Le secteur de l’énergie est le premier grand responsable des émissions de gaz à effet de serre. La réduction des émissions de ce secteur pour lutter contre le changement climatique est une priorité qui pose des défis de recherche et d’innovation considérables. Parmi ces défis, le stockage de l’énergie est souvent considéré comme le Saint Graal, il pourrait être amené jouer un rôle clé à plusieurs conditions.

Cet article a également été publié dans Les Echos le 18 mai 2017.

Pour plus d’informations, retrouvez Jean-François Le Romancer, animateur de la formation : « Stockage de l’énergie : quel rôle clé dans la transition énergétique ? »

Tout d’abord, il est nécessaire de prendre la mesure des enjeux et d’avoir une vision claire du système énergétique : la population humaine mondiale augmente d’environ 250 000 habitants par jour, plus d’un milliard de personnes n’ont pas accès à l’électricité et 80 % de la demande en énergie primaire mondiale est encore assurée par les énergies fossiles. Pour réduire les émissions de carbone du système énergétique mondial, il sera nécessaire d’agir sur les modes de production et de consommation.

En jouant le rôle de tampon entre la production et la consommation, le stockage de l’énergie est une voie très prometteuse. Toutefois, les contraintes économiques ou réglementaires à court terme et l’insuffisance des visions long terme, laissent parfois peu de place aux développements de technologies innovantes pourtant les plus à même de transformer en profondeur le système énergétique.

Bien sûr, le stockage d’électricité est très présent dans l’actualité, notamment grâce aux batteries Li-ion qui ont bénéficié d’importants développements réalisés dans le domaine de l’automobile et qui commencent à trouver aujourd’hui leur marché dans le secteur stationnaire. On peut citer le secteur résidentiel avec l’autoconsommation de productions renouvelables, notamment d’origine photovoltaïque.

Cette croissance exponentielle du marché des batteries Li-ion depuis une dizaine d’année, pourrait faire oublier que non seulement le stockage massif d’électricité, à travers le stockage gravitaire dans les stations de transfert d’énergie par pompage-turbinage (STEP), constitue 97% des installations de stockage actuellement connectées au réseau, mais qu’en plus les STEP représenteront, en puissance, plus de 90% des nouvelles installations de stockage d’électricité dans la prochaine décennie.

C’est pourquoi, à côté des batteries Li-ion et des STEP se développent d’autres technologiques de stockage de moyennes et grandes capacités sans les contraintes de localisation des STEP qui doivent s’implanter dans les régions montagneuses. On peut citer les systèmes par air comprimé avec stockage en enceintes pressurisées, les batteries redox à circulation ou encore les systèmes thermodynamiques qui utilisent des stockages thermiques. Ces technologies de stockage massif peuvent apporter des services complémentaires sur toute la chaine de valeur de l’électricité, de la production à la consommation, par exemple en participant lors des périodes de pointes à décongestionner le réseau ou à déplacer dans le temps la consommation d’un électro-intensif.

Les bénéfices de ces technologies seront un atout précieux pour intégrer massivement les énergies renouvelables sur les réseaux électriques tout en limitant les risques. En effet, l’Europe par exemple accueille chaque année environ 10 GW de nouvelles puissances éoliennes mais ces installations sont concentrées dans certaines régions qui ne coïncident pas forcément avec les grands centres de consommations, ni avec les zones propices aux STEP. A long terme, c’est la sécurité des réseaux électrique qui est en jeu.

Au niveau mondial, les besoins en stockage à l’horizon 2050 sont immenses. L’Agence Internationale de l’Energie parle de plusieurs dizaines de GW aux USA, en Chine, en Inde et dans l’Union Européenne. En Europe, de récentes études estiment qu’il faudrait doubler les puissances installées. En France, cela se traduit aussi par un doublement des puissances installées qui sont aujourd’hui assurées principalement par des STEP. On parle ici de plusieurs GW de nouvelles installations et des technologies autres que les STEP seront nécessaires car les sites adaptés à ces dernières seront insuffisants, les projets trop coûteux ou difficilement acceptés par la population.

Les technologies de stockage massif permettent de se substituer à des centrales de pointes basées sur les énergies fossiles mais leur développement est encore pénalisé. Du point de vue des investisseurs, ces développements sont jugés risqués car il s’agit d’importants projets industriels avec des cycles de développements longs, des besoins en fonds propres importants et un contexte réglementaire aujourd’hui encore peu favorable.

Les législateurs commencent à prendre conscience que le stockage est un atout pour les réseaux et qu’il doit être rémunéré à juste titre. Pour l’instant, cela concerne principalement les systèmes de stockage rapides comme les batteries pour des applications en puissance. En France par exemple, on peut noter un premier pas en avant dans les Zones Non Interconnectées où les gestionnaires de réseaux pourront opérer des systèmes de stockage d’électricité qui seront financés dans la limite des surcoûts de production qu’ils permettent d’éviter.

En conclusion, les besoins à moyen terme en nouvelles technologies de stockage de l’énergie sont massifs et évidents. Des progrès considérables ont été réalisés ces dernières années dans le domaine des batteries mais le problème du stockage n’est pas résolu pour autant. C’est particulièrement vrai pour les solutions à grandes échelles pour lesquels de nombreuses technologies font l’objet de recherches intensives. Mais ces développements, porteurs d’enjeux industriels et de sens au niveau mondial, nécessitent souvent une vision long terme. Ils n’attireront les investisseurs que lorsque le contexte réglementaire aura suffisamment évolué en leur faveur pour rendre les modèles économiques accessibles aux acteurs du marché. En bâtissant la vision stratégique indispensable et en élaborant les mesures adaptées, les états permettront aux technologies de stockage d’énergie de contribuer à la réduction massive des émissions de carbone du système énergétique mondial et à la réussite de la transition énergétique.

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