C’est une situation insolite qu’ont vécue les habitants de l’État de Californie, le 11 mars dernier. Selon les statistiques officielles de l’Agence d’Information de l’Energie (EIA), structure gouvernementale rattachée au Département américain de l’énergie, la production solaire californienne a été tellement élevée que les prix de l’électricité ont été négatifs pendant plusieurs heures. Prouvant ainsi que malgré la politique environnementale de son président, les États-Unis d’Amérique accordent de plus en plus de place (et de confiance) aux énergies renouvelables. Explications.

L’offre d’électricité supérieure à la demande

Le 11 mars dernier, entre 11h et 14h, les installations photovoltaïques californiennes ont généré 4 GWh d’électricité renouvelable soit plus de 40% de l’électricité produite dans cet État. Selon les données publiées par l’EIA, et repris par les journalistes du Quartz, ce volume électrique totalement respectueux de l’environnement a permis de couvrir intégralement les besoins en électricité de 1.800 citoyens américains.

La situation est d’autant plus exceptionnelle que pendant ce laps de temps de 3 heures, les tarifs de l’électricité sont passés en négatif. Ce phénomène inhabituel ne se produit que dans un cas de figure particulier : lorsque l’offre d’électricité dépasse la demande.  Cela ne signifie pas pour autant que les consommateurs américains ont pu bénéficier d’une électricité gratuite, ni qu’ils ont payé leurs factures moins chères : les prix de gros de l’électricité négociés par les énergéticiens américains n’ont en effet que peu d’impact sur le montant des factures individuelles.

Le printemps est une saison propice à ce phénomène de prix négatifs, lorsque les ménages consomment moins et que les conditions météorologiques sont propices à la production. L’énergie solaire est en effet produite de manière plus abondante que lors des autres saisons (grâce à un bon taux d’ensoleillement) alors que les besoins en électricité de la population restent « raisonnables » par rapport à l’hiver (où les besoins en chauffage sont importants) et à l’été (caractérisé par l’usage intensif de climatisation).

Le stockage de l’électricité : un enjeu majeur pour le développement du solaire

La situation n’est cependant pas avantageuse pour les producteurs d’énergie. Les énergies renouvelables sont « non flexibles » : stopper et relancer leur production est un processus coûteux pour les exploitants, qui impacte directement le prix du kilowattheure et donc sur la compétitivité de l’électricité propre. Cette caractéristique est d’autant plus pénalisante que ces énergies propres sont également intermittentes : dépendantes des conditions météorologiques, il est très difficile de prévoir leur production et donc d’anticiper le phénomène de « prix négatifs de l’électricité ».

Les énergéticiens conventionnels sont également concernés : lorsque la production est supérieure à la demande, les exploitants de centrales thermiques ou nucléaires doivent en effet mettre leurs installations à l’arrêt pour ne pas vendre à perte leur électricité.

Le stockage de l’électricité est, à ce titre, un enjeu central du développement de l’énergie solaire (et de l’énergie renouvelable d’une manière générale). « C’est le chaînon manquant en vue de l’adoption du solaire à grande échelle et de la pleine crédibilité pour la filière. Un meilleur stockage permettrait de surmonter les barrières qui limitent l’intégration du photovoltaïque à large échelle, comme l’intermittence et la variabilité, d’éviter la volatilité des prix sur les marchés de l’électricité et de contribuer à avoir un réseau plus fiable et sécurisé », estime Veronica Bermudez, experte en matériaux et dispositifs photovoltaïques.

Quel mix électrique pour la Californie ?

Les énergies décarbonées occupent une place importante dans le mix électrique de la Californie : en 2016, la part des énergies propres était majoritaire avec 51,9%, malgré une part importante des combustibles fossiles polluants (48,2%). Les énergies respectueuses de l’environnement sont, par ordre d’importance dans le mix électrique californien : l’hydraulique (14%), le solaire photovoltaïque (12,1%), le nucléaire (9,1%), la géothermie (6%), l’éolien (6,6%) et le solaire thermodynamique (1,2%).

La part des énergies renouvelables dans le secteur de la production d’électricité californienne s’élève à 42,7%. Un chiffre très largement supérieur à la moyenne nationale (15,3%). La Californie se classe au premier rang des États américains en ce qui concerne la production d’électricité à partir de biomasse, de géothermie et d’énergie solaire. Elle se trouve sur la 4ème place du podium des producteurs d’hydroélectricité.

Comme l’ensemble des régions situées au Sud-Ouest des États-Unis, la Californie bénéficie d’un excellent potentiel solaire : une importante partie du territoire affiche un potentiel qui dépasse les 7 kilowattheures d’électricité produit au mètre carré par jour. En 2016, les centrales solaires américaines ont généré 25.011 GWh d’électricité.