La production et la distribution de l’électricité constituent, à l’heure actuelle, des enjeux essentiels dans le domaine de l’énergie. La liste est longue des questions débattues à leur sujet : dégagement de dioxyde de carbone, utilisation raisonnée de l’électricité, importance des investissements à effectuer pour répondre à la demande, place de l’électronucléaire, développement des énergies renouvelables, développement et régulation des réseaux, stockage de l’énergie, rôle des opérateurs historiques, prix de vente de l’électricité, etc.
L’électricité présente la particularité d’être une énergie instantanée. Elle n’est pas stockable en grosse quantité. Il faut donc qu’à tout instant sa production égale sa consommation, bien que ni l’une ni l’autre ne soit constante. Deux situations existent. La plus simple, c’est lorsqu’il n’y a pas de réseau. Le consommateur ne peut utiliser que ce qu’il produit. Il peut quand même être dépanné par du stockage, par exemple avec des batteries, mais avec une capacité faible pour un coût élevé. Lorsqu’un réseau existe, il faut assurer un travail complexe d’ajustement pour maintenir à tous les utilisateurs une électricité de qualité : fréquence 50 Hz (60 Hz aux États-Unis), tension constante, pas de coupure. L’ajustement doit tenir compte en permanence des variations de la production et de la consommation. Les variations de consommation présentent un cycle quotidien et un cycle saisonnier. Prenant l’exemple français, le cycle quotidien présente un minimum pendant la nuit, vers 4 h, et deux pics, le matin vers 10 h et le soir vers 19 h…