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Pourquoi et comment réussir à maîtriser le stockage de l'énergie ?

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(Crédits : EDF)
Qualifié d’ « hautement stratégique » par la France en 2013, le marché mondial du stockage de l’énergie pourrait représenter 100 milliards de dollars sur la prochaine décennie. Le but : disposer d’un outil de sécurité et de flexibilité énergétique tout en verdissant un secteur central dans la mise en œuvre du développement durable.

Le système énergétique français est mondialement reconnu pour sa fiabilité et sa sécurité d'approvisionnement. Et c'est pour sauvegarder cet atout que la France s'est largement investie dans la recherche sur le stockage de l'énergie.

Car la pénétration de plus en plus importante des énergies renouvelables (EnR), un choix réaffirmé dans le projet de loi de transition pour une croissance verte, nécessiterait à moyen et long termes de faire évoluer ses outils de pilotage.

« Le stockage de l'énergie s'impose comme une des réponses à des besoins grandissants de flexibilité ; la diversité des technologies permettra de faciliter l'exploitation des systèmes énergétiques (par exemple en participant à l'équilibre offre/demande d'énergie) et de limiter les risques de coupure, explique Nicolas Tonnet, animateur de recherche dans le service « Recherche et Technologies Avancées » de l'ADEME. Et plus le taux de pénétration des EnR sera fort, plus ce besoin de flexibilité sera important ».

En effet, si toutes les énergies renouvelables ne sont pas fluctuantes, à l'image des centrales biomasse ou de la géothermie, les productions photovoltaïques et éoliennes évoluent dans le temps selon les conditions climatiques. Des solutions de stockage permettraient donc par exemple d'absorber le surplus d'énergie produite à une heure d'intense ensoleillement ou de vents forts pour le restituer ensuite en période de forte demande, par exemple le soir en rentrant du travail.

La France bien préparée pour 2030

La France possède déjà d'importantes installations de stockage d'électricité pour une puissance totale de 17,3 GW (principalement des barrages hydrauliques avec réservoirs). Car le stockage d'énergie a toujours été nécessaire pour faire face à des imprévus et équilibrer les réseaux.

Cette capacité devrait lui permettre d'accueillir sans investissements majeurs les 32% d'énergies renouvelables souhaitées par la France d'ici à 2030. C'est ce que conclue une étude sur le potentiel de stockage de la France, (http://www.ademe.fr/sites/default/files/assets/documents/91172_rapport-potentiel-stockage-energie.pdf)  parue fin 2013. « A horizon 2030, les besoins de stockage d'électricité sur des cycles journaliers restent similaires au contexte actuel », écrivent ses auteurs.

Concrètement, cela signifie que la production photovoltaïque quotidienne ne perturbera pas l'équilibre de production d'ici 2030, pour une puissance disponible comprise entre 20 et 30 GW. En revanche, la production éolienne, dont la puissance serait comprise entre 30 et 46 GW, et qui a des cycles de production de plusieurs jours (en fonction du régime des vents) entraînera, selon les experts, « une augmentation des besoins de flexibilité au sein d'une semaine de près de 50% par rapport à la situation actuelle ».

Et pour y faire face, estiment-ils, il existe encore un potentiel de 1 à 1,5 GW de stations de transfert d'énergie par pompage (STEP), sortes de retenues d'eau en altitude, mais aussi la possibilité de piloter plus dynamiquement la demande en utilisant par exemple les ballons d'eau chaude comme moyen de stockage aux heures les plus chaudes de la journée. Ou encore en favorisant l'efficacité énergétique via des systèmes intelligents.

D'ici quinze ans donc, la France métropolitaine a peu d'inquiétudes à se faire en matière de maîtrise du stockage de l'énergie. Mais dans les départements d'Outre-Mer déjà la pénétration des EnR dépasse 25%, et à l'avenir la France pourrait bien en accueillir plus de 60%. L'étude recommande donc, à court terme, « non pas la mise en place massive de stockage électrique, mais de favoriser des projets R&D en amont ou de démonstration visant à développer les solutions de stockage d'électricité susceptibles d'accompagner, après 2030, l'augmentation de la part des EnR dans le mix de façon compétitive ».

Pour l'après 2030, des territoires impliqués

De nombreuses technologies sont ainsi à l'essai, des batteries sodium-soufre au stockage sous forme d'air comprimé en passant par l'hydrogène ou les très prometteurs volants d'inertie. Elles permettront via leurs différentes caractéristiques de répondre à des besoins à court ou moyen termes, comme le lissage de la production par exemple.

« Mais pour réussir, les innovations techniques ne suffiront pas », avertit Nicolas Tonnet. « Si une dynamique est en cours, il faut bien se rendre compte que le stockage répond à des besoins de pilotage des systèmes énergétiques et permet une réelle valorisation de la production renouvelable », souligne-t-il.

Ainsi, les territoires qui miseront sur un fort déploiement des énergies renouvelables devront monter en compétences sur la planification et l'exploitation de leurs systèmes énergétiques, en collaboration avec des partenaires privés et publics

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a écrit le 04/11/2015 à 14:28 :
Les techniques de stockage d'air comprimé adiabatique comme celle de Lightsail Energy offrent d'importantes perspectives, car peu de matière première employée ni pollution, coût modeste, durée de stockage importante et large gamme d'utilisations de l'individuel à bien plus important pour les énergies renouvelables intermittentes. Le principe est assez simple et le système en plus très fiable mais il fallait le mettre en pratique : http://www.usine-digitale.fr/article/90-des-entrepreneurs-gaspillent-leurs-talents-selon-danielle-fong-cofondatrice-de-lightsail-energy.N348949 De même pour la production d'énergie, les routes solaires (+ parkings, revêtements etc) telles celles de Colas entre autres avec un rendement de 15% et une durabilité importante ont de d'assez vastes applications aussi parmi plusieurs techniques de pointe à citer. C'est la combinaison de l'ensemble de techniques optimales qui apporte l'indépendance énergétique et technologique et la fiabilité de la fourniture d'énergie. Il n'y a plus lieu d'avoir une fourniture centralisée et un lobby qui freine les évolutions mais au contraire la liberté pour les régions, villes, communes, particuliers sans opposer telle ou telle énergie à une autre mais d'en faire un bilan avec tous les paramètres objectifs non partisans.
a écrit le 13/09/2015 à 14:12 :
Ce sont surtout les moyens de production ajustables comme le nucléaire, au delà des moyens de stockage existants, qui permettront en effet d'introduire (à grands frais pour les consommateurs via la taxe CSPE) jusqu'à 30% d'énergies renouvelables dans notre mix de production. L'hydraulique, non intermittent, étant inclus dans ce chiffre et comptant pour environ 12%.
Mais au delà, les moyens de stockage actuels (batteries et STEP), dont la capacité n'excède pas la journée à la semaine, il faudra inventer des moyens de stockage "intersaisonniers" pour disposer l'hiver des surplus d'électricité produits l'été. Et sur ce domaine on n'est encore qu'au stade d'essais de laboratoire.
C'est pourquoi le nucléaire reste une alternative plus que crédible, surtout avec le passage à la 4ème génération (sugénérateurs) dans 25 ans : l'utilisation du combustible uranium y sera tellement optimisée que les ressources connues permettent d'espérer produire 1 à 2 millénaires grâce à cette technologie. Bien plus qu'il n'en faut pour envisager le nucléaire par fusion dont le combustible est quasiment inépuisable.
Surprenant que l'ADEME n'aborde pas cette voie beaucoup plus mûre industriellement que celle du stockage associé à des énergies intermittentes.
a écrit le 10/09/2015 à 11:37 :
Il est clair que la production électrique des barrages est la plus fiable. Ca tombe bien, ils sont en cours de privatisation... Nous payerons donc de plus en plus cher.

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