Product° décentralisé :
Quelle type de pile?
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La production décentralisée d'électricité communément appelée distributed generation ou DG attire de plus en plus d'intérêt et constitue pour certaines entreprises la forme que prendra la production d'électricité dans le futur. Afin de comprendre ce qu'est la production décentralisés et ces avantages rappelons la forme actuelle (centralisée) que prend la production de l'énergie. Le graphique ci-dessous va nous permettre de suivre le chemin parcouru par l'électricité et le gaz, du producteur au consommateur.



N°1: Le producteur d'énergie produit de l'électricité ou du gaz qu'il va revendre au fournisseur d'énergie. Cette énergie peut être produite dans des centrales nucléaires, par des éoliennes ou grâce à de la biomasse sans contribuer à l'augmentation des gaz à effet de serre. Malheureusement, cette énergie est encore trop souvent produite en brûlant des hydrocarbures qui contribuent à augmenter l'effet de serre.

N°2: Le réseau de transport est construit, exploité et entretenu par des entreprises qui assurent le transport de l'électricité et du gaz, du producteur au distributeur.

N°3: Le réseau de distribution et géré par des entreprises qui assure l'acheminement de l'électricité et du gaz jusqu'au domicile du consommateur.

N°4: Le fournisseur d'énergie assure l'approvisionnement du consommateur en électricité et en gaz. Il vend l'électricité et/ou le gaz au consommateur, lui fournit des services et s'assure de la facturation.

N°5: Le régulateur assure le bon fonctionnement du système et le respect des engagements de chacun.

Les inconvénients de la production centralisée d'énergie sont tout d'abord que la chaleur dégagée lors de la production d'électricité dans de grandes installations (centrales nucléaires ...) est en grande partie perdue. D'autre part, les pertes dues au transport et à la distribution d'électricité sont de l'ordre de 10% de l'électricité produite. De plus la construction de nouvelles grandes installations ainsi que de nouvelles lignes à haute tension ... aura un coût supérieur à celui de la production décentralisée d'électricité. Finalement, les ruptures de courant qu'ont connu les Anglais et les Italiens sont révélatrices d'un système saturé qui va devoir être remis à niveau. Ceci implique la construction de nouvelles lignes à haute tension impopulaires.


La production décentralisée d'électricité ou DG (distributed generation) n’a pas de définition universelle. Cela dit, deux éléments sont récurrents. Notamment qu'il s’agit de production d'énergie à petite échelle et située à proximité du consommateur final. Comme nous pouvons le voir dans le graphique ci-dessous la charge sur le réseau électrique a nettement diminué grâce à la mise en place de production décentralisée (DG) près des consommateurs. Ceci implique que le réseau n'est plus saturé et ne doit pas être étendu. La demande sur le réseau est satisfaite par des sources d'énergie qui ne contribuent pas à l'augmentation de l'effet de serre, telles les centrales nucléaires, les éoliennes ... La consommation résidentielle de gaz qui jadis ne servait qu'au chauffage permet désormais la cogénération. C'est-à-dire produire simultanément du travail (sous forme d'énergie électrique) et de la chaleur. Cette chaleur se présente sous la forme de vapeur d’eau à pression élevée ou sous la forme d’eau chaude. La cogénération permet un excellent rendement énergétique. L'électricité et/ou la chaleur produites en surplus sont revendues aux autres résidences, commerces. Cette production décentralisée d'électricité en utilisant du gaz naturel présente le grand inconvenient de contribuer à l'augmentation de l'effet de serre. C'est pour cela qu'à terme il se pourrai bien que le combustible qui s'impose soit le méthanol et l'éthanol produit à partir de biomasse. La production décentralisée d'électricité utilise du méthanol et éthanol produits à partir de biomasse n'ayant pas pour effet d'augmenter les gaz à effet de serre dans l'environnement.


Les piles à combustibles font valoir des arguments forts qui pourraient permettre à cette technologie de s'imposer dans les applications de production décentralisée d'énergie. Dans un marché en constant changement (ouverture à la concurrence) et face à une demande croissante en électricité, les piles à combustibles représentent des sources de production d'énergie délocalisée très intéressantes. Tout d'abord les piles à combustibles son très efficaces dans la conversion du combustible en électricité. D'autre part elle ne dégage que de l'eau et de la chaleur qui peut être valorisée pour chauffer les maisons et commerces. De plus, les piles à combustibles sont silencieuses. Finalement la pile à combustibles se révèle intéressante pour les besoins simultanés en électricité et en chaleur. Mais on peut aussi envisager des demandes uniquement en électricité ou en chaleur ou distinguer selon que les besoins dominants seront en électricité ou en chaleur. Les deux étant produits par une pile (dans un ratio dépendant du type de pile), il est possible de revendre la chaleur et consommer l'électricité (ou inversement), consommer les deux ou bien consommer une partie de la chaleur et de l'électricité produites et revendre le surplus à un tarif convenu avec un fournisseur d'énergie.

Les avantages de la production décentralisée sont tout d'abord, le fait que moins d'énergie doit être produite pour une demande identique car il n’y a plus 10% de perte grâce à la proximité avec le consommateur. D'autre part, il n’y a plus de saturation du réseau de transport et de distribution et donc plus de besoin d'étendre ce dernier. De plus, l'électricité étant produite localement il y a moins de risques de rupture de courant. Finalement, la production d'électricité s'effectuant à proximité du consommateur, il y a moyen de valoriser la chaleur dégagée lors de la production d'électricité.

Les derniers obstacles sont les coûts qui sont encore bien trop élevés pour que les piles puissent actuellement avoir une pénétration conséquente dans le marché car leurs concurrents ont des coûts de revient beaucoup plus bas. Les coûts d'investissement se situent actuellement entre 3.500 et 10.000 Euro/kW et on estime qu'ils devraient passer à moins de 1.000 Euro/kW. Les coûts de maintenance ainsi que la durée de vie des piles à combustibles et des auxiliaires restent encore des inconnues. Il faut tenir compte de la possibilité ou non de revendre le surplus d'électricité au réseau, et à quel prix. A ces difficultés d'ordre économique s'ajoutent les problèmes purement technologiques tel que l'empoisonnement du catalyseur, leur faire réaliser plusieurs cycles départ/arrêt successifs sans dommages...