résistant face au colonisateur britannique et père de l’indépendance indienne. Swa- « par soi-même », raj-, « gouvernement ». Pouvoir devenir le maître de son destin énergétique est le signe d’une démocratie en bonne santé.  « La vie sera un cercle dont le centre sera les individus » disait Gandhi. « C’est swaraj quand nous apprenons à nous contrôler par nous-mêmes. »

Dans le cadre d’un entretien publié le 7 mars 2016 et mené par les journalistes Sandrine Bajos et Hélène Haus, la CEO d’Engie, Isabelle Kocher, a expliqué dans Le Parisien la révolution stratégique en cours au sein du géant français de l’énergie : « pour mener à bien cette transformation, nous allons vendre 15 Mds€ d’actifs et développer les activités d’avenir, comme les renouvelables couplées avec du stockage et du digital. Les énergies renouvelables sont intermittentes, elles nécessitent donc d’être stockées. Et dans ce domaine, le digital a un rôle à jouer. » Engie va par ailleurs injecter 1,5 Mds€ pour le développement des nouvelles technologies solaires dans les trois années à venir.

Engie (ex-GDF-Suez) a changé de nom, mais pas que. Le nouveau slogan du groupe est : « le solaire éclaire maintenant le jour et la nuit ». Un pied de nez à la vieille rengaine des solaro-sceptiques. Pire, Isabelle Kocher, ingénieur des Mines, ose affirmer ceci : « l’avenir de notre groupe n’est ni dans le pétrole, ni dans le nucléaire, ni dans le gaz de schiste. Nous redessinons l’ensemble de notre portefeuille. » Une touche féminine au dossier énergétique, diffusée précisément le 8 mars, journée internationale de la Femme.

Isabelle Kocher, 49 ans, sera nommée, le 3 mai 2016, CEO (directrice générale) de ce mastodonte du CAC 40 qui compte plus de 150.000 salariés. Mère de 5 enfants Isabelle Kocher a tenu le 30 novembre 2015 sur BFM TV, dans le cadre d’une interview animée par Stéphane Soumier sur le thème de l’avenir solaire, des propos d’une importance cruciale pour l’avenir de notre pays : « pour nous lever le matin nous avons besoin d’une bonne raison. Nous avons besoin de sens. Nous avons besoin de sentir que ce nous faisons tous les jours est utile ». Dans le contexte de la montée de la violence et de l’état d’urgence Isabelle Kocher a ajouté: «  Tous ces jeunes qui n’ont pas de racines, à qui on n’a offert ni vision ni espoir, ça doit nous interpeller. Les politiques sont en panne de projet à proposer, et ce n’est pas propre à la France. L’entreprise a son rôle à jouer ».

« Elon Musk n’en finit pas de faire des émules » remarque Manuel Moragues. Ce journaliste scientifique a révélé dès le 24 février 2016 dans l’Usine Nouvelle un projet particulièrement intéressant : « Interrogé sur son appréciation du potentiel du stockage résidentiel, le dirigeant (Antoine Cahuzac, Directeur Général, ndlr) a annoncé qu’EDF EN lancerait « dès cette année » un système couplant photovoltaïque et batteries pour le résidentiel ».

Une information confirmée le 8 mars 2016 par le blog spécialisé Tecsol fondé par l’ingénieur André Joffre : « conformément à ce qu’a annoncé Antoine Cahuzac, une offre pour les particuliers combinant solaire et stockage sera effectivement proposée d’ici cet été en France. L’entité qui proposera ces offres aux particuliers dans le solaire sera EDF ENR Solaire ».

En Allemagne le nombre de raccordements de systèmes solaires PV + stockage batterie a dépassé les ventes de voitures électriques durant l’année 2015 souligne le site spécialisé PV-magazine.com. Avec par exemple le système BPT-S 5 Hybrid mis au point par Bosch le niveau d’autonomie d’une maison de 4 personnes peut dépasser les 75% en Allemagne, ceci à l’échelle annuelle. L’entreprise bavaroise Sonnen GmbH (SonnenBatterie) a livré sa 10.000ème batterie début 2016 et s’intéresse à présent au marché américain.

Le marché australien s’annonce également très prometteur, pays où les incendies de végétation détruisent les lignes électriques lors des grandes périodes de sécheresse et où l’habitat est très dispersé, ce qui rend particulièrement coûteux le transport de l’électricité.

Elon Musk estime qu’il suffirait de 160 millions de PowerPacks Tesla pour alimenter totalement les Etats-Unis en électricité avec le solaire PV, et 2 milliards à l’échelle de la planète. Le MIT a montré qu’il n’y a aucun facteur limitant, ni surfacique, ni en matières premières, pour atteindre cet objectif.

La compétition s’intensifie : selon The Guardian (UK) et Le Temps (Suisse) ARPA-E, un laboratoire du Département à l’énergie du gouvernement américain, aurait mis au point une batterie révolutionnaire de technologie «flow cell», grillant la priorité à Elon Musk.

« Angie, Angie, where will it lead us from here? » (The Rolling Stones)

Au Pérou, Engie, via sa filiale SolaireDirect, vient de signer un contrat solaire PV à 4,4 c€/kWh (48,5 $/MWh). Dans le sud de la France le grand solaire PV au sol est dès aujourd’hui à 7-8 c€/kWh. Soit presque deux fois moins que le nouveau nucléaire, qui lui pose beaucoup de soucis à EDF et à l’état français. Et qui en outre repose sur une ressource très rare, l’uranium 235. La révolution stratégique entreprise par Engie est particulièrement pertinente sur le plan économique et donc social.

Selon Isabelle Kocher « le solaire est une solution très puissante, et à l’échelle de la planète » (BFM). Et cette dirigeante visionnaire ajoute dans Le Parisien : « le solaire va totalement transformer notre monde. Non seulement, son gisement est quasi illimité, mais en plus, il devient économiquement — et donc financièrement — rentable à exploiter ».

Olivier Daniélo