A mesure que les usages et les technologies évoluent, le marché de l’énergie connait des mutations profondes. Et il est aujourd’hui certain que notre façon de consommer l’énergie va changer du tout au tout dans les années à venir. L’autoconsommation, le développement des batteries domestiques ainsi que l’essor des voitures électriques vont peu à peu modifier le paysage énergétique français. Et avec eux, la question du stockage de l’énergie devient plus que jamais cruciale. Depuis la loi de transition énergétique, la France a déployé beaucoup d’efforts pour mettre en place les solutions énergétiques de demain, à tel point que le marché tricolore du stockage d’énergie devrait connaître une forte croissance dans les années à venir. En très peu de temps, la France pourrait devenir l’un des trois marchés les plus importants d’Europe.
Une capacité de stockage appelée à tripler
La France est-elle le nouvel eldorado du stockage d’énergie ? A en croire le cabinet Clean Horizon, c’est en effet le cas. Dans une étude dévoilée début juillet 2017, le cabinet de consulting observe un important dynamisme du marché du stockage d’énergie dans l’hexagone. L’étude annonce même que la capacité de stockage française devrait tripler d’ici 2020 pour franchir le seuil symbolique des 100 mégawatts. Un chiffre qui donne le vertige et qui est pourtant fondé sur plusieurs marqueurs. Tout d’abord, l’ambition affichée par la France de porter à 40% la part des ENR dans le mix électrique implique un déploiement massif de solutions de stockage en appui du nouveau réseau électrique. Ensuite, les îles françaises doivent bénéficier de l’appel à projet Solaire et Stockage qui devrait augmenter leur capacité de production en ENR de 50 mégawatts. Pour ces territoires insulaires là aussi le déploiement des ENR passera par un développement du stockage d’énergie. Enfin, la compétitivité des installations domestiques devrait donner un coup de pouce à l’autoconsommation chez les foyers français. De quoi, là aussi, assurer de beaux jours au stockage d’énergie. Si le marché français du stockage d’énergie évolue comme le prévoit l’étude, la France devrait donc devenir le troisième marché le plus important d’Europe derrière l’Allemagne et le Royaume-Uni en seulement trois ans.
Le stockage d’énergie : des solutions toujours plus innovantes
A l’heure actuelle, le marché du stockage d’énergie est en pleine effervescence et plusieurs solutions se disputent les faveurs du secteur. Parmi elles, les fermes de batteries ont le vent en poupe et sont en train de prendre une longueur d’avance par rapport aux autres solutions de stockage. Les fermes de batteries présentent de nombreux avantages. Elles offrent une capacité de stockage d’énergie de 100 MW et cette capacité devrait encore progresser avec les futurs modèles. Par ailleurs, leur coût de fabrication baisse progressivement, ce qui rend les installations de plus en plus compétitives. Autre avantage, et non des moindres, cette solution de stockage est facile (l’énergie n’a pas besoin d’être transformée) et relativement rapide à mettre en place aussi bien au niveau des unités de production d’ENR qu’au niveau des réseaux électriques. Grâce aux fermes de batterie, le réseau peut gérer ses pics de consommation avec agilité en injectant l’électricité verte à la demande. Les batteries se sont d’ailleurs adaptées pour répondre aux différentes demandes du marché. On trouve ainsi trois principales familles de batteries, avec en premier lieu les batteries domestiques, celles qui sont reliées aux installations des particuliers, le plus souvent des panneaux photovoltaïques. Elles ont une capacité de stockage plus modeste mais elles sont également peu encombrantes et faciles à raccorder. Pour couvrir les besoins à une plus grande échelle, il existe des batteries à circulation ainsi que des piles à combustible. Leurs capacités de stockage sont supérieures et les rendent indispensables pour les sites industriels ou les quartiers d’habitation.
Mais si les fermes de batteries séduisent l’hexagone, d’autres solutions de stockage d’énergie essayent de s’imposer. Ainsi, le stockage par air comprimé n’a pas encore fait l’objet de tests en France, mais cette solution pourrait être déployée. Il s’agit de stocker l’énergie produite par les ENR sous forme d’air comprimé. Une fois que l’énergie a été convertie en air comprimé, on la stocke dans des réservoirs pressurisés. Cette méthode offre de belles perspectives car elle permet de stocker facilement plusieurs centaines de mégawatts. Mais elle a aussi un inconvénient de taille : son rendement de 50% n’est pas encore assez intéressant. Il faudrait améliorer ce score de restitution énergétique pour que cette solution de stockage devienne avantageuse. De son côté, la filière hydrogène travaille aussi sur des solutions de stockage d’énergie performantes, mais elle peine encore à s’imposer sur le marché. Malgré la prédominance actuelle des fermes de batteries, le marché du stockage d’énergie n’est pas encore assez structuré pour qu’on sache à quoi ressemblera le réseau dans les prochaines années et de nouvelles solutions peuvent bientôt émerger.
La pierre angulaire des smart grids
Quelle que soit la solution de stockage qui remportera finalement la première place du marché, il est clair que le stockage d’énergie ne va faire que monter en puissance en France. A mesure que les énergies renouvelables vont prendre une place de plus en plus importante dans le mix énergétique de l’hexagone, le réseau aura besoin de se reposer sur des solutions de stockage pour sécuriser son approvisionnement. Du fait de leur intermittence, les énergies renouvelables sont tributaires du stockage d’énergie afin d’améliorer leur rendement et de valoriser leur production. Et si pour l’instant, les solutions de stockage servent surtout à renforcer la fiabilité des réseaux sur les territoires isolés et à réduire la facture énergétique des bâtiments, elle pourrait bientôt prendre une nouvelle dimension avec les véhicules électriques. Désormais présente dans tous les aspects de notre vie quotidienne (appareils nomades, réseaux électriques, transports…), la question du stockage de l’énergie s’affirme comme la pierre angulaire sur laquelle seront bâties les smart grids de demain.
Rédigé par : La Rédaction
COMMENTAIRES
Cet article n’est pas tout à fait exact.
1) Concernant le stockage d’hydrogène et la méthanation il y à 9 sites qui vont démarrer en France à compter de 2018 dont ceux de H2V Product avec Air Liquide entre autres et Engie par ailleurs.
La compétitivité est estimée en moyenne atteinte dans les 5 ans à venir (si le prix du C02 augmente comme prévu)
https://www.lesechos.fr/industrie-services/industrie-lourde/030371861578-un-projet-dusine-dhydrogene-vert-a-450-millions-en-normandie-2092520.php
2) Concernant la technologie de stockage souterrain d’air comprimé CAES isochore adiabatique AA-CAES (Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage), ce dernier limite les pertes thermiques et s’affranchit donc du besoin d’alimentation en énergies fossiles.
Le concept actuel considère un stockage séparé de l’air et de la chaleur. On récupère la chaleur de compression dans un “régénérateur de chaleur” ou TES (Thermal Energy Storage) puis on la réutilise pour réchauffer l’air comprimé pendant sa détente dans la turbine.
Cette récupération permet de porter le rendement électrique à plus de 70 % (entre autres exemples ADELE en Allemagne).
Le rendement est donc considéré généralement de 70% à 75% équivalent voir meilleur que les STEP.
Quelques organismes français participent aux travaux de R&D dans ce domaine à travers notamment les projets SEARCH et SACRE en partie financés par l’ANR 7.
3) Concernant le CAES isotherme de surface:
La technologie de stockage d’air comprimé est basée sur une compression et une détente isotherme de l’air. Lors de la phase de compression, un fluide caloporteur (généralement de l’eau), est injectée dans le compresseur, et permet de récupérer la chaleur générée, de sorte que l’air est maintenu à température constante.
Lors de la détente, l’eau est de nouveau injectée dans le système, afin de restituer la chaleur stockée à l’air.
Un CAES isotherme consiste donc à extraire la chaleur de l’air au fur et à mesure
de sa compression (et non pas après sa compression comme dans le cas des
systèmes adiabatiques).
Ce système a un rendement théorique de l’ordre de 95 %.
Une application de ce concept a été notamment proposée par la société SustainX à Seabrook dans le New Hampshire. Le stockage d’air est réalisé en surface dans des pipelines.