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

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, 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

** Etude Ademe (.pdf) disponible ici

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40 Commentaires sur "Pourquoi et comment réussir à maîtriser le stockage de l’énergie ?"

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Reivilo
Invité

Le rapport de l’ADEME date de 2013 mais il a l’avantage de développer une analyse technique et économique de toutes les solutions, et elles sont nombreuses, qui vont pouvoir accompagner le développement des EnR électriques variables. Beaucoup de solutions et de technologies à explorer et des milliers d’emplois à prévoir dans ce secteur prometteur !

gaga42
Invité

Donc concrètement, si on lit entre les lignes de l’Ademe et si on a un peu de culture scientifique, on voit bien qu’à moyen terme (15 ans), seul le stockage hydraulique sera disponible pour des stockages massifs au moins hebdomadaires. Pas gagné quand on voit le patacaisse provoqué par une petite retenue de qq ha, Sivens…

Verdarie
Invité
gaga 42 C’est pour cette raison qu’il ne faut pas se limiter à l’existant et croire dans l’innovation pour trouver d’autres solutions. Ce que ne souligne pas ce rapport c’est que développer le stockage pourrait être une solution économique pour mieux répartir les producteurs éoliens ou photovoltaïques. Par exemple si avec un stockage économique on peut stocker à Marseille la production électrique de Dunkerque ou l’inverse. On limite les besoins en moyens de production pour augmenter les capacités de stockage qui eux peuvent répondre à tous les besoins s’ils sont justement quantifiés et dimensionnés. De plus gèrer un stockage c’est… Lire plus »
Pastilleverte
Invité

1/ le stockage est (devrait être) l’axe stratégique de la “transition énergétique” 2/ lres step, les step, les step. il me semblait avoir lu qque part que les capacités supplémenti=res de “step” n’étaient pas si évidentes que ela à trouver; il faudrait que je retrouve les références;

Dan1
Invité

Voilà un lien pour trouver les capacités des STEP française : J’en ai déjà donné d’autres.

jmdesp
Invité

Lisez donc le rapport 100% renouvelable en 2050. Même si en rentrant dans le détail, un certain nombre d’hypothèse sont peu réalistes, il met par contre très bien en évidence que dans un paysage 100% renouvelable on ne peut pas se permettre de développer les énergie renouvelable n’importe où, même en supposant des capacité de stockage importante et peu couteues, à cause de la taille des flux électrique que cela engendrerait.

Sicetaitsimple
Invité
On a déjà parlé fin 22013 de cette étude commanditée par l’ADEME, qui est plutôt d’un meilleur niveau que certaines,c’était ici: Je me permet de recopier un de mes commentaires de l’époque: Petit lait “Nous recommandons donc à court terme, non pas la mise en place massive de stockage électrique, mais de favoriser des projets de R&D amont ou de démonstration visant à développer les solutions de stockage stationnaire d’électricité susceptibles de permettre, après 2030, l’augmentation de la part des EnR dans le mix de façon compétitive. ” Je dois avouer boire du petit lait, je ne vais pas donner… Lire plus »
Sicetaitsimple
Invité

“Ce que ne souligne pas ce rapport c’est que développer le stockage pourrait être une solution économique pour mieux répartir les producteurs éoliens ou photovoltaïques.Par exemple si avec un stockage économique on peut stocker à Marseille la production électrique de Dunkerque ou l’inverse. ” Si vous voulez dire par là qu’il faut concentrer de l’éolien à Dunkerque et du PV à Marseilles et stocker, je plussoies avec JMDESP, c’est “économiquement ” ( c’est votre terme) la solution la plus con.

Dan1
Invité

A badrien “Que vont peser nos pauvres 5 GW de STEP ? Combien d’heures vont-ils tenir ?” Si vous reprenez le document que j’ai cité via le lien, vous avez la réponse : les step française peuvent stocker environ 100 GWh, ce qui représente entre 1 heure et 3 heures de consommation d’électricité… après il faut penser à mettre les pompes en route et a recharger le lac amont.

Verdarie
Invité
Lorsqu’il ne comprend pas,Sicetaitsimple devient grossier ?…Parce que chacun a pu constater ici, comme il était intelligent !…..Regardez,il vous l’a dit !…Il boit du petit lait ? C’est pourtant facile de comprendre !..Pour prendre un exemple imagé, il suffit de regarder comment les centrales atomiques ont été implantées sur le territoire.Les a t’on mises n’importe ou ? Non, bien sûr….Pourquoi ?Parce qu’il leurs faut beaucoup d’eau pour faire de la vapeur et pour refroidir. Ceci veut dire qu’on implante ces usines au plus près des besoins en tenant compte de l’apport d’eau et des risques. Pour les Enr c’est pareil… Lire plus »
Dan1
Invité
“Mais ce qui reste évident pour moi,c’est que: si la production ne peut pas se faire partout, rien n’empêche que le stockage puisse pas être répartit. Ne disposons nous pas d’un stockage dans nos véhicules ?” Nous savons déjà tout cela, mais le savoir ne change rien à la complexité du problème : Je reprends le passage intéressant : “Mais avant d’en arriver là, il faut améliorer très significativement la densité énergétique des batteries et le coût. La Zoé, c’est 22 kWh utile pour 290 kg (13,2 kg/kWh). Un bête réservoir de 40 litres de gazole utilisables, c’est 50 kg… Lire plus »
Verdarie
Invité

Dan1 Ce que j’assaye de faire comprendre c’est qu’il n’y a pas d’obstacle au stockage et que celui ci pourrait être rentable puiqu’il pourrait remplacer un équipement dont la rentabilité reste à prouver. Les obstacles du stockage sont liés à ce qui produit la force ?

Sicetaitsimple
Invité
Excusez moi, ça m’a échappé mais parce que ça venait certainement du coeur! Il y a un principe très simple en matière de réseau electrique, c’est d’essayer d’avoir autant que faire se peut une production à peu près en phase avec la consommation à une maille géographique disons “régionale” (pas région adminitrative, mais en gros la même taille). Bien entendu ce n’est pas rigoureusement possible, et parfois on en est loin, pour les raisons que vous évoquez ( besoin d’eau pour les centrales thermiques, besoin de dénivellé pour les centrales de lac,….). Mais s’agissant de PV ou d’éolien, il faudra… Lire plus »
Sicetaitsimple
Invité
Vous pouvez toujours l’affirmer, mais d’un point de vue collectif c’est faux, au moins aux conditions actuelles en France continentale ( ça pourrait être différent à court terme dans les ZNI). Je vous parle du stockage d’électricité pour retour à l’électricité, pas de pilotage de la demande, de substitution à du thermique, de services systèmes,… voir l’étude Ademe qui de ce point de vue dresse un catalogue interessant. On va prendre un exemple simple: Quelqu’un (lr83?) parlait l’autre jour d’un kit PV 3kW+ stockage de 6kWh à 11000€, mettons 10000 pour avoir un chiffre rond. Mettons que la partie production… Lire plus »
dan1
Invité

Je suis toujours assez supris que pour des raisons assez dogmatiques, on en arrive à proner le chacun pour soi en matière de production d’électricité : Pourtant, le réseau est bâti selon des principes de mutualisation, de solidarité et d’efficacité économique. L’autonomie, voire l’autarcie, c’est plutôt le retour du chacun pour soi. M’enfin, on a pas forcément les mêmes valeurs.

Djed
Invité

Euh, Sicetaitsimple,il y a comme un oubli dans votre démonstration. Que fait ont les jours ou l’ensoleillement accuse un grave déficit ?? Ces jours sont très courants de fin octobre et début novembre jusqu’à,au moins,à la mi mars(5 mois environ,c’est pas rien). Vous n’abordez pas cet aspect important du problème,obligeant à avoir du stockage.

Sicetaitsimple
Invité

C’est exact, le soleil brille assez peu entre Novembre et Février…. Il y a un coté positif, c’est que ça permet d’économiser de la durée de vie de la batterie dans le schéma 3kW+ 6kWh de stockage!

Dan1
Invité

A badrien. Nous sommes d’accord sur le fait que les STEP française ne sont pas à la hauteur du besoin en stockage de masse à longue constante de temps qui permettrait aux EnR intermittentes de supplanter le FOSSILE (et accessoirement le fissile). Je me permets de rappeler un commentaire de marius76 (qui n’intervient plus sur Enerzine) du 4 décembre 2010 qui fait une synthèse des types de STEP : Il serait donc possible d’améliorer un peu le productible, mais cela ne changerait pas les ordres de grandeur.

lr83
Invité
Excellent ! La démonstration de SicetaitSimple ci-dessus à 18:34 + le constat exact de Dan1 qui suit résume parfaitement le problème. Il montre en effet que le stockage “isolé” à domicile est stupide car effectivement on a un des meilleurs réseaux du monde. Dépenser une fortune pour stocker quelques malheureux kWh alors que cette énergie pourrait être utilisé en direct par votre voisin est stupide. Il est bien plus pertinent d’utiliser cet argent pour augmenter ses moyens de production. Pourquoi ne le fait-on alors pas ? Simplement parce qu’actuellement, une solution simple de type Ne-tMetering n’existe pas. Ce qu’on a… Lire plus »
Vertdeterre
Invité
Le stockage local pour satisfaire le voisin est idiot. Mais le pb n’est pas là. Le problème est (de mon point de vue …) : – il faut une production globale à hauteur de la consommation (avec ou sans stockage) qqsoit l’énergie finale – si on réduit les besoins crétins (mauvaise isolation, politique aménagement territoire imbécile impliquant des transports considérables, efficacité énergétique, ..) – et si on passe raisonnablement aux EnR seules : – il faut un stockage court terme (2-3 heures passer les pointes quotidiennes) – il faut un stockage semi-annuel (production forte été, consommation forte hiver – lumière… Lire plus »
Sicetaitsimple
Invité

“c’est juste d’avoir un compteur permettant simplement de compter les surplus injectés sur le réseau qui seront juste rémunérer au prix du marché (par exemple, dans mon cas actuellement 9,17c€/kWh)”. Ah bon, vous devenez distributeur quand vous injectez sur le réseau, pour prétendre capter sa rémunération? Non, vous êtes juste producteur et ce à quoi vous pouvez légitimement prétendre c’est le prix de l’énergie, soit (environ et en moyenne actuellement) 4 à 5c€/kWh.

Sicetaitsimple
Invité

Welcome. La question est (une fois admis les EnR) : Comment on résoud ces 2 stockages indispensables (court et long terme) ? Heureusement qu’on vous a pour enfin poser les vrais questions! Des idées de réponse, peut-être???

Sicetaitsimple
Invité
Il y a visiblement un tabou chez les fans “à tout prix” des ENR intermittentes, c’est le “curtailment”, c’est-à-dire en bon français “la réduction volontaire de la production à certains moments “. Pas de ça, il faut absolument éviter le gachis et “stocker”. J’ai cependant montré un peu au-dessus, sur un cas spécifique, que c’était bien plus efficient économiquement de réduire momentanément la production que de stocker. Ca me rappelle des dizaines de pots de confiture absolument inutiles mais “stockés” pour ne pas gacher, lesquels pots étaient généralement jetés deux ou trois ans après….. La confiture c’est un choix personnel,… Lire plus »
energiestr
Invité
Chez ENERGIESTRO nous développons des volants de stockage à faible coût (en béton). Nous ne prétendons pas résoudre tous les problèmes, mais nos volants vont permettre de ne plus limiter le solaire PV à 30% de la puissance comme c’est la cas actuellement sur les petits réseaux insulaires (Corse, DOM, TOM…). On pourra même monter au delà de 100% puisque l’excès d’énergie en milieu de journée sera stocké jusqu’au soir. A plus long terme les calculs financiers montrent qu’une association PV+stockage a tout intérêt à être installée là où il y a beaucoup de soleil : dans les déserts où… Lire plus »
Herve
Invité

“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)” Je doute qu’on dispose d’autant de “stockage”. car le terme “stockage” implique une puissance de pompage equivalente. De mémoire on a 5GW de steps + quelques chose comme 3GW supplementaires de pompage de transfert… Si le gisement hydraulique est considéré comme un stockage car il n’est pas réversible, ou alors il serait alors normal d’y adjoindre les stocks représentés par les centrales thermiques (stock d’uranium, de petrole, gaz…)

Dan1
Invité
On va d’abord essayer d’estimer les capacités de stockage en GWh (quantité d’énergie) et non pas en MW (puissance installée). Ce sera plus sérieux. Dans le document que j’ai cité : “Expérience d’EDF dans l’exploitation des STEP”, les choses sont très claires concernant le véritable stockage d’électricité et non pas d’eau par alimentation gravitaire. De toute façon pour le stockage pur, on a grosso modo, 5 GW et 100 GWh disponibles. Je donne le chiffre pour la plus puissante Grand-Maison : Puissance turbinage = 1 790 MW Constante de temps = 30 heures Productible uniquement stockage en une seule “passe”… Lire plus »
Herve
Invité
Oui, cela dit, la puissance est importante aussi. Si vous avez une surproduction solaire de 20Gw pdt 2h, ça rentrerait en volume dans grandmaison, mais la puissance n’y est pas… J’avais visité celle de Montezic l’an dernier. De mémoire, en moyenne ils inversent le sens de fonctionnement 10x / jour. Le plus souvent c’est un coup de pompage par ci, un coup de turbinage par la. Pareil pour les centrales de lac plus classiques, j’en avait visité une en visite privée avec un gars de l’EDF qui y bossait. Pendant la visite qui a du durrer 3h environ, l’un des… Lire plus »
Vertdeterre
Invité
Stockage versus usage Lorsque les français auront compris l’intéret des EnR versus les énergies fossiles (et non pas le seul cout immédiat), il viendra le pb de la disponibilité versus la production. Quand il fait soleil, quand il y a du vent, quand il y a des grosses vagues, du courant, .. Ce sera un peu comme dans l’agriculture, on fait les foins quand il fait beau (ou alors ça pourrit, ou alors il faut bcp de fuel pour secher), on fera la lessive à ces moments. Où est le problème sinon une adaptation à une contrainte (la technologie résoud… Lire plus »
Dan1
Invité
Oui, bien sûr la puissance est très précieuse quand il s’agit de soutenir le réseau aux heures de pointe. Là, pas besoin de vider le réservoir du haut pour remplir celui du bas (limite physique de Grand-Maison, il faut injecter la bonne puissance au bon moment et évidemment tenir compte des limites des lignes à haute tension. Mais là encore la limite est clair en STEP stockage d’électricité, nous avons 4,94 GW en turbinage et 4,17 GW en pompage. Si vous prenez le gravitaire c’est très différent mais pas forcément plus simple car il faut éviter que les barrages débordent,… Lire plus »
Sicetaitsimple
Invité

Lorsque les français auront compris l’intéret des EnR versus les énergies fossiles (, il viendra le pb de la disponibilité versus la production. Quand il fait soleil, quand il y a du vent, quand il y a des grosses vagues, du courant, .. On ne peut pas réellement en vouloir aux francais de ne pas comprendre, puisque s’agissant d’électricité , le fossile est réduit à la portion congrue et en baisse. 27TWh soit 5% de la production totale en 2014. Cf. p15 de

Sicetaitsimple
Invité
sur le premier point. Devant les “cabris” qui sautent en l’air à chaque annonce médiatique sur le stockage, j’avoue être très interessé par l’avis d’un professionnel développeur de systèmes de stokage qui dit “L’intérêt du stockage en France métropolitaine n’est en revanche pas si évident.”. Parce que c’est exactement ce que je dis et depuis longtemps, avec un réseau solide et des interconnexions comme en Europe, le stockage (au sens réllement stockage, il y a de la place pour des services de régulation de fréquence ou de tension) n’a pour l’instant au moins assez peu d’intéret. Bien entendu dans des… Lire plus »
Verdarie
Invité
Sicetaitsimple Pour parler de ma solution, je peux juste vous dire que la production pourra s’étaler sur plusieurs jours en fonction du dimensionnement de la machine. Qu’une machine plus grosse demandera plus de stockage mais sera plus puissante.Que ce stockage est tout à fait réalisable pour stocker en masse et à fortiori en quantité limité. Que ce type de stockage pourra être installé partout sur une faible surface donc positionné au mieux en fonction des besoins. Comprenez que sans être spécialiste de l’énergie, c’est le fonctionnement des moteurs qui m’intéresse en priorité ! L’avantage que j’ai sur vous c’est de… Lire plus »
Sicetaitsimple
Invité

C’est vrai que vous avez un sacré avantage, par rapport à moi et beaucoup d’autres, c’est que vous êtes le seul à savoir de quoi il retourne! Ceci dit, plus c’est gros et plus c’est puissant, attention là vous commencez à dévoiler des secrets…..Pareil pour plus c’est gros et plus ça stocke. Cest techniquement révolutionnaire…

energiestr
Invité

Le problème du PV en Europe, ce n’est pas que l’intermittence jour/nuit (que nous devrions bientôt régler avec nos volants en béton) : c’est surtout la variation été/hiver. Avec beaucoup de PV, on se retrouvera avec une surproduction en été et une pénurie en hiver. C’est pourquoi il est plus intéressant de placer le PV dans un endroit très ensoleillé en hiver comme le Sahara. Au Royaume-Uni, certains pensent qu’il vaudrait mieux relancer DESERTEC que lancer des EPR !

Verdarie
Invité

energiestr Ce que vous dites me semblait évident mais il n’est nul besoin de relancer DESERTECH.

Sicetaitsimple
Invité

Je suis d’accord avec votre diagnostic sur jour/nuit et été/hiver pour le PV en Europe. Mais ce n’est pas Desertec qui va résoudre le problème. L’Europe et l’Afrique du Nord sont relativement synchrones en termes d’ensoleillement (jour et nuit, été/hiver), même si globalement il y a bien sûr plus d’ensoleillement en Affrique du Nord.

Sicetaitsimple
Invité
“Au Royaume-Uni, certains pensent qu’il vaudrait mieux relancer DESERTEC que lancer des EPR !”. Si vous le dites , peut-être…Je pense que les gens qui disent ça n’ont juste aucune notion de ce dont quoi ils parlent. Le problème du RU, c’est un problème à court terme ( moins de 10 ans) d’équilibre offre-demande. De ce point de vue, les retards successifs d’Hinkley Point posent effectivement un problème car le projet risque (s’il se fait) d’arriver trop tard pour contribuer à boucher le trou, et les britaniques vont certainement devoir le faire avec des cycles combinés gaz. Ce n’est en… Lire plus »
Dan1
Invité

Fessenheim, c’était pour faire plaisir aux “écologistes” en 2012. Sera-t-il nécessaire de leur faire plaisir lors de la campagne 2017 ?

Verdarie
Invité

Jmdesp Ce que vous dites est très juste,et justifie ma circonspection, mais l’intérêt de ce que je propose en plus d’être intéressant pour le stockage énergétique, c’est sans doute de pouvoir s’intégrer au véhicule électrique pour lui apporter l’autonomie dont il à besoin pour se développer.

Sicetaitsimple
Invité

entre France et RU? Non, on en est loin, où alors à des échéances très éloignées.

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