Le stockage de l’énergie (1/2) : quelle réalité pour le stockage stationnaire?

 

Le stockage stationnaire de l’énergie, une solution de stockage de grande capacité portée par une technologie…

Les systèmes de stockage stationnaire d’énergie sont des sites de grande capacité (plusieurs MWh) et de moyenne à forte puissance (de 100 kilowatts au gigawatt) dédiés au stockage et à la restitution d’électricité en soutien au réseau électrique.
L’électricité est difficilement directement stockable. Elle doit être transformée en une autre forme d’énergie. Parmi les technologies de stockage de niveaux de maturité différents, les Stations de Transfert d’Energie par Pompage (STEP) représentent 99% de la capacité de stockage totale mondiale (près de 125 GW).

… offrant la stabilité au réseau…

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Le stockage stationnaire de l’énergie doit répondre aux problématiques suivantes :

  • Compenser la production intermittente d’électricité des ENR dans un contexte ou leur part dans la production mondiale devrait atteindre 40% à horizon 2050 selon l’AIE (Agence Internationale de l’Energie)
  • Compenser le décalage entre la production et la consommation d’électricité générant une forte volatilité des prix de l’électricité sur le marché. Cela consiste à récupérer l’excédent d’énergie produite par rapport à la demande (périodes creuses) et à la redistribuer lors des pics de consommation. Les solutions de stockage ont l’avantage par rapport aux centrales à gaz ou fioul fréquemment utilisées pour combler les pics d’êtres moins émettrices de CO2 et de ne pas être impactées par l’évolution des prix du gaz ou du pétrole
  • Sécuriser l’alimentation des réseaux

 

… soutenue par un cadre législatif mondial propice…

Le développement de la filière est conditionné par de nombreux paramètres rendant complexe son évaluation :

  • La création à l’échelle nationale et de l’Europe, d’un cadre législatif propice intégrant tous les acteurs de la chaîne de valeur (consommateurs, producteurs, distributeurs, fournisseurs)
  • L’accompagnement de l’industrialisation des solutions de stockage et l’élaboration de standards déterminants pour la viabilité économique des projets et la croissance du marché

Les investissements dans le stockage d’énergie dans les 10 prochaines années devraient selon l’AIE et Pike research, atteindre entre 70 et 100 milliards d’euros, dont 30% en Chine et 15% aux Etats-Unis. D’après Pike research, le marché mondial était de 1,5 milliards de dollars en 2010 et devrait s’élever à 35,5 milliards de dollars en 2020.
De nouveaux marchés porteurs émergent parallèlement au développement de la filière :

  • L’effacement et le report de consommation dans l’industrie
  • La transformation de l’électricité en hydrogène injecté dans le réseau de gaz naturel
  • Le stockage dans le secteur résidentiel
  • Le stockage via les batteries de véhicules électriques (Véhicule to Grid)

 

… mobilisant tous les acteurs de la chaîne de valeur de l’énergie…

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Le stockage offre aux producteurs d’électricité l’opportunité de dimensionner au mieux leurs infrastructures en couplant stockage et production. Il promet aussi des perspectives d’arbitrage sur les marchés de l’énergie. Enfin, de telles installations leur permettent de se prémunir aussi bien légalement (obligations de capacité ou de stockage) qu’économiquement (croissance du prix du pétrole, taxes sur le CO2).

Pour les gestionnaires de réseaux, le stockage doit principalement permettre de stabiliser à la fois la fourniture d’électricité en provenance d’énergie intermittente et la distribution au réseau en équilibrant l’offre et la demande critique lors des pics des périodes de pointe et d’effacement de la consommation.

Les consommateurs industriels peuvent tirer profit du stockage d’électricité en sécurisant leur approvisionnement et en profitant de revenus d’effacement prévus dans le cadre du marché de capacités.

 

Exemples de projets

De nombreuses entreprises se positionnent sur le marché du stockage de l’énergie, principalement sur les systèmes de stockage et/ou sur la gestion de l’énergie. Parmi elles des nouveaux entrants, mais les principaux énergéticiens s’engouffrent également sur le marché.

Areva propose sa Greenergy Box, installation capable de stocker et redistribuer l’énergie selon les variations de la demande. Elle facilite ainsi l’intégration des ENR et contribue à la stabilisation du réseau.

Schneider Electric et SAFT proposent une solution de stockage d’électricité à destination des bâtiments industriels et commerciaux pour optimiser leur consommation.

Dans le cadre des Plans d’Investissements d’Avenir (PIA) de l’ADEME, le projet SMART ZAE soutenu par SCLE SFE et COFELY INEO prévoit de piloter et de réduire la consommation énergétique d’une Zone d’Activité Economique (ZAE) en installant des solutions de stockage d’énergie couplées à des systèmes de production d’ENR.

Dans le cadre du projet ANR SEARCH, le CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives), GDF SUEZ, Saint-Gobain, Armines et l’ANR développent une solution de stockage thermodynamique adiabatique de l’énergie reposant sur la compression d’air dans des cuves de céramiques en profondeur. Le budget du projet est de 4,8 millions d’euros sur la période 2009-2013.

Des projets de stockage de l’électricité sous forme d’hydrogène injecté dans le réseau de gaz naturel sont à l’étude en France (projet GRHYD). E-On a inauguré en août 2013 une unité capable d’injecter jusqu’à 360m3/h d’hydrogène provenant d’énergie éolienne dans le réseau de gaz naturel allemand.

Le stockage stationnaire de l’énergie n’est pas une solution miracle ; elle doit être analysée au regard de considérations économiques. Compte tenu des capacités installées, le développement à court terme de la filière en France ne peut être considéré comme un enjeu énergétique hormis dans les zones non interconnectées, mais plutôt comme une véritable opportunité industrielle.

 

Sources :

  • Pike Research – Energy Storage Report
  • Navigant research
  • Direction Générale de l’Energie et du Climat – Stockage de l’énergie
  • IFP Energies nouvelles – Panorama 2013; Le stockage massif de l’énergie
  • ADEME – Les systèmes de stockage d’énergie

 

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