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Energies renouvelables et solutions de stockage : un couplage nécessaire

L'essor des énergies renouvelables passe par un développement des solutions de stockage. Stations de pompages turbinages (Step) ou d'air comprimé (CAES), un panel d'outils existe. Le principal obstacle reste cependant leur modèle économique.

Energie  |    |  Dorothée Laperche Actu-Environnement.com
Energies renouvelables et solutions de stockage : un couplage nécessaire

"La puissance manquante pour l'alimentation électrique est estimée à 1,2 GW à partir de 2016", prévient le dernier bilan prévisionnel de l'équilibre offre demande du réseau de transport d'électricité (RTE) . Amélioration de l'efficacité énergétique, "effacement des consommations de pointe" grâce notamment aux smart grid, recourt à des centrales thermiques, développement des énergies renouvelables, différentes stratégies sont envisagées pour faire face à cette demande.

"Les scénarios analysent une pénétration significative des énergies renouvelables qui conduirait à une proportion de celles-ci dans le mix énergétique deux à trois fois supérieure à la proportion actuelle", pointe le rapport de RTE. La condition pour atteindre ce niveau de développement ? Un essor des solutions de stockage pour compenser l'intermittence des productions des énergies renouvelables. En Europe, le besoin de stockage pourrait ainsi atteindre 60 GW d'ici 2050 pour 15 % de taux d'éolien à 100 GW pour 30 % d'éolien d'après l'agence internationale de l'énergie (AIE). En point de repère, la capacité de stockage totale au niveau mondial est aujourd'hui de 100 GW.

Un potentiel de développement supérieur à 3 GW

Stations de pompages turbinages (Step) et d'air comprimé (CAES), batteries ou même production d'hydrogène, différentes possibilités de stockage existent. Le pompage hydraulique assure cependant la quasi-totalité de la réserve d'énergie mondiale (99 % de la puissance de stockage installée dans le monde).

"Actuellement nous ne disposons pas de solutions de stockage à grande échelle qui soient économiques à part les Step", confirme Jacques Percebois, directeur du centre de recherche en économie et droit de l'énergie (Creden). Si cette technologie requiert un investissement important au départ, elle s'avère en effet au final peu coûteuse (de l'ordre de 1 M€ par MW installé). Son principe de fonctionnement est simple : il repose sur la gravité.

Pendant les heures creuses, de l'électricité permet de pomper de l'eau d'une retenue située à un niveau inférieur vers une de plus hautes altitudes. Ensuite, pendant les heures de pointes, la chute de l'eau actionne des turbines qui produisent de l'électricité. Le Japon reste le pays qui comporte le plus de Step. Grâce à des aides gouvernementales, des technologies de stations avec un fonctionnement à vitesse variable, ou en eau de mer (installation de 30 MW à Okinawa) ont pu être développées.

En France, le centre d'analyse stratégique (Cas) considère que le potentiel de développement des Step serait supérieur à 3 GW. Celui-ci se heurte aujourd'hui à différents obstacles. Tout d'abord, d'une manière large, les solutions de stockage en France sont limitées par des contraintes financières. "Le modèle économique du stockage n'est aujourd'hui pas satisfaisant dans la mesure où les prix de l'électricité sur le marché sont bas, et les différences de prix entre heures creuses et de pointes ne sont pas suffisamment importantes", explique Jacques Percebois.

La valeur du stockage de l'énergie dépend en effet de l'heure de sa production et "mise en réserve". "Par exemple si des éoliennes produisent de l'électricité la nuit, durant une période où il y a un excès de production, juridiquement nous ne pouvons pas les arrêter – car elles sont prioritaires – celle-ci devra être stockée, détaille Jacques Percebois, ainsi les prix peuvent devenir négatifs : nous payons pour sortir l'énergie du réseau".

C'est ainsi que les Allemands achètent des capacités de stockage aux Suisses qui revendent ensuite l'électricité lors de périodes de pointe aux Italiens.

"Il existe une barrière tarifaire en France qui est le tarif d'utilisation du réseau public de l'électricité, entre 8 et 12 euro du MWh, déplore quant à lui Patrick Canal, délégué général du Club Stockage d'énergies, pour stocker de l'énergie nous payons le soutirage et ensuite à nouveau lors de l'injection d'électricité".

Mutualiser les services apportés par les unités de stockage

La feuille de route stratégique de l'Ademe" Les systèmes de stockage d'énergie" souligne la nécessité de mutualiser les services apportés par les unités de stockage - le lissage de la consommation, la gestion de congestions ponctuelles, etc. -pour les aider à atteindre un équilibre économique. Une autre des voies possibles pour le développement du stockage, selon l'agence, serait un système d'enchères temporelles qui permettraient à plusieurs acteurs d'accéder à un système de stockage.

"Aujourd'hui – réglementairement - il n'y a pas de possibilité de bénéficier du couplage des énergies intermittentes et des solutions de stockage comme une seule unité de production, contrairement à ce qui est fait en Allemagne" , regrette Patrick Canal.

Une étude réalisée par l'Ademe et l'Association technique énergie environnement (Atee) devrait être initiée prochainement. Elle se penchera sur l'analyse de la valeur du stockage, le jeu des acteurs, les modèles économiques et les réponses à des problématiques locales.

Réactions4 réactions à cet article

 

0n commence seulement a constater que les ENR issues des éoliennes n'offrent que tres peu d'interet s'il n'y a pas de stockage . Un exemple au Danemark si une société envoie de l'énergie dans le reseau en periode d'abondance elle doit payer une amende de 23cm d'euros par kWh. Les medias n'en parlent pas mais c'est une realité.
En dehors des batteries beaucoup trop couteuses il n'existe pas aujourd'hui de solution efficace en dehors des STEP ; Parlons de l'air comprimé les allemands ont a Huntdorf une station son rendement est de 40% quel gaspillage d'énergie ! peut etre que nous aurons un meilleur système dans qq années avec echangeur mais c'est loin d'etre une réalité
L'hydrogène ne sera pas valable car les pertes d'energie au stockage (compression) sont importantes et surtout le rendement de la transformation de l'énergie contenue dans l'hydrogene en electricite ou en mécanique est beaucoup trop faible. Dans un contexte futur d'energie propre couteuse on ne pourra pas perdre de l'energie.....
La seule solution consite a développer de nouvelles STEP pour bien profiter des avantages de l'eolien. Quand au solaire photovoltaique ce n'est pas de l'intermittence mais une inscription aux abonés absents pendant 3 mois d'hiver

fleurent | 11 septembre 2012 à 00h07
 
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Shadocks pas morts !

Ainsi on pomperait l'eau pour la faire redescendre; oui mais avec quel rendement global ?
D'autre part on sait que, en France, tous les sites pouvant convenir à cette technique sont saturés .
Encore une fois il apparaît évident que la seule issue à la crise de l'énergie se trouve dans la chasse aux gaspillages. Ensuite, mais seulement ensuite on pourra savoir l'énergie indispensable.

sirius | 11 septembre 2012 à 10h27
 
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@sirius:
"Ainsi on pomperait l'eau pour la faire redescendre; oui mais avec quel rendement global ?"

Le rendement du pompage turbinage est de 85 %.
Il faut aussi rajouter les pertes en lignes dues au transport du courant sur les lignes à hautes tensions entre les éoliennes et la STEP; ces pertes sont fonction de la distance entre les deux sites.
Avec 5%, on a donc un rendement global d'environ 80%. Pas mal, non?

"D'autre part on sait que, en France, tous les sites pouvant convenir à cette technique sont saturés ."
Non. On pourrait par exemple équiper des sites en bord de mer.

La chasse aux gaspillages est cependant la priorité.

baric | 11 septembre 2012 à 11h39
 
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Et le modèle financier là-dedans ? Est-il normal que RTE qui a le quasi-monopole de la distribution d'électricité ponctionne largement aussi bien les fournisseurs que les consommateurs (afin de maintenir des ressources pour faire perdurer son modèle de "business as usual") nuisant ainsi au développement de nombreuses initiatives ?

Elie | 13 septembre 2012 à 15h02
 
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