Utilisation des systèmes blockchain pour le trading de l'électricité
Avec la vague de développement des nouvelles technologies ICT et des énergies renouvelables, les systèmes électriques vont certainement connaitre, au cours des prochaines décennies, d'importantes évolutions de leur architecture obsolète. Les sources décentralisées de production d'électricité seront un des moteurs majeurs de cette évolution des systèmes électriques qui transformera complétement le modèle du système électrique à organisation hiérarchisée centralisée, assurant des flux unidirectionnels d'électricité de la production vers le consommateur, et de la haute tension vers la basse tension. Comme la réalisation des objectifs de réduction à zéro des émissions de gaz à effet de serre prennent forme et sont en train d'être repris par tous les pays du monde, on ne peut pas escompter un ralentissement de l'intégration des productions décentralisées d'électricité. Ceci va aussi de pair avec le développement de technologies de production d'énergie de plus en plus largement accessibles aux consommateurs, dont on peut attendre qu'elles accélèrent cette intégration. De ce fait, on rencontre souvent des problèmes dans les systèmes de distribution et il est clair qu'une modernisation des systèmes électriques est nécessaire pour suivre le développement de ces technologies. La technologie qui aura probablement l'impact le plus fort sur la modernisation des systèmes électriques est la technologie blockchain qui, combinée au paradigme du smart grid (réseau intelligent), va permettre de changer complètement la façon de gérer le système électrique, et d'optimiser son efficience.
Membres
Chef de file
(AU)
D. BOWKER
Secrétaire
(US)
A. VENKATESWARAN
DR. F. MOHAMMADI (CA), A. AL GARNI (SA), M.VUKOBRATOVIC (HR), C. LIMA (US), F. RAHIMI (US), I. FERREIRA (CO), D. BOSNJAK (HR), H. AGABUS (EE), P. AGARWAL (IN), S. JAIN (IN), S. MIKULICH (AU), V. FRANCISCO (AU), T. SAWA (JP), U. CALI (NO), V. BEREZOVSKY (RU), H. DAVIS (US), S. MUKHERJEE (IN), G. KARLOVSEK (SI), A. BARAKAT (AU), V. BHANDARI (AU), I. OSTHEIMER (HR), DR J. GREEN (AU)
Le Comité d'Etudes "Marché et Régulation" de CIGRE avait à l'origine créé un Groupe de Travail (GT) qui avait étudié les applications de la technologie blockchain et publié en 2020 la Brochure Technique (BT) "The role of blockchain technologies in power markets”, qui avait aussi fait l'objet d'un rapport présenté à la Session Paris 2022 sous le titre “The Applications of Blockchain Technologies to Energy Markets”. Le présent article rapporte des éléments issus des travaux de ce même GT, mais plus centrés sur le sujet du trading de l'énergie électrique.
La BT donne une vue d'ensemble des travaux de recherche les plus récents et des projets d'application de la technologie blockchain dans les systèmes électriques, et plus particulièrement pour le trading d'énergie. L'analyse présente les avantages et inconvénients de certaines solutions proposées. Il est important de souligner que la technologie blockchain est une technologie très jeune et que ses applications n'ont pas été complètement explorées, mais il ressort clairement de cette revue que le nombre des publications académiques sur ce sujet est chaque année en augmentation. Ces publications portent pour la plupart sur des sujets du type simulation, ce qui veut dire qu'il n'y a aujourd'hui qu'un petit nombre d'applications réelles en exploitation. Néanmoins il en existe encore un bon nombre qui ont été testées dans des environnements réels et qui ont montré des résultats positifs. La difficulté du test de ces systèmes dans un contexte d'exploitation réelle vient de ce que le système électrique apporte un service essentiel aux clients des secteurs résidentiel, commercial et industriel. Il n'y a donc pas de place pour les erreurs, et en plus la mise en place de l'essai implique des investissements élevés, les systèmes électriques étant parmi les systèmes les plus étendus du monde.
Pour atteindre une mise en place complètement effective de la technologie blockchain, et obtenir des résultats positifs pour le système électrique, il faut installer des compteurs intelligents dans tous les foyers. La technologie blockchain accroît intrinsèquement la protection des données des clients et la confidentialité des utilisations, et laisse peu de vulnérabilité aux cyber attaques. Elle permet des échanges d'énergie entre pairs au niveau du réseau de distribution, ce qui à son tour est positif à la fois pour les utilisateurs du réseau et pour l'ensemble du système électrique. Il apporte en premier lieu la possibilité d'intégrer toutes les sources d'énergie décentralisées, ce qui fait que presque toute l'énergie disponible est consommée à proximité du lieu de production, et que les flux inverses de puissance sont réduits. La production et la consommation locales conduisent à des pertes en ligne réduites et, au-delà, à des pertes réseau en baisse parce que le transport d'énergie sur de longues distances n'est pas nécessaire. La mise en œuvre de ce type de système permet une gestion de la charge précise et rapide, par le biais de mécanismes tels que la réponse de la demande, la réduction du ratio entre puissance de pointe et puissance moyenne (PAR), la planification de la production et de la consommation par la réponse de la demande, etc.
Le GT a défini un ensemble de critères de sélection des projets. Un des plus importants est que les projets soient opérationnels et traitent des transactions financières réelles. 23 projets dans 14 pays ont été identifiés, et il a été procédé à l'analyse des produits négociés, des technologies blockchain mises en œuvre et des fonctions concernées. Une analyse détaillée est disponible dans la BT.
Bien que la technologie blockchain soit encore jeune, elle offre de nombreuses possibilités qui sont intéressantes pour le système électrique du futur. Pour que cette technologie se développe avec succès et aide les gouvernements de par le monde à mettre en place des économies décarbonées, il faudra définir un environnement réglementaire précis, d'une part, et engager des investissements additionnels, des recherches et des essais sur des systèmes en exploitation, d'autre part.
In order for the implementation of the blockchain technology to fully come to life, and bring positive effects on the power system, it is necessary to install smart meters in all households. Blockchain inherently increases the protection of customer data and the privacy of users and delivers a very small possibility of cyber-attacks. This system also supports peer to peer energy exchange at the distribution level, which in turn has additional benefits for both system users and the power system as a whole. First of all, it brings the possibility of further integration of distributed energy sources so that almost all the energy will be consumed at the place of production and reverse power flows will be reduced. Local production and consumption entail less line losses and losses in the power system because the transmission of energy over long distances is not required. The implementation of such systems allows precise and timely load management through mechanisms such as demand response, reduction of the ratio of peak to average ratio (PAR), generation and consumption planning on the demand side, etc.
The working group developed a set of criteria for selecting projects. The most significant one was that projects should be operational and deal in real financial transactions. 23 projects were identified from 14 countries and analysis was undertaken on the products traded, blockchain technology used and the functions supported. A detailed analysis is provided in the Technical Brochure.
Although blockchain is still a young technology, it offers many possibilities that are beneficial for the power system of the future. For this technology to develop successfully and to assist governments around the world in achieving carbon free economies, a clear regulatory environment is required as well as additional financial investments and research and testing on operational systems.
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