L’énergie redevient au cœur des préoccupations de notre société. Elle sera une variable décisive pour l’avenir de nos civilisations. En effet nos modes de vies et notre modèle de développement sont basés sur une énergie disponible facilement et à faible coût. Le futur reste lui plus incertain. Plus rare, plus chère, l’énergie a des chances de devenir davantage électrique, décarbonnée et décentralisée. Le stockage de l’énergie électrique apparaît dès lors comme une clé de voûte du système énergétique de demain…

 

Olivier CATEURA, PhD.

Olivier CATEURA, PhD.

Le stockage de l’énergie est l’un des défis majeurs de l’industrie électrique.

Le stockage des énergies fossiles n’est plus un réel problème. L’essentiel des défis concerne en revanche une meilleure gestion des réseaux électriques, du fait notamment du développement des énergies renouvelables et souvent intermittentes.
La forte croissance des capacités de production éolienne et solaire photovoltaïque, associé au développement en cours des véhicules électriques, engendrent un besoin très important de flexibilité et de stockage. L’adéquation entre les pics de consommation et la disponibilité des capacités de production ne se fait plus. Certes un réseau de transport et de distribution plus intelligent et communicant (appelé aussi « Smart Grid ») doit permettre de mieux gérer ces flux, mais il ne remplace pas d’importants besoins d’énergie. Ce besoin de flexibilité doit être comblé par des nouvelles technologies de stockage et surtout les modèles économiques qui rendront compétitifs ces systèmes.

Au delà des technologies, le stockage de l’énergie reste malgré tout un problème économique.

Différentes technologies de stockage existent avec des propriétés souvent très différentes quant à leurs puissances, durées d’alimentation, cyclabilité voir encombrement ! Qu’il s’agisse du stockage embarqué (batteries électrochimiques, supercondensateurs,
volants d’inertie…) ou stationnaire (barrages, hydrogène…), plusieurs options existent.

Pour faire face à un stockage stationnaire (c’est-à-dire immobile) à grande échelle, quelques technologies sortent du lot. La
solution la plus développée reste de loin les « STEP », Station de Transfert d’Energie par Pompage (appelé PHS – Pumped Hydro Storage, en anglais). En France, les sites EDF de Grand-Maison en Isère ou Revin dans les Ardennes sont les plus connus. Ils stockent l’eau qui sera turbinée au moment opportun (en période de pointe) mais permettent également le pompage en période creuse pour remplir à nouveau la retenue.

Sur le marché mondial du stockage, après les STEP qui assurent 99 % de la capacité (127 GW), les autres solutions notables sont le stockage par air-comprimé (440 MW) et les batteries électrochimiques (450 MW, dont les batteries NaS Sodium-Soufre représentent 320 MW). Si le Japon reste très largement leader de la technologie NaS, avec notamment l’entreprise NGK et un important parc installé, l’Ile de la Réunion expérimente également une de ces batteries. Fin 2011, l’incendie au Japon, d’une de ces batteries a cependant engendré l’arrêt (temporaire sûrement) de ces développements.Le stockage par air comprimé (CAES – Compressed Air Energy Storage, en anglais) est pour sa part, une technologie qui a été expérimentée dans des cavités sous-terraine en Allemagne et aux Etats-Unis. Le potentiel est important pour cette technologie, mais les contraintes physiques restent encore fortes.Une des solutions qui connaît actuellement un regain d’intérêt est le stockage par hydrogène. Produit grâce aux énergies renouvelables (EnR), celui-ci peut être stocké pour ensuite, grâce à une pile à combustible, livrer à nouveau de l’électricité, sans émission de CO2.La start-up grenobloise McPhy Energy propose ainsi une solution originale de stockage d’hydrogène sous forme solide. Un récent projet expérimente en Italie un raccordement au réseau électrique.

L’avenir du marché du stockage reste très prometteur. Il reste encore d’importants développements mais aussi des expérimentations et des démonstrateurs pour mettre sur pieds des solutions acceptables et compétitives. Cela passera assurément par une nouvelle segmentation plus fine des technologies et des besoins (la qualité du courant, la gestion des réseaux ou encore un soutien à la production en masse). Cela ouvre la voie à de belles opportunités tant technologiques que commerciales. Souhaitons que d’avantages d’entrepreneurs se lancent sur ces marchés d’avenir…

 

A lire pour aller plus loin : ODRU P. (coord.) 2010. Le stockage de l’énergie. 214p. Dunod. Paris.

 

Olivier CATEURA, PhD.
(olivier.cateura@grenoble-em.com) est Professeur de Management Stratégique à Grenoble Ecole de Management, et spécialiste du secteur de l’énergie. Il est Responsable du Mastère Spécialisé en Management et Marketing de l’Energie : www.grenoble-em.com/msenergie