LE STOCKAGE DE L ÉNERGIE. 31 Janvier 2013

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1 LE STOCKAGE DE L ÉNERGIE 31 Janvier 2013

2 QUELQUES CONSIDÉRATIONS GÉNÉRALES EXPÉRIENCE D EDF EN DANS DES APPELS D OFFRE DE LA CRE ET LEÇONS À EN TIRER ASPECTS ÉCONOMIQUES DU STOCKAGE D ÉNERGIE CONCLUSION I EDF EN I Lorem ipsum I 2012

3 QUELQUES CONSIDÉRATIONS GÉNÉRALES Stocker l électricité est une ambition ancienne, qui trouve des applications très variées dans les réseaux électriques de distribution publics. Depuis qu elles existent, les grandes compagnies d électricité revoient périodiquement leur intérêt. Les solutions sont multiples et connues, mais seul le stockage gravitaire (stations de pompages - turbinage) pour des constantes de temps de stockage - déstockage longues a été réellement déployé dans les réseaux de distribution publics, les batteries principalement électrochimiques ayant été déployées dans les réseaux privés. Seuls des effets d échelle considérables ou un besoin impérieux justifient d un point de vue économique le stockage aujourd hui. Les énergies renouvelables posent un problème nouveau, puisque la production, et non uniquement les charges, deviennent variables. De fait, elles sont non dispatchables, partiellement prévisibles, intermittentes. Face à ces problèmes, le stockage rencontre un regain d intérêt.

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6 LES DIFFÉRENTS SYSTÈMES DU STOCKAGE Ce tableau a près de 35 ans; comme on le voit peu de nouveautés! Les «Hybrides» représentent les seules nouveautés : BATTERIES REDOX FLOW (Fuell Cell et batterie) SUPERCAPACITÉS (condensateur et batterie) CSP : stockage thermique associé au cycle existant

7 LES APPELS D OFFRE DE LA CRE POUR LES RÉSEAUX ILIENS Le stockage d énergie est particulièrement adapté aux réseaux iliens Ces appels d offres étaient une première d un point de vue commercial I EDF EN I Lorem ipsum I 2012

8 APPEL D OFFRE DE JANVIER 2010 POUR LES CENTRALES SOLAIRES Objet : Fermes PV 5MW associées à du stockage en Corse, Martinique, Guadeloupe, Guyane, La Réunion. Eléments clés de Cahier des Charges : Stockage représentant au minimum 30% de la puissance PV; limitation de l excursion de puissance et des fluctuations, contrôle de fréquence. Appel d offre infructueux enseignements tirés Une spécification insuffisamment précise a mené à des prix très élevés, Les producteurs n étaient pas obligatoirement prêts à gérer la complexité de ce type de solution. 8

9 APPEL D OFFRE DE NOVEMBRE 2010 POUR DES CENTRALES ÉOLIENNES Cahier des charges beaucoup moins demandeur que le photovoltaïque : essentiellement limitation des fluctuations + réglage de la fréquence Prévision J-1 de la Puissance de sortie, avec des paliers stables de 30 minutes, l erreur de prévision peut être de +/- 15%, Réserve Primaire de 10% de la puissance de la ferme pendant 15 minutes. Enseignements tirés Un cahier des charges peu contraignant, à terme, ce type de solution pourrait être intégré dans les turbines éoliennes elles-mêmes, au même titre que les dispositifs fault Ride Through.

10 APPEL D OFFRE DE SEPTEMBRE 2011 POUR DES CENTRALES PV 5 MW AVEC STOCKAGE Cahier des charges beaucoup plus sophistiqué qu en 2010 : Puissance garantie, représentant 40% de la puissance PV maximale, Un seul créneau de puissance dans la journée, Annonce J-1 de la puissance, de son démarrage et de l arrêt, Erreur de moins de 2,5%, assortie de fortes pénalités, Grande exigence sur la puissance réactive : jusqu à deux fois la puissance active, Réglage de la fréquence : 10% de la puissance garantie. Prix maximum de l énergie : 500 /MWh Enseignements tirés Un cahier des charges assez représentatif d une demande standard d utilité, Seule l exigence en excursion de réactif peut être considérée comme excessive mais coûteux en terme de stockage. Au delà de la batterie elle-même, la complexité est dans le contrôle commande d ensemble batterie/onduleur/champ photovoltaïque, coordonné avec la prévision de production.

11 EFFET DU STOCKAGE SUR LES COURBES DE PRODUCTION 11

12 ASPECTS ÉCONOMIQUES DU STOCKAGE D ENERGIE I EDF EN I Lorem ipsum I 2012

13 PRIX SUPPLÉMENTAIRE DE L ÉNERGIE POUR DIFFÉRENTES TECHNOLOGIES BATTERIES POUR LE PV (FONCTION PRINCIPALE : DÉPLACEMENT DE PRODUCTION) 250 Prix supplémentaire de l énergie ( /MWh) Lead Acid NaS Lithium-Ion Sodium Nickel Bi-Polar Lead Acid ref 13

14 PROSPECTIVE DE PRIX SUPPLÉMENTAIRES DE L ÉNERGIE POUR DES TECHNOLOGIES FUTURES (HORIZON 2020)- PV (FONCTION PRINCIPALE : DÉPLACEMENT DE PRODUCTION) 140 Prix supplémentaire de l énergie ( /MWh) Compressed Lead Acid NaS Lithium-Ion Sodium Nickel CAES Zn-Air Redox Flow ref 14

15 PRIX SUPPLÉMENTAIRE DE L ÉNERGIE POUR DIFFÉRENTES TECHNOLOGIES BATTERIES ET POUR L AO ÉOLIEN (FONCTION PRINCIPALE : LISSAGE ET RÉGLAGE DE FRÉQUENCE) 50 Additionnal COE ( /MWh) Sodium Nickel NaS Lithium Ion 15

16 CONCLUSION Il existe une courbe d apprentissage complexe sur le cahier des charges optimal. Le surcoût d énergie n est pas très différent entre technologies disponibles Les fonctions apportées par le stockage de l énergie doublent le prix de l énergie photovoltaïque. Pour la seule régulation de fréquence, les dimensionnements sont moindres, mais le marché est probablement étroit. Les roadmaps des coûts doivent être plus agressives si on souhaite un déploiement réel des solutions de stockage électrochimique : il faut encore gagner un facteur 2 par rapport aux annonces constructeurs. A défaut, d autres solutions sont à mettre en œuvre (stockage gravitaire là où il est possible, smart grid ). Le stockage efficace et à un coût économique acceptable contribuera grandement au déploiement des ENR non seulement dans les îles mais aussi sur le continent. Constat est fait d une nécessité d un effort supplémentaire en matière de recherche - lien avec d autres secteurs économiques possibles (automobile). 16