Rapport CAS Technologies competitives - D'Dline 2020

Le stockage stationnaire d’énergie
2 Le stockage stationnaire d’électricité
L’évolution des réseaux électriques avec l’intégration croissante d’énergies
renouvelables intermittentes (éolien et solaire essentiellement), le développement de
nouveaux usages comme le véhicule hybride ou électrique et l’introduction d’un
pilotage des réseaux (demand/response) qui fera massivement appel aux technologies
de l’information, ainsi que l’avènement dans les marchés de l’électricité de marchés
de capacités, pourrait − voire devrait − se traduire par un fort développement du
stockage stationnaire de l’électricité, pour différents usages, à différentes échelles de
capacités et donc avec des technologies potentiellement très variées.
D’ores et déjà, en milieu insulaire, et en présence de taux élevé de pénétration
d’énergies renouvelables intermittentes (solaire ou éolien), le stockage de l’énergie
électrique est une composante importante de la stabilité du réseau et devient très
vite économiquement rentable compte tenu des prix de revient locaux de
l’électricité 1 .
2.1. Les principaux usages du stockage envisagés au service des réseaux
Lissage des pointes par les responsables d’équilibre
C’est la principale application actuelle. Sur le continent, les puissances adaptées à ce
type d’usage sont dans la gamme de 100 MW à 1 GW, pour des durées de
charge/décharge de plusieurs heures. Il s’agit essentiellement de stations de
pompages turbinages (STEP 2 ), et d’air comprimé (CAES 3 ), qui sont les moyens les
moins coûteux.
Au-delà de la concurrence des cycles combinés gaz, le stockage se trouve bien
entendu en concurrence lors des pointes avec les possibilités d’effacement de la
consommation d’électricité en industrie ou d’effacement diffus dans le secteur
résidentiel-tertiaire, option qui sera offerte par les smart grids.
Intégration des sources EnR intermittentes
Cette application plus récente requiert de fortes puissances (de 100 kW à 50 MW) qui
sont à dimensionner en fonction de l’équipement de production, ou du site à alimenter
(selon qu’il doit fonctionner de manière plus ou moins autonome). Ce type de
stockage nécessite une très bonne tenue en cyclage, une grande réactivité, de bons
rendements, et doit assurer des durées de décharge de quelques minutes à quelques
heures. Les technologies adaptées à cet usage sont nombreuses et n’ont pas toutes
atteint le même niveau de maturité. Là encore, les STEP et les CAES apparaissent
comme les moyens les plus économiques. On peut également citer les batteries, dont
les batteries Li-ion, Zebra, Na/S, les redox-flow, certaines batteries au Pb, voire, dans
un autre registre, la production d’hydrogène.
(1) En 2009, le coût du MWh a été de 120 à 280 euros selon les régions insulaires.
(2) Station de transfert d’énergie par pompage.
(3) Compressed Air Electricity Storage.
Centre d’analyse stratégique - 187 - Août 2012
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