Modernisation du réseau : un avenir carboneutre

Associé, Modernisation des réseaux électriques et transition énergétique, PwC Canada

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Atteindre l’objectif de carboneutralité du Canada d’ici 2050 passe par la modernisation du réseau. Cette modernisation contribuera à la réduction des investissements en capital nécessaires et permettra une meilleure intégration des énergies renouvelables.

Selo la Régie de l’énergie du Canada, des investissements importants et diversifiés dans la production d’énergie propre sont nécessaires (il faudra de cinq à sept fois la capacité renouvelable actuelle) pour atteindre l’objectif climatique à long terme du Canada, soit la carboneutralité d’ici 2050.¹La demande croissante en électricité est un défi et pour y répondre, il ne suffira pas d’augmenter la capacité de production.

Les services publics d’électricité doivent se concentrer sur les efforts fondamentaux de modernisation du réseau afin d’accroître la fiabilité, la résilience et l’efficacité, de façon à intégrer avec succès les sources renouvelables d’énergie électrique tout en continuant de répondre à la demande.

Certains domaines d’investissement sont fondamentaux pour la modernisation du réseau et le succès futur des services publics d’électricité. La gestion de base de l’énergie est plus importante que jamais, et les services publics devront continuer de moderniser leur infrastructure existante. Cela nécessitera des investissements importants dans les actifs numériques, les technologies émergentes, les plateformes modernes pour la clientèle, la gestion des actifs et les systèmes opérationnels, de même que l’amélioration des compétences de la main-d’œuvre.

Pour tous les secteurs d’activité, y compris celui de l’électricité, la transformation et les changements importants représentent un défi. Les entreprises de transport et de distribution doivent transformer leur modèle d’affaires et leurs opérations tout en maintenant un réseau stable, résilient et fiable. Elles doivent fournir une alimentation électrique constante pour répondre à la demande croissante et imprévisible, tout en utilisant des ressources énergétiques décentralisées intermittentes dans un environnement réglementaire en évolution.

Les services publics d’électricité doivent axer leurs investissements en capital et leurs efforts de modernisation du réseau sur trois domaines principaux afin de soutenir la transition énergétique :

Numérisation des actifs physiques et perfectionnement des compétences de la main-d’œuvre : Créer une base stable et résiliente pour la gestion des actifs numériques et la mise sur pied de la main-d’œuvre de demain.
Plateformes numériques unifiées pour les interactions : Adopter une approche axée sur la capacité pour la mise en œuvre des outils numériques et de l’automatisation afin de permettre des interactions avec le personnel, la clientèle et les parties prenantes au fil de la transformation des marchés de l’énergie.
Accélération de l’adoption par les prosommateurs et intégration des ressources énergétiques décentralisées : Déployer des technologies numériques avancées tout en maintenant une infrastructure de base sûre afin d’accélérer l’adoption par les prosommateurs et l’intégration des ressources décentralisées.

1 Numérisation des actifs physiques et perfectionnement des compétences de la main-d’œuvre

Les services publics d’électricité, en particulier les entités qui se chargent de la distribution, exploitent de nombreux domaines d’actifs physiques qui s’étendent souvent aux applications des technologies de l’exploitation et des technologies de l’information. Dans bien des cas, ces actifs physiques et systèmes opérationnels sont gérés de manière isolée alors qu’ils s’étendent au-delà des frontières des entreprises et des opérations.

À mesure que les services publics déploient des actifs numériques et sensoriels capables de transmettre et d’analyser des données pour offrir des observations plus précises sur le réseau, l’intégration et l’orchestration des flux de travail entre les applications des technologies de l’exploitation et des technologies de l’information deviennent essentielles.

Les services publics d’électricité doivent continuer de bâtir et de mettre à niveau l’infrastructure physique en mettant davantage l’accent sur l’efficacité, la résilience et la fiabilité, tout en optimisant le réseau au moyen de l’automatisation et de l’intelligence artificielle (IA). L’application de technologies et de flux de travail avancés dans les domaines des technologies de l’exploitation et des technologies de l’information permettra de prolonger la durée de vie des actifs et d’atténuer les défaillances grâce à des programmes de maintenance conditionnelle et de qualité. Les appareils avec Internet des objets, l’instrumentation numérique et l’équipement numérique connecté du réseau offriront des capacités de surveillance du rendement en temps réel, une maintenance optimisée des actifs et une utilisation plus efficace des équipes et des ressources critiques.

La convergence des environnements des technologies de l’exploitation et des technologies de l’information nécessitera un nouveau degré de cyberrésilience pour une meilleure protection de l’écosystème de l’électricité contre les cyberattaques visant les infrastructures critiques. Pour éviter les conséquences sociales et économiques dévastatrices des cyberattaques, les services publics d’électricité doivent intégrer le risque de cybersécurité avec le risque commercial et assurer une gestion au niveau de l’écosystème au moyen d’équipes de sécurité interfonctionnelles. Les organisations doivent adopter une approche active et mettre en œuvre des mesures de protection numérique et physique afin de répondre aux préoccupations en matière de sécurité et d’empêcher les accès non autorisés.

La croissance des ressources énergétiques décentralisées au sein du réseau de transport et de distribution signifie que l’interopérabilité et l’échange de données entre les différentes applications des technologies de l’exploitation et des technologies de l’information seront critiques. Ces applications comprennent les systèmes de gestion de l’énergie, les systèmes de contrôle et d’acquisition de données, les systèmes d’information géographique ainsi que les systèmes de gestion du travail et des actifs. Elles comprennent également d’autres systèmes de surveillance, de contrôle et d’équilibrage du réseau, comme l’infrastructure avancée de comptage, les systèmes avancés de gestion de la distribution et les systèmes de gestion des ressources énergétiques décentralisées.

Les services publics doivent investir dans des capacités d’analyse plus avancées avec l’IA, l’apprentissage automatique et l’automatisation intelligente en vue de l’intégration de flux de travail à l’échelle de ces systèmes. L’utilisation de capacités de simulation avancées comme les jumeaux numériques (répliques exactes des données des systèmes de technologies de l’exploitation et de technologies de l’information ainsi que des actifs du réseau) fournira une plateforme de gestion avancée des actifs combinant de grandes quantités de données disparates pour offrir des vues d’ensemble du réseau d’électricité.

Cette numérisation des services publics n’est possible que grâce à une approche globale de la transformation des talents, adaptée à l’ampleur du changement et axée sur le perfectionnement des compétences du personnel en place en ce qui a trait aux technologies émergentes et aux capacités avancées qu’offrent ces plateformes numériques. La gestion du réseau de demain nécessitera une myriade de rôles nouveaux et réinventés, et il sera essentiel de fidéliser votre main-d’œuvre ainsi que d’en perfectionner les compétences pour préserver les capacités de livraison internes.

2 Plateformes numériques unifiées pour les interactions

La transition énergétique entraînera de nouveaux modèles d’interactions numérisées pour les parties prenantes actuelles et nouvelles du marché de l’énergie. Au-delà des investissements de base pour la modernisation du réseau, les services publics doivent consacrer des ressources en capital à ces nouvelles formes d’interactions au moyen de plateformes numériques connectées et unifiées. À l’interne, ces efforts doivent être axés sur l’amélioration de la sécurité, de l’efficacité et de la conformité du personnel. À l’externe, les services publics doivent numériser les interactions avec la clientèle, les prosommateurs et les participants au marché au moyen de flux de travail automatisés et reposant sur l’IA, en se basant sur des observations fondées sur des données.

En plus des avantages attribués aux capacités modernes de gestion du travail et des actifs, les services publics pourraient combiner analyse avancée et IA pour automatiser les processus de maintenance et de soutien sur le terrain et améliorer la sécurité et la productivité de la main-d’œuvre. Le déploiement et la répartition des ressources appropriées (y compris le parc de véhicules de service et les actifs) lors des interventions d’urgence, combinés à la météo, à la circulation et à l’état du réseau, peuvent permettre des réductions considérables des délais de rétablissement. En outre, il y a diverses applications de gestion des installations et de surveillance de l’Internet des objets de la main-d’œuvre qui favorisent la santé et la sécurité du personnel sur le terrain, des sous-traitants et des autres personnes à proximité du réseau.

À mesure que les services publics passeront d’une infrastructure physique à une infrastructure numérique, la mobilisation de la clientèle et des parties prenantes et les interactions numérisées deviendront des éléments essentiels et complémentaires de la modernisation du réseau.

Les services publics demeureront axés sur leur réseau, mais ils s’orienteront davantage vers l’intégration et la gestion intelligentes des ressources énergétiques renouvelables et des programmes de réponse à la demande. Cette évolution les obligera à offrir aux consommateurs et aux prosommateurs des services davantage fondés sur la valeur, tout en favorisant la souplesse grâce à des tarifs avancés, à des mécanismes de rétroaction, à des capacités d’échange de données et à des applications de domotique.

De plus, les technologies numériques émergentes axées sur les données aideront les services publics à tirer une immense valeur des données opérationnelles et des données sur la clientèle pour l’automatisation intelligente des flux de travail. Ces applications repousseront les limites techniques de l’exploitation des réseaux existants en offrant la prise en charge des ressources énergétiques décentralisées et en augmentant l’efficacité opérationnelle des installations et des fonctions commerciales. La clientèle commerciale et industrielle pourra accroître la sécurité et la productivité de sa main-d’œuvre, et les expériences offertes à la clientèle seront améliorées grâce à une flexibilité, à une personnalisation et à un contrôle accrus.

3 Accélération de l’adoption par les prosommateurs et intégration des ressources énergétiques décentralisées

Les services publics d’électricité sont souvent confrontés à des difficultés relativement à la gestion d’un réseau de transport et de distribution fiable, et l’intégration des ressources énergétiques décentralisées complique les choses.

L’un des principaux objectifs de la modernisation du réseau est de permettre d’intégrer, d’organiser et de gérer intelligemment les sources d’énergie renouvelable au moyen de processus intégrés, automatisés et autonomes. L’atteinte de cet objectif dépend de la visibilité en temps réel et de capacités de contrôle permettant de surveiller les conditions du réseau et de prévoir des mesures d’amélioration. Les services publics d’électricité doivent donc moderniser et sécuriser le réseau afin de permettre l’intégration des ressources énergétiques décentralisées pour soutenir la transition énergétique.

La fiabilité du réseau électrique est le facteur le plus important pour répondre à l’augmentation de la demande tout en réduisant la congestion et en intégrant en toute sécurité les nouvelles sources d’électricité. Les initiatives d’investissement dans la modernisation du réseau visant l’amélioration des capacités de surveillance, de visualisation et de contrôle sont celles qui auront la plus grande incidence sur la fiabilité du réseau. En outre, l’automatisation des systèmes d’électricité au moyen de technologies numériques présente des risques et des vulnérabilités en matière de cybersécurité qu’il faut prendre en compte.

Au cours de la prochaine décennie, les investissements en capital associés aux initiatives de modernisation du réseau augmenteront de manière importante dans le cadre de l’intégration de la production décentralisée et des sources renouvelables. Les opérateurs de réseaux de transport et de distribution canadiens prévoient une croissance majeure de l’équipement de recharge des véhicules électriques, et la demande en électricité sera plus variée en raison des technologies de recharge bidirectionnelle. Les programmes de gestion de la demande et de la réponse à la demande en cours d’élaboration permettront une plus grande flexibilité ainsi qu’un meilleur contrôle de la consommation d’électricité et des modèles de production. La technologie modulaire compacte des ressources énergétiques décentralisées permet de rapprocher la capacité de stockage d’énergie flexible des charges du réseau, et bon nombre de consommateurs d’électricité deviennent des prosommateurs contribuant au réseau.

À ce jour, de nombreuses services publics d’électricité accordent la priorité à la mise à niveau de l’infrastructure existante et à la surveillance intelligente des actifs existants du réseau; cependant, comme les sources renouvelables décentralisées sont rapidement intégrées au réseau, les services publics ont besoin d’un contrôle plus intelligent des circuits à moyenne et à basse tension et doivent déployer des capacités d’automatisation des lignes d’alimentation individuelles dans le réseau.

Les services publics d’électricité de demain devront être plus numériques, plus intégrés et plus souples pour accélérer l’intégration de ces sources renouvelables tout en gérant la demande croissante en électricité.

Les services publics d’électricité devront relever d’importants défis pour répondre à la demande future tout en maintenant un réseau stable, résilient et fiable. Pour réduire les investissements en capital nécessaires à la transition énergétique, les services publics doivent promouvoir et accélérer l’intégration des ressources énergétiques décentralisées au moyen d’une approche fondée sur la capacité et la technologie. Cela inclut des investissements en capital stratégiques pour une orchestration transparente de la convergence des applications des technologies de l’exploitation et des technologies de l’information, de concert avec l’utilisation de plateformes numériques et des capacités émergentes d’IA, d’analyse et d’automatisation des flux de travail pour soutenir les interactions futures avec le marché.

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^{1. A Hurry-up Offense for Energy Transition and Clean Growth Projects: Energy Future Forum Policy Memo, Arash Golshan, Public Policy Forum, 27 mars 2024, https://ppforum.ca/publications/energy-transition-clean-energy-growth/}

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