Succès d’un projet pilote d’autoconsommation collective basée sur la blockchain en Suisse

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Fin janvier, le projet de marché local de l’électricité mené par les universités ETH Zürich et de St. Gallen, en Suisse, a achevé avec succès sa phase de terrain.

Pendant un an, 37 foyers de la commune de Walenstadt, dans le canton de Saint-Gall, ont échangé de l’électricité solaire produite localement par 28 centrales (290 kWc de capacité totale), via une plateforme basée sur la technologie de la blockchain, gérant eux-mêmes l’achat et la vente de l’énergie. Différents modes de fixation des prix ont été testés pendant cette expérimentation.

Dans le cadre de ce projet, nommé « Quartierstrom » et soutenu par l’Office fédéral de l’énergie (OFEN), le fournisseur d’énergie local Wasser- und Elektrizitätswerk Walenstadt (WEW) a mis à disposition son réseau de distribution, a acheté le surplus de production d’énergie solaire et a approvisionné en électricité les foyers lorsque c’était nécessaire.

Un taux d’autoconsommation doublé

Avant la mise en place du marché local, le taux d’autoconsommation de l’énergie solaire s’élevait à 33 %. Un an après, il a presque doublé, atteignant 60 %. Les ménages participants ont été très actifs, soulignent les responsables du projet.

Les prix d’achat et de vente de l’électricité : deux modèles

Ce projet pilote a également permis d’expérimenter différents modèles économiques : un premier modèle permettait aux acheteurs et vendeurs de déterminer eux-mêmes les prix de l’électricité, tandis que les prix étaient fixés automatiquement dans le second modèle.

Modèle 1 : Les vendeurs d’électricité solaire ont eu la possibilité de fixer le tarif minimum de vente et les acheteurs de déterminer le prix maximum d’achat. À l’issue de l’expérimentation, il s’est avéré que les prix maximums fixés pour l’achat n’étaient pas tellement supérieurs à ceux de l’électricité du réseau, alors que, lors d’enquêtes précédant le projet, beaucoup s’étaient déclarés prêts à payer plus pour l’énergie solaire que pour l’électricité conventionnelle.

Finalement, « en moyenne, les participants étaient prêts à payer près de 19 centimes par kilowattheure, ce qui est inférieur aux 20,75 centimes que coûte l’électricité du réseau. » Dans l’ensemble, moins de 10 % des offres étaient supérieures à ce tarif, précisent les responsables du projet.

De leur côté, les foyers équipés de systèmes solaires ont demandé environ 7 centimes/kWh en moyenne, alors que le tarif d’achat proposé par WEW s’élevait à 4 centimes/kWh pour l’électricité réinjectée sur le réseau.

Modèle 2 : Pendant un mois, le prix de l’électricité a été fixé automatiquement selon des critères de disponibilité de l’énergie solaire. Au cours de cette période, toute l’électricité solaire a été utilisée, contrairement au premier modèle où il restait toujours un volume d’électricité invendu dû au décalage entre les prix d’achat et de vente souhaités.

À la fin de l’expérimentation, plus de la moitié des foyers ont déclaré préférer le modèle où le prix est fixé automatiquement.

« Sur la base de notre expérience, nous ne considérons pas qu’une fixation individuelle des prix pour un marché local de l’électricité soit décisive à l’avenir », en conclut Verena Tiefenbeck, une chercheuse du laboratoire Bits to Energy Lab de l’ETH de Zurich, qui a suivi le projet.

Stabilité de la blockchain

Sur le plan technique, la partie software basée sur la blockchain a fonctionné sans problème, les responsables du projet indiquant que la capacité était tout de même à son maximum en termes de nombres d’installations solaires (28 centrales). Le nombre de consommateurs aurait toutefois pu être augmenté : « Le système pourrait fonctionner correctement avec 600 consommateurs purs ou autres tels que des piles ou des systèmes de charges », précisent les chercheurs, soulignant également que, pour élargir le projet, il serait bien sûr possible de créer plusieurs blockchains destinées à différents quartiers, qui pourraient échanger à leur tour de l’électricité entre eux.

Toutefois, si la partie software a été satisfaisante, la partie hardware a montré des faiblesses : il aurait fallu utiliser des compteurs intelligents (smart meter) avec un processeur d’application intégré, jugent les chercheurs. Au lieu de cela, des Raspberry PI ont été utilisés, dont les cartes SD étaient défaillantes.

Aux détracteurs de la blockchain, les experts précisent que le mécanisme “privé” mis en œuvre ne nécessite pas de grande capacité de calcul. Les ordinateurs servant de compteur intelligent et de nœud blockchain ont utilisé 3300 kWh d’énergie, représentant 4 % du volume du marché local d’électricité.

Sensibilisation

Pouvant surveiller leur consommation et leur production d’électricité en temps réel, les participants ont montré une nouvelle sensibilité à leur utilisation d’énergie. « De nombreux participants ont indiqué qu’ils utilisaient davantage leurs appareils électriques lorsque le soleil brillait », précisent les responsables du projet, les tarifs bas ou élevés perdant un peu de leur sens.

Selon Christian Dürr, le directeur de WEW, « les participants ont développé une certaine compréhension du marché de l’énergie, ils contribuent ainsi à équilibrer l’offre et la demande. Cela permet de soulager l’infrastructure et l’électricité excédentaire est utilisée de manière sensée ». Il précisait également qu’« après un scepticisme initial, l’industrie de l’énergie a également montré un grand intérêt et voit un grand potentiel de développement. »

La suite

Le projet Exnaton, une spin-off de Quartierstrom développée par des membres de l’ETH Zurich, poursuivra le développement de la plateforme pour la rendre commercialisable, et proposera des options supplémentaires telles que la possibilité de préciser à quel vendeur l’on souhaite acheter l’électricité.