La Finlande est pleinement entrée dans la transition énergétique et dans la révolution intelligente du secteur de l’électricité : à la pointe en matière de compteurs intelligents et de technologies smart grids, le pays multiplie les projets à haute expertise technologique. Gros plan sur deux d’entre eux : le smart grid LEMENE et le Åland FLEXe-demo.

Nous avons vu, dans la première partie de notre étude, comment la Finlande a su s’appuyer sur ses ressources naturelles, notamment le bois, pour engager fortement sa transition énergétique. Nous avons également montré que le pays s’était lancé très tôt dans la modernisation de son réseau électrique, via un déploiement de compteurs intelligents achevé en 2014 et l’exploitation de solutions smart grids pour optimiser sa consommation d’électricité.

La Finlande est aujourd’hui un pays leader dans l’Union Européenne pour les technologies de l’électricité de demain : le pays veut favoriser les énergies renouvelables, notamment intermittentes, et développe pour cela de nombreuses technologies smart grids (pilotage intelligent de la consommation, stockage de l’électricité, intégration des véhicules électriques, micro-grid, autoconsommation, etc.).

LEMENE, un smart grid intégrant photovoltaïque, biogaz et pile à combustible

A titre d’exemple, nous vous présentons aujourd’hui les deux projets les plus récents portés par l’expertise finlandaises sur les smart grids.

Le premier nous amène à Marjamäki, dans la région de Lempäälä, 20 kilomètres au sud de Tampere, 165 kilomètres au nord d’Helsinki, au sud-ouest de la Finlande. Il s’agit d’un district industriel et commercial de 300 hectares (dont 30 sont encore disponibles à la vente), situé le long d’une des autoroutes les plus fréquentée de Finlande ; plus de 300 entreprises sont installées dans ce district.

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C’est au cœur de cette zone d’activité que Lempäälän Energia, un spécialiste finlandais de l’énergie, installe le smart grid LEMENE, qui fournira électricité et chauffage à une cinquantaine d’entreprises de Marjamäki.

Le réseau intelligent est composé d’une centrale solaire, installée au sommet d’une colline, d’une puissance de 4 MW, d’un moteur fonctionnant au biogaz, produit localement, d’une puissance de 8 MW, ainsi que d’une batterie. Ce système de stockage centralisé permettra d’atténuer les fluctuations de la production d’énergie, et ainsi sécuriser l’équilibre énergétique du district.

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La cogénération pour produire électricité et chaleur

Le moteur au biogaz permettra de produire de l’hydrogène qui alimentera deux piles à combustible, reliées à deux systèmes de cogénération de chaleur et d’électricité. Dans le détail, le spécialiste finlandais de la cogénération Convion va construire les deux systèmes de production couplée d’électricité et de chaleur, qui seront équipés de la nouvelle génération de piles à combustible à oxyde solide (SOFC) du fabricant estonien Elcogen.

L’ensemble du système permettra de produire une puissance électrique de 116kW qui alimentera le réseau électrique LEMENE ; la chaleur dégagée par la combustion de l’hydrogène sera récupérée pour les réseaux de chaleur et d’eau chaude sanitaire de Marjamäki.

« En conjonction avec le système solaire et le stockage de la batterie, le système Lemene nécessitait également un système de cogénération hautement efficace de Convion qui permettait de convertir le biogaz pour produire de l’électricité et de la chaleur, afin d’approvisionner les entreprises avoisinantes » expose Toni Laakso, PDG de Lempäälä Energia.

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Sécuriser l’approvisionnement par une énergie locale, en pilotant la demande

Il souligne que LEMENE pourra tout aussi bien fonctionner dans le cadre du réseau public, indépendamment de ce dernier (en autonomie), ou en soutien du réseau public, à la demande et en fonction de la consommation et de la production d’électricité locale et nationale.

Ce smart grids permet à la fois de sécuriser la demande en énergie du district et d’assurer un approvisionnement majoritairement local, tout en assurer un pilotage constant de l’offre et de la demande : « Le réseau intelligent LEMENE comportera une variété de technologies intelligentes qui répondront à l’évolution de la demande électrique, grâce à des solutions d’automatisation adaptées au micro-réseau » complète Toni Laakso.

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Åland FLEXe-demo : une autonomie énergétique 100% renouvelable pour un archipel de 30 000 habitants

Autre projet, plus ambitieux encore, plus à l’ouest, en pleine mer, entre la Baltique et le Golfe de Botnie qui sépare la Suède de la Finlande, à mi-chemin entre Stockholm et Turku : l’archipel d’Åland est une région autonome de la Finlande, composés de 6 500 îles, où habitent 30 000 personnes. Il est le lieu d’implantation du projet Åland FLEXe-demo, qui vise à équiper l’archipel en énergie 100% renouvelable et locale, pour le rendre autonome.

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Le projet est piloté par le groupe à but non lucratif CLIC Innovation, qui réunit 30 entreprises et 17 universités, et dont l’objectif est de favoriser le développement de la bioéconomie, de l’économie circulaire et des systèmes énergétiques.

Åland FLEXe-demo est un démonstrateur grandeur nature qui va mixer plusieurs énergies renouvelables, avec une part importante d’énergies intermittentes (éolien et photovoltaïque) ; l’approvisionnement sera sécurisé par des centrales existantes utilisant la biomasse, en particulier la biomasse-bois, ainsi que par une unité de stockage. L’archipel va également progressivement convertir l’ensemble du réseau de transport, public et privé, vers le tout électrique. Tous ces éléments seront connectés par un smart grid, assurant un maximum de flexibilité à ce micro-grid en zone insulaire, afin de sécuriser en permanence l’approvisionnement électrique pour les habitants.

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Le rôle-clé de l’unité de stockage d’électricité

Åland FLEXe-demo est la plus grandes expérimentation d’autonomie énergétique d’une zone insulaire via une énergie 100% renouvelable.

L’unité de stockage, qui sera installé par le spécialiste finlandais Pöyry, aura ainsi un rôle charnière dans la réussite du projet ; elle répondra à deux objectifs cruciaux : la stabilisation du réseau à court terme et la capacité de stockage saisonnier à long terme.

« L’optimisation du stockage d’énergie à différentes échelles de temps et en particulier le stockage saisonnier pour compenser les variations été-hiver en Finlande est extrêmement exigeante. C’est également le sous-système essentiel pour assurer la stabilité, la sécurité et la viabilité économique du système d’énergie entièrement renouvelable conçu pour les îles d’Åland. Pöyry complète ainsi l’écosystème FLEXe avec le dernier savoir-faire en matière de systèmes de stockage d’énergie » a ainsi déclaré Tommy Jacobson, PDG de CLIC Innovation et responsable du projet Åland FLEXe-demo.

Avec ce smart grid, c’est tout l’archipel d’Åland qui va basculer dans le futur de l’énergie, dans les logiques de production et de consommation de demain, un univers décarboné, économe, où l’énergie est produite localement par des approvisionnements renouvelables, dans une économie circulaire qui implique pleinement tous les utilisateurs. En cela, cette expérimentation sera riche d’enseignements pour le monde entier, notamment tous les défenseurs d’une transition énergétique rapide.

 

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