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BROOKLYN – décryptage d’une smart grid utilisant la blockchain

Energystream se propose d’analyser trois smart grid emblématiques de la transition énergétique en cours vers des systèmes énergétiques décentralisés. Au-delà du buzz dans les médias, c’est l’occasion de rentrer en profondeur dans chaque smart grid, enfin d’en comprendre les tenants et les aboutissants. Cette semaine, Energystream vous présente la smart grid de Brooklyn, à New York.

 

Brooklyn Microgrid : de quoi s’agit-il ?

Brooklyn Microgrid (BMG) est un projet de système électrique décentralisé communautaire à l’échelle d’un quartier. Le projet est soutenu par l’Etat de New-York, via New York State Energy Research and Development Authority (NYSERDA). Les objectifs annoncés du projet sont de favoriser le développement de microgrids afin d’améliorer la résilience du réseau électrique face aux catastrophes naturelles, développer localement les énergies renouvelables et favoriser l’efficacité énergétique ainsi que le «Demand Response».

 

Qui impulse le projet ?

Le projet est développé par la joint-venture TransActive Grid composée des deux jeunes entreprises : Lo3 Energy, une société de conseil développant des systèmes décentralisés dans l’énergie et l’environnement, et ConsenSys, une startup qui développe des applications sur la technologie blockchain. Deux autres acteurs jouent un rôle clé dans ce projet : ConEdison, fournisseur local disposant d’un grid traditionnel auquel se rattache BMG, et CLEAResult qui propose des solutions d’efficacité énergétique aux particuliers et entreprises.

 

Comment ça marche ?

Le projet de réseau de distribution physique BMG se divise en deux parties :

–         Producteurs/consommateurs équipés de panneaux photovoltaïques (PV) pouvant être éventuellement couplés à des systèmes de stockage et/ou de cogénération ainsi que des générateurs gaz/diesel (6 MW de puissance potentielle)

–         Bâtiments Consommateurs divisés en trois groupes selon leur degré de criticité : d’abord les hôpitaux ou bâtiments publiques, puis les pharmacies et commerces, et enfin les bâtiments résidentiels.

Dans un 1er temps, BMG permettra de fournir de l’énergie en cas de coupure généralisée et maintenir les bâtiments alimentés selon leur degré de priorité. L’échange entre producteur et consommateur se fait à l’aide de smart contrats s’appuyant sur la technologie Blockchain Ethereum qui offre un registre infalsifiable et décentralisé des transactions. La joint-venture s’efforce de raccorder progressivement de plus en plus de bâtiments, qui s’élèvent à plus de 130 aujourd’hui.smartgrid-650

Quelle est la trajectoire du projet ?

Le développement de Brooklyn Microgrid se fait en trois étapes.

La première étape, atteinte, a pour objectif de créer un marché local d’énergie. Il s’agit donc de permettre d’échanger de l’énergie et de lui attribuer un prix, de façon directe et locale. Pour cela, il a fallu multiplier les compteurs (smart meters) et valoriser l’énergie produite grâce à un système de jetons. Si un producteur/consommateur produit davantage d’énergie verte qu’il n’en consomme, alors il dispose d’un excédent d’énergie. Ce surplus est revendu sur le réseau, en échange de jetons. Ces jetons sont ensuite échangeables localement. Ils constituent une monnaie locale d’énergie, avec un fonctionnement similaire au Bitcoin.

La deuxième étape, en cours, cherche à enrichir le système, et améliorer sa puissance. Le prix des jetons ne doit plus seulement prendre en compte le nombre de kWh revendus sur le réseau, mais également intégrer la part de renouvelable, et la réputation du vendeur.

En plus des 150 habitations actuellement connectées, 230 habitations sont déjà en attente de raccordement à la Micro Grid. Cette croissance implique un volume de transactions beaucoup plus élevé. John Lilic, Directeur des opérations de ConsenSys, explique que Ethereum est public depuis 15 mois, mais reconnait que la technologie reste assez lente, et dans sa phase préliminaire. Il prévoit donc d’investir en R&D pour améliorer la rapidité de gestion des transactions. À terme, il espère que Ethereum sera suffisamment puissant pour traiter des centaines de milliers de transactions par seconde.

La troisième étape, à venir, disposera d’un système intelligent distribué et autonome. À terme, BMG semble ambitionner de proposer à ses membres et aux institutions locales une alternative face aux fournisseurs d’énergie traditionnels comme ConEdison. En effet, New York expérimente aujourd’hui le « Community Choice Aggregation ». Ce modèle encourage le développement de communautés énergétiques en laissant la possibilité aux gouvernements locaux d’acheter leur électricité aux communautés locales. Ce système permettrait à des initiatives comme BMG de se poser en réel concurrent face aux acteurs traditionnels de l’énergie.

D’ici là, la Micro Grid du quartier de Brooklyn aura atteint une échelle critique. La communauté pourra gérer elle-même le réseau de façon autonome, mais pas en autarcie. Elle pourra donc ponctuellement acheter de l’énergie ou revendre l’excédent local au réseau régional ou national. La technologie sera basée en open-source, générera en temps réel des données accessibles à tous les utilisateurs, et garantira un niveau de protocole de sécurité cryptographique digne des systèmes de cyber sécurité militaires.

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Où est l’innovation dans tout ça ?

Produire de l’énergie localement n’a rien de particulièrement nouveau, ou spécifique au cas de Brooklyn. Des milliers de smart grids apparaissent dans le monde, alors en quoi Brooklyn représente une expérience énergétique singulière ?

D’abord, la désintermédiation. Les transactions de jetons d’énergie sont réalisées directement en peer-to-peer, sans intermédiaire centralisé, ce qui rend le système plus efficace et efficient. Les coûts de transactions sont faibles, et indépendant des volumes échangés : peu importe que la transaction corresponde à la valeur d’un panneau solaire ou à celle d’une centrale solaire de 500 MWh. Cela coûte au système la même quantité d’énergie et de frais généraux.

Ensuite, la transparence. Ethereum offre une vision commune et partagée d’une même réalité.

Enfin, la sécurité et la fiabilité. Une fois un bloc de transaction créé, il est impossible de l’altérer car il faudrait le consentement de tous les utilisateurs de la chain. Pour modifier le système, il faudrait donc hacker chaque utilisateur, et de façon simultanée. C’est (presque) mission impossible.

 

Conclusion

Brooklyn Micro Grid n’est pas encore un projet complètement abouti, et sert pour l’instant de laboratoire à une technologie prometteuse. Force est de constater une réelle dynamique sociale, compte tenu de l’engouement des habitants du quartier. Ce qui attire ici, ce n’est pas tellement la technologie utilisée, mais plutôt la dimension collaborative et communautaire du projet. N’est-il pas sympathique, en effet, de savoir que lorsque je pars en vacances, l’énergie produite sur mon toit servira à alimenter le réfrigérateur de mon voisin ?

Sur le papier, le projet est donc vraiment intéressant, mais aucun résultat tangible n’est encore disponible au public, et de nombreuses questions restent ouvertes. Quel est le volume réel échangé sur la Micro Grid ? Est-ce que cela représente une part significative de la consommation totale ? Qui gère le réseau et son équilibre ? Se fait elle automatiquement ou bien est-ce l’objectif à terme ? Quel est la place de l’aspect Demand Response du projet ? Le prix de l’énergie est-il librement fixé ou le consommateur peut-il le fixer lui-même ? Et une génération d’énergie au gaz est-elle incluse dans BMG ?

Quoi qu’il en soit, la Micro Grid de Brooklyn préfigure sans doute les systèmes énergétiques de demain. Les citoyens consommeront une énergie de source renouvelable, et produite localement. À l’échelle du quartier ou de la communauté, ils pourront gérer de manière autonome leur production et consommation d’énergie.

Dans cette perspective, les énergéticiens traditionnels devront bientôt devoir faire face à de nouveaux concurrents : les communautés.  Dès lors, il est critique d’adopter une stratégie en rupture avec les modèles énergétiques centralisés traditionnels. Ainsi, en Allemagne par exemple, RWE accompagne déjà des projets de Micro Grid semblables à celui de Brooklyn, avec un partenariat avec la start-up Slock.it sur les bornes de recharge électriques. Au lieu de se poser en opposant réfractaire au changement, soucieux de conserver des positions acquises au siècle précédent, RWE à ici l’intelligence d’être acteur d’un changement inéluctable. Les smart grids offrent en fait une opportunité de relais de croissance pour les énergéticiens. Aider les citoyens à mieux consommer de l’énergie, via des smart contracts par exemple, fait sens économiquement et socialement.

Enfin, les énergéticiens peuvent accompagner les pays émergents d’Afrique dans la création de réseaux énergétiques distribués et intelligents. La start-up Grid Singularity cherche par exemple à développer la blockchain pour sécuriser les transactions énergétiques en Afrique. Cette démarche serait comparable à celle connue avec la téléphonie mobile, qui a permis de se passer d’un réseau centralisé lourd et coûteux.

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