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RÉSUMÉ
Dans cet article sont décrits les différents types du stockage stationnaire d'électricité associés aux énergies renouvelables intermittentes solaire ou éolienne : dans des batteries pour des sites isolés, pour les véhicules électriques ou pour de l'autoconsommation solaire, mais aussi dans des stations de transfert d'énergie par pompage STEP. Les perspectives de développement technologique et les conditions à respecter pour concevoir et installer un stockage lithium-ion de grande taille sont particulièrement étudiées.
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-
Denis LEFEBVRE : Ingénieur Supelec - Directeur Prospective, QUADRAN, Béziers, France
INTRODUCTION
Dans un contexte de très fort développement du stockage stationnaire d’électricité, principalement lié au développement des énergies renouvelables intermittentes, un système de stockage stationnaire est associé à une production d’électricité renouvelable.
Avec le développement du véhicule électrique, le prix des batteries lithium-ion a été divisé par 2 entre 2014 et 2016. Cela a permis à la puissance installée mondiale de stockage d’électricité stationnaire de dépasser 1 GW en 2016. Les nouvelles capacités de stockage sont surtout installées dans les pays du Nord, en grande partie pour soutenir le développement des énergies renouvelables.
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Intérêt du stockage pour les énergies renouvelables
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1. Marché du stockage stationnaire
1.1 Bref historique
Le stockage d’énergie électrique pour les besoins du réseau existe depuis les années 1930. Construite en 1933, la station de transfert d’énergie par pompage (STEP) du Lac Noir fut la première de France. Ces STEP se sont développées principalement à partir des années 1970-1980, pour accompagner le développement du nucléaire (France, Allemagne, Espagne, Italie). Elles sont utilisées pour lisser la courbe de consommation (déplacement de consommation des heures de pointe vers les heures creuses) et permettre une production plus stable des centrales nucléaires.
Les STEP (station de transfert d’énergie par pompage) (figure 1) permettent de stocker l’énergie sous forme d’énergie potentielle. De l’eau est transférée entre un bassin haut et un bassin bas (lacs, bassins artificiels, mer ou océan). Le stockage d’énergie s’effectue par pompage de l’eau du bas vers le haut. Le déstockage s’effectue par turbinage, de manière conventionnelle.
Après un ralentissement dans les années 1990-2005, on assiste à une reprise du développement des STEP en Europe, mais surtout à l’éclosion de nouvelles technologies de stockage d’électricité, liées au développement du véhicule électrique et des énergies renouvelables.
Au début des années 2000, de très nombreux projets de recherche liés aux énergies renouvelables ou aux réseaux électriques intelligents (smartgrids ) intègrent un moyen de stockage. Le stockage n’a pas encore atteint un seuil de rentabilité et ces projets sont largement subventionnés.
Depuis 2015, le marché du stockage, encore embryonnaire quelques années auparavant, évolue très vite. Cela est lié à la conjonction de plusieurs facteurs :
-
baisse du prix des batteries lithium-ion, passé de 700 €/kWh en 2014 à 350 €/kWh en 2016, avec des prévisions inférieures à 250 €/kWh en 2020 (les plus optimistes visant 200 $/kWh) ;
-
développement de la production d’énergie décentralisée, entraînant des congestions sur les réseaux prévus pour une production centralisée, et à terme une énergie excédentaire à certaines périodes de l’année ;
-
développement très rapide de la production solaire et éolienne,...
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Marché du stockage stationnaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Ministère de l’économie, de l’industrie et du numérique, Ministère des finances - Feuille de route stockage stationnaire pour les énergies renouvelables, facteur clé de succès pour la filière industrielle française - (2007).
-
(2) - HARRICHE (F.), SOULETIS (R.) - Étude technico-économique du stockage de l’électricité. - Supelec (2013).
-
(3) - ADEME, GRTgaz, GrDF - Étude portant sur l’hydrogène et la méthanation comme procédé de valorisation de l’électricité excédentaire - (2014).
-
(4) - ADEME - Étude sur le potentiel du stockage d’énergies. - Oct. 2013.
-
(5) - International finance corporation, ESMAP - Energy storage trends and opportunities in emerging markets - (2017).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Arrêté du 23 avril 2008 relatif aux prescriptions techniques de conception et de fonctionnement pour le raccordement à un réseau public de distribution d’électricité en basse tension ou en moyenne tension d’une installation de production d’énergie électrique (Version consolidée au 18 mai 2017).
HAUT DE PAGE2.1 Fournisseurs (liste non exhaustive)
Cellules et modules, batterie complète lithium-ion
Saft (groupe Total, France) http://www.saftbatteries.com
LG Chem (Corée, leader du marché) http://www.lgchem.com
Samsung SDI (Corée, leader du marché) http://www.samsungsdi.com
Tesla (États-Unis, potentiel leader ) https://www.tesla.com
BYD (Chine) http://www.byd.com
Accumotive (groupe Daimler, Allemagne) https://www.accumotive.de
Leclanché (Suisse)...
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2/ Test de validation
Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
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