La transition énergétique, comme dans le passage des énergies fossiles aux énergies renouvelables, continue de progresser en Allemagne. L’accent est désormais mis sur la réduction de la consommation d’énergie et des émissions de CO2. Le projet commun ZO.RRO (Zero Carbon Cross Energy System) vise à parvenir à un approvisionnement énergétique totalement sans CO2 pour l’État libre allemand de Thuringe. Pour ce faire, les partenaires du projet étudient les réseaux électriques, thermiques et gaziers. C’est ce que les experts de ces domaines appellent le couplage sectoriel.

L’aspect nouveau de ce projet est qu’auparavant, les projets se concentraient principalement sur la fourniture d’énergie, les interactions avec les services des systèmes n’étant pas prises en compte. Cependant, des analyses scientifiques montrent que 20 % des émissions de CO2 sont causées par les services des systèmes, indispensables au fonctionnement stable des systèmes énergétiques, et que ceux-ci peuvent être à nouveau exploités en toute sécurité, même après des dysfonctionnements.

Mélange optimal pour la Thuringe

Des chercheurs de la division AST de l’ingénierie des systèmes appliqués de l’Institut Fraunhofer d’optronique, de technologies système et d’exploitation d’images (IOSB) en Allemagne développent un écosystème informatique complexe de solutions matérielles et logicielles pour la Thuringe. Dans un premier temps, ils mettent également en place un mix technologique optimal pour la Thuringe.

Ci-après une vidéo en anglais parlant de ce projet :

Cela signifie que les services système peuvent être conçus pour être sans CO2 en exploitant le couplage sectoriel du chauffage, du gaz et de l’électricité. Ceci est basé sur un scénario innovant qui est caractérisé par des systèmes d’énergie renouvelable et des technologies de stockage et d’hydrogène, ainsi qu’un scénario plus prudent qui inclut les centrales électriques au gaz et au gaz dans le calcul.

Ce modèle d’optimisation identifie les technologies qui devraient idéalement être installées dans un futur parc technologique en Thuringe, à condition qu’elles émettent le moins de gaz à effet de serre possible.

Écosystème informatique pour zéro émission

L’équipe de recherche de Fraunhofer IOSB-AST IT Systeme se concentre principalement sur la surveillance des émissions de CO2 actuelles. Mais ils étudient également la gestion des options flexibles pour les opérateurs de l’entreprise. S’ils veulent réduire au minimum les rejets mondiaux de gaz à effet de serre, il faut des systèmes informatiques capables de maîtriser les interactions dynamiques complexes des systèmes d’approvisionnement en énergie qui sont principalement basés sur les énergies renouvelables. En plus d’assurer un fonctionnement sûr et fiable à tout moment, déclare Juliane Sauerbrey. Elle est une collègue de Steffi Naumann dans le projet ZO.RRO. Ils peuvent également être utilisés, par exemple, pour visualiser des prévisions d’émissions de CO2 basées sur la planification de la consommation d’énergie du système d’approvisionnement et des entreprises qui seront approvisionnées en cette énergie.

La chercheuse et son équipe intègrent divers matériels et logiciels dans un écosystème informatique complexe. Par exemple, un système de capteurs de la ZO.RRO Box indique la quantité d’électricité et de gaz utilisée. Cette utilisation est convertie en son équivalent CO2. Cela permet à son tour de tirer des conclusions sur les émissions actuelles de CO2. De plus, il existe une base de données et un outil de surveillance du CO2 qui transmet l’empreinte CO2 actuelle à un système de gestion. Cela signifie que les opportunités d’optimisation des opérations sont visibles plus tôt. L’avantage de cette surveillance en temps réel est que les plus grandes sources de CO2 peuvent être identifiées. Les entreprises en bénéficieraient également sur le plan financier puisqu’elles peuvent minimiser leurs émissions de CO2 en économisant sur les coûts des certificats CO2 qui seraient autrement encourus.

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