Puissance garantie (Firm Capacity) · Glossaire

La Firm Capacity désigne la part d'une installation de production, d'un stockage, d'une charge pilotable ou d'un portefeuille qui peut contribuer de manière fiable à la couverture de la demande d'électricité dans des situations critiques d'approvisionnement. En allemand, on parle le plus souvent de puissance garantie ou de puissance comptabilisable. Il s'agit de puissance, et non d'énergie annuelle. La mesure se fait donc en kilowatts, mégawatts ou gigawatts, et non en kilowattheures.

Cette distinction est fondamentale pour le système électrique. Une installation d'une puissance installée de 100 mégawatts ne dispose pas automatiquement de 100 mégawatts de Firm Capacity. Une centrale à gaz peut être indisponible en raison d'une panne technique, d'un manque de combustible ou d'une maintenance. Une éolienne ne fournit de l'électricité que lorsque le vent est suffisant. Le photovoltaïque produit beaucoup de puissance en journée, mais contribue peu à la pointe de charge du soir en hiver. Un stockage par batterie peut délivrer très rapidement sa puissance nominale, mais il est limité par son contenu énergétique. Une installation industrielle capable de décaler son soutirage d'électricité n'a de la Firm Capacity que si la réduction est réellement mobilisable pendant l'heure critique, sur les plans contractuel, technique et organisationnel.

La Firm Capacity n'est donc pas un état physique permanent d'une installation. Elle décrit une contribution probable dans des situations de tension données. C'est pourquoi la notion est étroitement liée à la sécurité d'approvisionnement, à la flexibilité et à la conception des mécanismes de capacité.

Distinction avec la puissance installée, l'énergie et la disponibilité

La puissance installée est la puissance nominale technique d'une installation. Elle indique la puissance électrique maximale qui peut être délivrée ou absorbée dans des conditions appropriées. La Firm Capacity pose une autre question : quelle part de cette puissance peut être comptabilisée dans l'évaluation de la sécurité d'approvisionnement ?

La quantité d'énergie produite ou consommée sur une année n'est pas non plus de la Firm Capacity. Une éolienne peut produire beaucoup d'électricité sur l'année et pourtant contribuer peu pendant une période de forte charge avec peu de vent. À l'inverse, une centrale qui fonctionne rarement et produit peu sur l'année peut avoir une valeur de capacité élevée si elle est fiablement disponible pendant les heures de tension. L'énergie annuelle décrit de l'énergie, la Firm Capacity décrit la puissance garantie pendant les heures décisives.

Le facteur de capacité n'est pas non plus identique à la Firm Capacity. Il exprime le rapport entre la production annuelle effective et la production théoriquement possible à pleine charge. Un facteur de capacité élevé indique une utilisation fréquente. Il ne dit toutefois pas directement si l'installation est disponible pendant les heures les plus tendues. Pour la sécurité d'approvisionnement, ce qui compte est la bonne concordance dans le temps entre production et besoins. L'électricité éolienne est particulièrement précieuse lorsqu'elle est disponible pendant des heures de charge résiduelle élevée. L'électricité solaire aide à peine lors de la pointe du soir lorsque le soleil est déjà couché.

La disponibilité technique d'une centrale n'est qu'un aspect partiel. Une centrale conventionnelle peut être techniquement opérationnelle et pourtant ne pas injecter à hauteur attendue, par exemple en raison de livraisons de combustible manquantes, d'une eau de refroidissement insuffisante, de contraintes d'émissions ou de congestions du réseau. Pour que la Firm Capacity serve de grandeur fiable pour la planification ou les règles de marché, elle doit prendre en compte de telles conditions aux limites.

Comment la Firm Capacity est évaluée

En pratique, la Firm Capacity est souvent déterminée au moyen de facteurs de comptabilisation, appelés en anglais « de-rating factors ». Un tel facteur indique la part de la puissance installée d'une ressource qui compte pour la sécurité d'approvisionnement. Si 1 000 mégawatts d'une technologie sont comptabilisés à 20 pour cent, on obtient 200 mégawatts de Firm Capacity. Sur le marché de capacité britannique, de tels facteurs sont fixés par technologie et recalculés régulièrement. Pour les stockages, ils dépendent explicitement de la durée de décharge.

Derrière ce simple calcul en pourcentage se trouve un modèle probabiliste, ou il devrait au moins y en avoir un. Pour la production dépendant de la météo, on analyse des années météorologiques historiques, des profils de charge et des corrélations régionales. Pour les centrales, on intègre les probabilités de défaillance, les temps de maintenance et les conditions d'exploitation. Pour les stockages s'ajoutent l'état de charge, le contenu énergétique, la puissance de charge, la durée de décharge et la question de savoir si suffisamment d'électricité est disponible pour recharger. Pour la flexibilité de la demande comptent la pilotabilité, les délais de préavis, la durée maximale de la réduction et les éventuels effets de rattrapage.

Des indicateurs plus précis sont le crédit de capacité et les grandeurs apparentées. L'Effective Load Carrying Capability (ELCC) indique quelle charge supplémentaire un système peut supporter lorsqu'une ressource déterminée s'y ajoute, sans que le niveau de fiabilité visé diminue. L'Equivalent Firm Capacity (EFC) lui est étroitement apparentée. Elle indique quelle puissance parfaitement fiable aurait le même effet sur la sécurité d'approvisionnement que la ressource évaluée. Le gestionnaire de réseau britannique déduit de cette approche les facteurs de comptabilisation des stockages à durée de décharge limitée. Les deux grandeurs montrent que la Firm Capacity n'est pas une propriété fixe d'une technologie. Elle dépend du reste du parc de production, du profil de charge, du réseau, de la corrélation des situations météorologiques et des autres options de flexibilité.

Un exemple : dans un système dont les pointes de charge se situent à midi en été, le photovoltaïque peut avoir une valeur de capacité élevée. Si les heures critiques se situent en soirée en hiver, cette valeur est nettement plus faible. En cas de très fort développement du PV, les installations supplémentaires contribuent de moins en moins à la sécurité d'approvisionnement, parce qu'elles produisent toutes en même temps et sont indisponibles en même temps. Pour l'éolien, cela vaut de façon similaire lorsque des situations météorologiques de grande échelle réduisent simultanément l'injection dans plusieurs régions. Le même effet concerne les stockages : plus un système dispose déjà de puissance de stockage, plus la fenêtre temporelle que les stockages supplémentaires devraient couvrir s'élargit, et leur contribution comptabilisable peut diminuer.

Importance pour la sécurité d'approvisionnement et la conception du marché

La Firm Capacity est nécessaire pour vérifier si, pendant des heures rares mais critiques, suffisamment de puissance est disponible. De telles heures n'apparaissent pas dans la moyenne annuelle. Elles surviennent généralement lorsque plusieurs facteurs se conjuguent : forte demande, peu d'électricité éolienne et solaire, défaillances de centrales, possibilités d'importation limitées et congestions du réseau. Ce qui compte alors n'est pas la quantité d'électricité qui peut être produite en moyenne annuelle, mais les ressources qui contribuent de manière fiable précisément dans ces situations.

La notion est aussi importante pour la conception du marché. Dans un marché de l'énergie pur, les installations gagnent surtout leur revenu grâce aux kilowattheures vendus et aux prix de rareté élevés pendant les heures tendues. Lorsque des plafonds de prix limitent les prix de rareté ou que les risques d'investissement deviennent trop élevés, la puissance garantie est plus difficile à financer. Les mécanismes de capacité tels que les marchés de capacité, les réserves de capacité ou les réserves stratégiques sont donc destinés à rémunérer séparément la contribution de disponibilité des installations ou des charges. Pour cela, il faut définir combien de Firm Capacity une ressource possède et quelles sont les conséquences si elle ne livre pas pendant l'heure critique.

Il en découle une incitation centrale : celui qui est rémunéré pour de la Firm Capacity ne vend pas des mégawatts installés, mais un engagement de disponibilité. Cet engagement requiert des règles de mesure, des obligations de preuve et une responsabilité. Sans de telles règles, on risque de rémunérer des puissances qui ne sont que partiellement utilisables en situation de tension. À l'inverse, des règles trop strictes peuvent exclure des ressources flexibles qui seraient utiles en pratique.

Cadre juridique dans l'UE et en Allemagne

Dans l'UE, le règlement (UE) 2019/943 sur le marché intérieur de l'électricité régit les mécanismes de capacité. Il définit un mécanisme de capacité comme une mesure temporaire destinée à garantir le niveau nécessaire d'adéquation des ressources en rémunérant les ressources pour leur disponibilité. Les services auxiliaires et la gestion des congestions n'en font pas partie. Un État membre qui applique un mécanisme de capacité doit disposer d'une norme de fiabilité. Celle-ci fixe de manière transparente le niveau de sécurité d'approvisionnement visé. La Commission approuve de tels mécanismes pour dix ans au maximum.

Selon les principes de conception du règlement, les fournisseurs de capacité doivent effectuer des paiements lorsque leur capacité n'est pas disponible. L'engagement de disponibilité qui sous-tend la Firm Capacity repose ainsi sur une base juridique. Parallèlement, le règlement souligne que les prix de rareté et les marchés à court terme doivent soutenir la sécurité d'approvisionnement et que les mécanismes de capacité ne sont utilisés que de manière temporaire.

En Allemagne, la loi sur la sécurité d'approvisionnement en électricité et sur les capacités (Strom-Versorgungssicherheits- und Kapazitätengesetz, StromVKG) est entrée en vigueur le 22 juillet 2026. Selon le gouvernement fédéral, elle instaure un marché de capacité destiné à couvrir, à partir de 2031, le besoin d'approvisionnement garanti. Dans un délai de douze mois, un total de onze gigawatts de capacité pilotable doit d'abord être mis en adjudication ; d'autres appels d'offres sont prévus pour 2027 et 2029. Quiconque obtient l'attribution doit fournir de manière prouvée la puissance promise aux moments pertinents. La manière précise dont le marché de capacité sera réglementé et financé doit être fixée par une autre loi, attendue en 2027.

Pour les deux premiers cycles d'appels d'offres de 2026, de 4,5 gigawatts chacun, un critère de longue durée s'applique. Il doit garantir que même de longues phases de faible injection éolienne et solaire, c'est-à-dire une Dunkelflaute, puissent être surmontées. Peuvent y participer de nouvelles centrales compatibles avec l'hydrogène et des stockages d'électricité. S'y ajoutent deux gigawatts d'appels d'offres technologiquement ouverts sans critère de longue durée. Selon le gouvernement fédéral, les cycles à partir de 2027 doivent aussi inclure des installations existantes, des batteries et des charges flexibles. On voit ici à quel point la Firm Capacity est liée à l'aptitude à la durée : la durée pendant laquelle une ressource peut livrer détermine aussi pour quel produit elle entre en ligne de compte.

Stockages, charges flexibles et portefeuilles

Avec les stockages, il apparaît particulièrement clairement que la Firm Capacity n'est pas qu'une question de puissance. Un stockage par batterie de 100 mégawatts de puissance et de 200 mégawattheures de contenu énergétique peut fournir 100 mégawatts pendant deux heures. Pour une courte pointe du soir, c'est très précieux. Sur une Dunkelflaute de plusieurs jours, ce même stockage ne peut toutefois pas offrir une puissance de remplacement complète. Sa Firm Capacity dépend de la durée typique des événements critiques, du fait que le stockage soit préalablement chargé et qu'il puisse se recharger entre plusieurs phases de tension. C'est pourquoi, sur des marchés de capacité tels que le britannique, les stockages sont comptabilisés de manière échelonnée selon leur durée de décharge : avec un facteur faible pour les stockages de courte durée et un facteur nettement plus élevé pour les stockages de longue durée.

Les charges flexibles se comportent de manière similaire. Si un centre de données, un électrolyseur, une pompe à chaleur avec ballon tampon ou un procédé industriel peut réduire son soutirage d'électricité pendant les heures critiques, cela agit pour la sécurité d'approvisionnement comme une puissance de production supplémentaire. Cet effet n'est toutefois fiable que si la flexibilité n'est pas déjà affectée ailleurs, si les limites de confort et de production sont respectées et si le pilotage réagit effectivement. Une charge qui ne peut être décalée qu'en théorie n'est pas de la Firm Capacity.

Les portefeuilles peuvent apporter une contribution plus élevée ou plus stable que des installations individuelles, parce que les risques de défaillance, les profils météorologiques et les décalages de charge se compensent en partie. Un portefeuille composé d'éolien, de solaire, de stockages par batterie, de centrales pilotables et de flexibilité de la demande présente des propriétés différentes de la somme des puissances nominales considérées individuellement. Lors de l'évaluation, il faut toutefois tenir compte des dépendances entre les ressources. Si de nombreuses ressources sont indisponibles lors des mêmes situations météorologiques ou doivent se charger en même temps, leur valeur de capacité commune est inférieure à ce qu'une simple addition laisserait supposer.

Malentendus typiques

La production dépendant de la météo n'aurait pas de Firm Capacity : c'est techniquement inexact. L'énergie éolienne et solaire peut contribuer à la sécurité d'approvisionnement, mais leur contribution comptabilisable dépend de la situation et se situe en général nettement en dessous de la puissance installée. La dispersion géographique, des stockages complémentaires, le développement du réseau et les charges flexibles peuvent l'augmenter.
La puissance installée serait égale à la puissance garantie : les centrales thermiques non plus ne livrent pas avec une certitude de cent pour cent. Des défaillances surviennent, le combustible et l'eau de refroidissement peuvent venir à manquer, et une cause commune peut toucher plusieurs installations simultanément. Une planification qui comptabilise pleinement la puissance conventionnelle et déprécie forfaitairement la production variable évalue les risques de manière inégale.
La Firm Capacity serait une garantie : la notion fonctionne avec des probabilités et des normes de fiabilité. Des indicateurs tels que le nombre attendu d'heures de déficit de charge (LOLE) ou la quantité d'énergie non couverte attendue (EENS) fixent quel risque résiduel est accepté. La sécurité d'approvisionnement ne signifie pas que chaque combinaison concevable de défaillances, d'extrêmes météorologiques et de pointes de demande soit maîtrisée sans restriction.

La Firm Capacity décrit la puissance qui doit être effectivement disponible pendant les heures critiques. La notion montre qu'un système électrique ne se mesure pas uniquement en mégawatts installés ou en térawattheures annuels. Pour la planification, les règles de marché telles qu'un marché de capacité et les débats politiques, ce qui compte est la contribution fiable d'une ressource précisément dans les conditions où la rareté survient.

Sources

Verordnung (EU) 2019/943 über den Elektrizitätsbinnenmarkt (konsolidierte Fassung) — Europäische Union, EUR-Lex; 2024-07-16 (konsolidierte Fassung). Art. 2 Nr. 22 (Begriff Kapazitätsmechanismus); Art. 21 (Befristung, höchstens zehn Jahre); Art. 25 (Zuverlässigkeitsstandard)
Regulation (EU) 2019/943 on the internal market for electricity (recast) — Europäische Union, EUR-Lex (Amtsblatt L 158); 2019-06-05. Art. 22 (Gestaltungsgrundsätze); Erwägungsgründe zu Knappheitspreisen
Für eine verlässliche Stromversorgung – auch in Zukunft (Fragen und Antworten zum StromVKG) — Presse- und Informationsamt der Bundesregierung; 2026-09-03. Abschnitte: Was regelt das neue Gesetz?; Wie werden die neuen Kraftwerke finanziert?; Um welche Art von Kraftwerken geht es?
Bundestag ebnet Weg für klimaneutralen Kapazitätsmarkt und Wasserstoffhochlauf im Kraftwerksbereich — Bundesministerium für Umwelt, Klimaschutz, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMUKN); 2026-07-10. Abschnitt 1: Neues StromVKG
Capacity Market Consultation – Improving the Framework: Government Response — UK Government (Department for Business, Energy and Industrial Strategy); unbekannt. Abschnitt a) Amending the de-rating factors for duration limited storage; Tabelle 1

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Edited by eCMS on 11.11.2026 19:47