Centrale hybride · Glossaire

Une centrale hybride est une installation de production d'électricité ou un ensemble d'installations comprenant plusieurs composants techniques exploités conjointement. Il peut s'agir, par exemple, d'énergie éolienne, de photovoltaïque, de stockage par batterie, d'électrolyseurs ou de consommateurs pilotables. La simple proximité géographique ne suffit pas à justifier cette notion. Ce qui est déterminant, c'est le couplage technique, économique ou opérationnel des installations. Sont typiques un point de raccordement au réseau commun, un pilotage commun et une stratégie d'exploitation qui coordonne production, stockage et conversion. Il n'existe pas en Allemagne de définition légale générale de cette notion. Le droit du soutien connaît toutefois, avec la combinaison d'installations des appels d'offres d'innovation, un cas particulier étroitement défini.

Les grandeurs caractéristiques sont les mêmes que pour les installations individuelles. Les installations de production sont décrites par leur puissance électrique en kilowatts ou en mégawatts. Un stockage dispose en outre d'une quantité d'énergie qu'il peut absorber, exprimée en kilowattheures ou en mégawattheures. Un électrolyseur est décrit par sa puissance électrique absorbée. Il ne produit pas d'électricité, mais en consomme pour produire de l'hydrogène. Un chiffre de puissance unique décrit donc difficilement une centrale hybride. Exemple : 100 mégawatts de photovoltaïque, 60 mégawatts d'éolien et un stockage par batterie de 40 mégawatts et 80 mégawattheures. Le stockage peut donc charger ou décharger à pleine puissance pendant environ deux heures. Cette installation se comporte tout autrement qu'une installation de même puissance totale sans stockage. S'y ajoute la puissance de raccordement au réseau, souvent inférieure à la somme des puissances installées.

Distinction par rapport aux notions voisines

Une centrale hybride se distingue de la centrale virtuelle avant tout par le couplage physique. Une centrale virtuelle regroupe, au moyen de technologies de communication, des installations réparties géographiquement et les pilote ou les commercialise ensemble. Une centrale hybride, en revanche, est le plus souvent reliée par un site, un raccordement au réseau ou une infrastructure communs. La frontière n'est pas toujours nette. Pour la classification, il importe de savoir si le couplage a des répercussions sur le raccordement au réseau, le mode de fonctionnement et la commercialisation.

Une centrale combinée est elle aussi autre chose. Dans la technique des centrales, ce terme désigne le plus souvent une centrale à turbine à gaz et à vapeur. La chaleur résiduelle de la turbine à gaz y est utilisée pour produire de l'électricité supplémentaire. Dans le débat sur la transition énergétique, le terme a cependant aussi été employé pour des ensembles d'installations renouvelables. Il convient donc de tenir compte du contexte concerné. Pour la centrale hybride au sens actuel, il s'agit moins du rendement d'une machine isolée. Au premier plan se trouvent la disponibilité de l'électricité dans le temps, l'utilisation de la capacité du réseau et la réaction aux prix du marché.

Un parc solaire à côté d'un parc éolien n'est pas en soi une centrale hybride. Il ne le devient que si les deux installations sont reliées par des règles techniques communes, un concept de comptage coordonné, une limitation commune d'injection ou une commercialisation commune. La notion est apparentée au cable pooling, c'est-à-dire l'utilisation d'un même raccordement au réseau par plusieurs installations. Le cable pooling ne décrit toutefois que le côté du raccordement et non une conduite d'exploitation commune.

Pourquoi la combinaison est techniquement pertinente

Les installations éoliennes et solaires produisent de l'électricité à des moments différents. L'électricité solaire n'est produite que de jour, avec un pic au semestre d'été. En Europe centrale, l'électricité éolienne est souvent plus abondante au semestre d'hiver ainsi que la nuit. Les deux profils ne se complètent pas parfaitement, mais en général mieux que deux installations de la même technologie. Un raccordement au réseau commun est ainsi utilisé durant davantage d'heures de l'année.

Un raccordement au réseau est rare et coûteux. Il est dimensionné pour une puissance maximale, non pour une quantité annuelle d'électricité. Une installation purement photovoltaïque n'utilise pleinement son raccordement que pendant quelques heures très ensoleillées. Si l'on ajoute de l'éolien ou un stockage, on utilise plus souvent le même raccordement. La puissance installée peut alors dépasser la puissance de raccordement. On parle de surdimensionnement (« Überbauung »). Si toutes les installations produisent beaucoup en même temps, une partie doit être écrêtée, stockée ou utilisée sur place.

En Allemagne, le surdimensionnement est expressément réglementé pour les installations relevant de la loi sur les énergies renouvelables (EEG) depuis ce que l'on appelle la loi « Solarspitzengesetz » de février 2025. Selon le § 8a EEG 2023, les gestionnaires de réseau et les exploitants d'installations peuvent conclure une convention de raccordement flexible. Elle limite l'injection maximale de puissance active au raccordement. L'exploitant de l'installation doit respecter cette limite techniquement à tout moment. Si des installations ou des stockages d'autres exploitants sont déjà raccordés au même point de raccordement, leur accord doit être réglé. En principe, les gestionnaires de réseau ne sont pas tenus de conclure une telle convention. Dans certains cas, ils doivent toutefois examiner cette possibilité. Un écrêtage délibérément prévu de faibles quantités d'énergie peut être judicieux s'il permet de mieux utiliser un raccordement rare.

Stockage, électrolyseur et utilisation flexible

Un stockage par batterie dans une centrale hybride peut absorber des pics d'injection et compenser des erreurs de prévision à court terme. Il peut en outre déplacer de l'électricité vers des heures à plus forte valeur de marché. Il rend la production dépendante de la météo plus pilotable, mais seulement sur quelques minutes à quelques heures. Cela devient pertinent pour l'exploitation du réseau lorsque le stockage fournit de la puissance de réglage ou réagit à des congestions du réseau, et que des règles et incitations appropriées existent à cet effet.

Un électrolyseur remplit une autre fonction. Il absorbe de l'électricité et produit de l'hydrogène. Celui-ci peut être utilisé comme matière, stocké ou reconverti en électricité. La reconversion en électricité n'est judicieuse que dans certains cas en raison des pertes de conversion élevées. Plus souvent, l'utilité réside dans l'approvisionnement de l'industrie, de la chimie et des raffineries. Dans une centrale hybride, un électrolyseur peut utiliser des pics de production qui seraient sinon écrêtés. Sur le plan économique, il a toutefois généralement besoin de nombreuses heures de fonctionnement. L'électricité excédentaire, elle, n'est disponible que par moments. Que l'électrolyseur soulage les réseaux ou soutire de l'électricité supplémentaire aux heures de tension dépend du pilotage, des règles de prix, des conditions de raccordement au réseau et des obligations de livraison. Il en va de même pour les batteries qui fonctionnent exclusivement selon les prix de bourse.

Classification juridique en Allemagne

Le concept apparaît le plus nettement dans les appels d'offres d'innovation au titre du § 39n EEG. L'ordonnance correspondante sur les appels d'offres d'innovation (Innovationsausschreibungsverordnung) s'applique jusqu'à fin 2028. Seules les offres portant sur des combinaisons d'installations y sont admises. Une combinaison d'installations se compose de plusieurs installations utilisant différentes énergies renouvelables ou d'installations associées à des stockages. Au moins un composant doit être de l'éolien terrestre ou du solaire. En outre, la combinaison doit injecter via un point de raccordement au réseau commun. Un stockage ne peut absorber que de l'électricité provenant des autres parties de l'installation. Sa puissance doit représenter au moins 25 pour cent de la puissance totale, et il doit pouvoir charger à puissance nominale pendant au moins deux heures. Les combinaisons sans stockage doivent être techniquement en mesure de fournir de la puissance de réglage secondaire positive pour au moins 25 pour cent de leur puissance. Sinon, la prime de marché est supprimée. En cas de prix négatifs sur le marché spot, le droit au soutien tombe à zéro. Ces règles ne s'appliquent qu'à ces appels d'offres et non de manière générale à toute centrale hybride.

En dehors de ces appels d'offres, chaque composant est soumis à ses propres règles en matière de soutien, de comptage, de raccordement au réseau et de rôle sur le marché. Il est particulièrement important de savoir d'où un stockage tire son électricité. Selon le § 19 EEG, il existe trois options pour l'électricité stockée temporairement. Avec l'option d'exclusivité, le stockage ne charge que de l'électricité renouvelable. L'option de délimitation permet un fonctionnement mixte, dans lequel la part éligible au soutien est déterminée selon une décision de l'Agence fédérale des réseaux (Bundesnetzagentur). L'option forfaitaire est adaptée aux petites installations solaires. L'option choisie influe sur le décompte, les garanties d'origine, l'éligibilité au soutien ainsi que sur les prélèvements et redevances. Un raccordement au réseau commun simplifie donc les lignes et les postes de transformation, mais exige un concept de comptage précis.

Classification économique

Les centrales hybrides répondent à un système électrique dans lequel les profils de production, les prix de marché, les capacités de réseau et les surfaces deviennent toujours plus importants. En cas de forte injection solaire simultanée, le photovoltaïque obtient souvent des prix bas, voire négatifs. Un stockage peut augmenter la valeur de marché de la production si les écarts de prix couvrent les coûts de la batterie, les pertes et le vieillissement. Un site bien raccordé au réseau et disposant d'une surface autorisable a de la valeur. La ligne de raccordement, le poste de transformation, le comptage, la conduite d'exploitation et la connexion de données peuvent en partie être partagés. En contrepartie, les exigences de planification et d'exploitation augmentent, car la production, le stockage et la commercialisation ne sont plus décidés indépendamment les uns des autres. Les règles d'appels d'offres et de soutien influencent fortement la conception. Une centrale hybride techniquement judicieuse peut échouer économiquement si les règles du marché et du réseau ne reflètent pas l'utilisation commune.

Malentendus typiques

Les centrales hybrides ne garantissent pas la sécurité d'approvisionnement. La combinaison de l'éolien et du solaire réduit les fluctuations, mais ne les supprime pas. De longues périodes avec peu de vent et peu de soleil restent possibles. Les batteries couvrent des heures, mais pas des semaines. Pour la puissance garantie, il faut d'autres ressources, par exemple des centrales pilotables, des stockages de longue durée, une demande flexible ou des importations.
Les centrales hybrides ne remplacent pas le développement du réseau. Elles utilisent mieux les raccordements et réduisent les pics locaux. Le transport de l'électricité des régions de production vers les centres de consommation doit néanmoins être assuré par les réseaux de transport et de distribution.
Plus de composants ne signifie pas automatiquement plus d'efficacité. Une batterie mal dimensionnée coûte cher et sert peu. La qualité d'une centrale hybride tient à la coordination des composants, non au nombre de technologies.

Rôle dans le futur système électrique

Avec la part croissante des énergies renouvelables, le moment où l'électricité est produite devient plus important. La valeur de marché, la charge résiduelle, les congestions du réseau et les charges pilotables passent au premier plan à côté de la seule quantité d'électricité. Les centrales hybrides relient ces niveaux dans un projet concret. Elles peuvent atténuer des congestions, mieux utiliser les infrastructures, réduire les risques de revenus et accroître la flexibilité des installations renouvelables. Une centrale hybride n'est pas une source d'énergie à part entière. On la décrit le plus justement comme un ensemble coordonné d'installations qui produit, stocke ou convertit de l'électricité et poursuit ainsi un objectif d'exploitation commun.

Sources

Verordnung zu den Innovationsausschreibungen (Innovationsausschreibungsverordnung – InnAusV) — Bundesministerium der Justiz / gesetze-im-internet.de; Ausfertigung 20.01.2020, zuletzt geändert 21.02.2025. §§ 2, 4, 8, 9, 13, 20
EEG 2023 § 8a Flexible Netzanschlussvereinbarungen — Bundesministerium der Justiz / gesetze-im-internet.de; unbekannt (Fassung nach Solarspitzengesetz 2025). § 8a Abs. 1 bis 3 und 6
Innovationsausschreibungen – Ausschreibungsverfahren — Bundesnetzagentur; unbekannt. Abschnitte Teilnahmevoraussetzungen, Vorgaben/Bedingungen
§ 19 EEG 2023 Zahlungsanspruch — gesetze.legal (Wiedergabe des Bundesrechts); unbekannt. § 19 Abs. 3 bis 3c
Mustervertrag für flexible Netzanschlussvereinbarungen (FCAs) — Fachagentur Wind und Solar; unbekannt. Abschnitt Rechtliche Grundlage § 8a EEG

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Edited by eCMS on 12.11.2026 05:10