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Interview : LF Energy sur l’utilisation de l’open source pour préparer les systèmes énergétiques à l’élimination progressive des combustibles fossiles

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La dépendance excessive du Royaume-Uni à l’égard des sources étrangères de pétrole et de gaz a été mise en évidence ces derniers mois, les prix de l’énergie ayant fortement augmenté en raison d’un mélange de facteurs.

Ceux-ci incluent, mais sans s’y limiter, les troubles géopolitiques en cours causés par l’invasion de l’Ukraine par la Russie, la sortie du Royaume-Uni de l’Union européenne et la période post-confinement qui a provoqué un rebond de la consommation d’énergie industrielle.

En réponse, le gouvernement s’est engagé à prendre des mesures qui, à terme, permettront de mettre davantage d’énergie produite localement à la disposition des consommateurs et des entreprises britanniques et, à son tour, de réduire l’influence des problèmes mondiaux de sécurité énergétique sur le montant qu’ils paient pour l’électricité.

Ces mesures sont décrites dans le Stratégie britannique de sécurité énergétique document d’orientation, publié début avril 2022, qui comprend un engagement à renforcer les capacités de production d’énergie éolienne et solaire du Royaume-Uni, tout en accélérant le rythme auquel le pétrole et le gaz sont progressivement mis hors d’usage.

Dans cette optique, le Royaume-Uni veillera également à ce que, d’ici 2050, jusqu’à un quart de l’énergie consommée dans le pays provienne de sources nucléaires. Il investira également dans des mesures qui rendent l’utilisation de piles à combustible à hydrogène à faible teneur en carbone pour le stockage et le transport de l’énergie beaucoup plus courante, indique le document.

Le document d’orientation indique en outre que la transition énergétique du Royaume-Uni nécessitera une refonte des réseaux de transport utilisés pour transporter l’électricité de l’endroit où elle est produite à l’endroit où elle sera utilisée et stockée.

Ces réseaux sont, comme le reconnaît le rapport, des « systèmes complexes » où la « transformation » dans le passé a été lente à progresser – en particulier lorsqu’il s’agit de mettre en ligne de nouvelles capacités.

Dans le même temps, le document d’orientation souligne la nécessité de construire des réseaux dotés de capacités « d’hyper-flexibilité » afin que les approvisionnements en énergie renouvelable soient mieux adaptés à la demande afin d’éviter le gaspillage.

En effet, la production d’énergie éolienne et solaire est notoirement intermittente, de sorte que des réseaux d’énergie doivent être construits pour s’assurer que l’énergie reste abondante et abondante lorsque le vent ne souffle pas et que le soleil ne brille pas – d’autant plus que la demande d’électricité devrait doubler d’ici 2050, selon les prévisions du gouvernement.

Une grande partie du travail que le gouvernement britannique prévoit de faire au niveau du réseau semble être orientée vers l’augmentation de la capacité en révisant les protocoles de permis de construire.

Cependant, une communauté open source – liée à la Linux Foundation – explore également des moyens de réorganiser les réseaux énergétiques mondiaux, en mettant l’accent sur la virtualisation et les éléments définis par logiciel pour faciliter la transition de la société des combustibles fossiles vers les sources renouvelables.

« C’est un défi très problématique que nous avons en tant qu’humains de changer les moteurs de nos économies »

Shuli Goodman, LF Énergie

Connue sous le nom de LF Energy, l’initiative a commencé il y a un peu plus de cinq ans lorsque son fondateur et directeur exécutif, Shuli Goodman, a approché la Linux Foundation à la recherche d’un « endroit neutre et collaboratif » où les gens pourraient se réunir pour construire les systèmes et les réseaux énergétiques du futur.

« C’est un défi très problématique que nous avons en tant qu’humains de changer les moteurs de nos économies et de les faire passer des combustibles fossiles à un modèle différent qui repose sur l’énergie renouvelable et intermittente », a déclaré Goodman à Computer Weekly.

Comme indiqué dans l’examen de la science du climat d’avril 2022 du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), le monde en est à un point « maintenant ou jamais » lorsqu’il s’agit de limiter les effets du réchauffement climatique en réduisant les émissions de gaz à effet de serre (GES).

Le passage aux énergies renouvelables jouera un rôle important dans la réduction des niveaux de GES et, à son tour, dans la réduction du risque d’augmentation des températures mondiales de plus de 1,5 ° C au cours de ce siècle. Mais pour y parvenir, il faudra prendre des mesures pour que les émissions de carbone atteignent un pic d’ici 2025 et diminuent rapidement par la suite, prévient le GIEC.

« Sans réductions immédiates et profondes des émissions dans tous les secteurs, limiter le réchauffement climatique à 1,5° est hors de portée », déclare le GIEC.

« Limiter le réchauffement climatique nécessitera des transitions majeures dans le secteur de l’énergie. Cela impliquera une réduction substantielle de l’utilisation de combustibles fossiles, une électrification généralisée, une amélioration de l’efficacité énergétique et l’utilisation de carburants alternatifs, tels que l’hydrogène.

Objectifs de zéro émission nette de carbone

Sur ce point, Goodman est tout à fait d’accord, déclarant qu’une transformation à grande échelle de la façon dont les systèmes électriques fonctionnent est nécessaire pour aider les économies mondiales à atteindre leurs objectifs de zéro carbone net.

« Les systèmes d’alimentation mènent», dit-elle. « Si vous regardez la quantité de décarbonisation [that needs to happen], le changement doit commencer par les systèmes d’alimentation, puis le transport, puis l’environnement bâti.

« Si nous commençons vraiment à travailler très intensément sur les systèmes électriques, nous pouvons passer à la mobilité électrique et éliminer les combustibles fossiles de nos systèmes de transport, puis vraiment transformer nos logements et nos environnements bâtis, de sorte qu’ils utilisent des ressources radicalement efficaces en termes d’éclairage, de chauffage, de refroidissement et de cuisson. »

Et avec les effets du changement climatique et du réchauffement climatique déjà vivement ressentis à travers le monde, il est impératif que la transformation numérique des systèmes électriques mondiaux se déroule à un rythme soutenu, dit Goodman.

« Si nous ne comprenons pas cela, il n’y aura pas d’économie », dit-elle. « Si vous êtes une entreprise de plusieurs milliards de dollars ou de mille milliards de dollars, et qu’un tiers de la population mondiale – des centaines de millions de personnes – se déplacent parce qu’ils sont [climate change] les réfugiés, ce n’est pas bon pour les affaires.

En ce qui concerne ce que signifie la transformation numérique dans le contexte des systèmes électriques, Goodman dit: « La clé de cela va être: comment produisons-nous, déplaçons-nous et consommons-nous des électrons? C’est là que la partie numérique entre en jeu parce que vous ne pouvez pas mettre en réseau les électrons, comme nous le faisons en bits et en octets sur les ondes, car les électrons ont besoin d’une surface physique pour se déplacer.

« Alors ce que nous avons [at the moment] sont des systèmes qui sont assez fragiles et conçus pour que nous puissions essentiellement jeter des électrons à travers la ligne et dans la maison afin que nous puissions allumer les lumières ou pour que les entreprises puissent consommer des quantités massives d’énergie pour piloter les processus industriels.

« Si nous ne comprenons pas cela, il n’y aura pas d’économie »

Shuli Goodman, LF Énergie

Les systèmes énergétiques existent généralement dans un état « tout-en-un » ou « tout-off », mais la transition vers les énergies renouvelables nécessitera que les réseaux soient plus dynamiques et mieux coordonnés afin qu’ils puissent gérer l’offre et la demande dans des systèmes en évolution rapide, explique Goodman.

« Une grande partie du travail que nous faisons en ce moment consiste à nous assurer que les données sont en mesure de se déplacer et d’être disponibles pour un nombre croissant de systèmes qui utiliseront les données », dit-elle. « Des appareils et des outils qui nous permettront à tous de gérer nos profils énergétiques. »

LF Energy s’appuie sur sa communauté de collaborateurs open source pour trouver des moyens de renforcer la flexibilité des réseaux électriques afin qu’ils soient mieux équipés pour faire face aux sources d’énergie renouvelables intermittentes.

Ce travail nécessitera que les réseaux d’énergie deviennent plus numérisés et moins analogiques, dit Goodman. « Le numérique n’a jamais été aussi important et essentiel lorsqu’on considère l’avenir des réseaux électriques », ajoute-t-elle.

En outre, les réseaux et les systèmes électriques devront devenir beaucoup plus axés sur les données, dit-elle. « Ce que nous pouvons faire, c’est mettre en réseau les métadonnées sur les électrons, ce qui nous donne de plus en plus de flexibilité pour pouvoir gérer l’énergie intermittente.

« Pour la plupart, les prises qui se trouvent dans nos maisons et nos environnements bâtis sont analogiques, donc je pense que nous devons vraiment réfléchir de plus près à ce que ce serait de pouvoir avoir un fil apparié qui non seulement transporte des électrons, mais aussi des données sur ces électrons. »

Transformer numériquement l’infrastructure

Le travail de LF Energy l’a également vu s’inspirer de la façon dont d’autres industries liées aux services publics, telles que les télécommunications, ont cherché à transformer numériquement l’infrastructure qui sous-tend leurs opérations.

« Les télécommunications sont probablement les plus logiques [comparison] Parce que si vous regardez Internet, si vous regardez les télécommunications, si vous regardez le cloud, si vous regardez l’énergie, vous pouvez voir que les systèmes d’alimentation hériteront du travail qui a été fait là-bas – parce que nous cherchons à créer un système d’énergie distribuée en utilisant l’informatique distribuée », explique Goodman.

En approfondissant un peu plus ce sujet, Goodman souligne le travail qu’AT & T a fait autour de la virtualisation des fonctions réseau (NFV), qui a vu le géant des télécommunications établir des plans en 2014 pour que 75% de son réseau mondial soit classé comme étant défini par logiciel et contrôlé d’ici 2020.

Pour AT&T, ce processus lui a permis de remplacer son infrastructure matérielle réseau propriétaire et coûteuse par des kits open source prêts à l’emploi et des technologies de virtualisation de serveurs capables d’héberger les machines virtuelles nécessaires à l’exécution des fonctions réseau nécessaires.

Selon AT & T, cette configuration permet à l’entreprise de répondre plus facilement en temps réel aux fluctuations de la demande de capacité réseau et d’accélérer le temps nécessaire au déploiement de nouveaux services aux clients.

À l’instar de LF Energy, AT&T a sollicité le soutien de la communauté open source pour l’aider à atteindre ses objectifs, avec le entreprise connue pour avoir participé à la Linux Foundation et à l’Open Infrastructure Foundation dans le passé.

« L’inertie est le paradigme dominant du système électrique actuel »

Shuli Goodman, LF Énergie

Il reste à voir si les systèmes énergétiques seront en mesure d’atteindre le même niveau de virtualisation qu’AT & T avec son réseau, mais Goodman dit qu’elle est « tout à fait certaine qu’au moins 50% du problème que LF Energy essaie de résoudre sera numérique ».

En réfléchissant aux débuts de LF Energy, Goodman admet que faire comprendre aux autres la valeur de la transformation numérique des systèmes d’alimentation n’a pas toujours été une tâche facile.

« Je pensais que ce sur quoi nous nous concentrions était une évidence, mais cela s’est avéré très, très compliqué, parce qu’il y a beaucoup d’intérêts particuliers et qu’il y a beaucoup de valeur économique qui est capturée dans l’ancien système énergétique », dit-elle.

« Il y a beaucoup de dette technique, donc ça n’évolue pas vite. L’inertie est le paradigme dominant du système électrique actuel. »

Développant ce point, Goodman dit qu’au cours des premières années d’existence de LF Energy, il est devenu clair que l’organisation était « considérablement en avance sur le marché » en termes de ce qu’elle cherchait à faire.

Français gestionnaire de réseau de transport d’électricité RTE Energy a immédiatement vu la valeur de ce que LF Energy s’efforçait d’atteindre, explique Goodman.

La société s’est associée à LF Energy après qu’un « groupe relativement restreint de ses ingénieurs » a réalisé que sans intervention urgente, il n’y avait aucun moyen de transformer les systèmes électriques assez rapidement pour s’adapter au passage aux énergies renouvelables, dit-elle.

Aujourd’hui, Goodman affirme que l’organisation dispose de « logiciels sur le terrain » en Californie, aux Pays-Bas et au Royaume-Uni, où elle aide à coordonner la demande pour offrir de la flexibilité au réseau.

Ces déploiements sur le terrain comprennent son centre d’énergie verte, OpenGEH, qui est conçu pour être utilisé par les entreprises de services publics qui souhaitent garder un œil sur les niveaux de production et de consommation d’électricité, afin qu’elles puissent déterminer quel serait le meilleur moment pour apporter plus d’énergie renouvelable sur le réseau.

« Cela est utilisé au Danemark, en Estonie, aux Pays-Bas et en Allemagne », explique Goodman, et c’est un exemple de la façon dont la numérisation contribue à accélérer la transition de ces pays vers l’abandon des combustibles fossiles.

Un autre produit qui est également très utilisé dans le domaine par les fournisseurs de services publics en France est connu sous le nom d’OperatorFabric. Il est conçu pour aider les organisations à agréger les notifications de plusieurs applications au sein de leurs systèmes sur un seul écran, afin que ces alertes puissent être traitées.

« C’est le début de LF Energy qui utilise des logiciels open source, des spécifications ouvertes et une conception matérielle ouverte comme une suite d’outils pour aider le monde à aller plus vite, ensemble », ajoute-t-elle.

Effet domino

En plus d’une liste croissante de déploiements dans le monde réel pour les technologies LF Energy, l’organisation a connu un « effet domino » d’organisations souhaitant rejoindre sa communauté de contributeurs et d’utilisateurs, y compris des détaillants à grande surface, des géants de la fabrication et des entreprises technologiques.

La raison en est, dit Goodman, que ces entreprises commencent à réaliser que la façon dont elles gèrent leurs besoins énergétiques influencera énormément la façon dont elles sont en mesure d’atteindre leurs objectifs et leurs engagements en matière de durabilité.

« Chaque entreprise sur cette planète va devoir, d’une manière ou d’une autre, devenir une entreprise d’énergie », dit-elle, « en ce sens que chaque entreprise a besoin d’avoir quelqu’un dont le travail est de réfléchir à ‘ comment mon entreprise consomme-t-elle, fournit et participe-t-elle à la création et à l’utilisation des électrons ? »

Toutes les entreprises du monde se retrouveront sous une pression croissante pour décarboniser leurs opérations afin de minimiser l’impact du réchauffement climatique, ce qui obligera toutes ces entreprises à modifier leurs priorités économiques, dit Goodman, d’autant plus que la hausse des coûts de l’énergie signifie que l’électricité devient une charge de plus en plus importante pour les entreprises.

Par conséquent, ils auront besoin de quelqu’un en place pour s’assurer qu’ils fonctionnent de manière plus éconergétique, tout en veillant à ce que leurs responsabilités environnementales soient respectées.

« Le coût de l’énergie monte en flèche », dit Goodman. « Nous devons accélérer la production et le stockage d’énergie renouvelable et, plus important encore, nous devons modifier radicalement nos priorités en matière d’efficacité énergétique.

« Nous devons penser à partir d’appareils et d’appareils de faible puissance pour des fenêtres, des portes et une isolation plus efficaces. C’est le siècle de l’électron. Nous devons le traiter avec respect. »

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