Stockage énergétique. Réunion lauréats PREBAT 2012

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1 Stockage énergétique Réunion lauréats PREBAT 2012

2 Le stockage dans le nouveau paysage énergétique

3 Eléments de contexte Evolution des règles régissant le fonctionnement des marchés énergétiques. Objectifs ambitieux en matière de production renouvelable (décentralisée). Régionalisation de la compétence énergie. La vision de long terme Un système constitué de cellules énergétiques quasi autonomes qui mutualisent leurs déséquilibres au travers du réseau. Le stockage est une des clés de la gestion locale de l énergie.

4 A chaque niveau du système HTB Stockage centralisé qq. GWh HTA Stockage Distribué qq. MWh BT Stockage Diffus qq. kwh Stockage Diffus qq. kwh

5 Les solutions Centralisé Distribué Diffus Ensemble Volants d inertie Supercondensateurs Batteries HT Volants d inertie Pa >Pa Hydropneumatique Batteries Red-Ox Flow STEP CAES Thermodynamique Hydrogène

6 Applications du stockage Optimisation de production destockage destockage stockage stockage 12 00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19: :00 21:00 22:00 23:00 8 Lissage et garantie EnR 6 4 P.V. 2 0 EOLIEN Services système PUISSANCE ENERGIE MW

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8 Le jeu d acteurs GRT Transporteurs (RTE) GRD Distributeurs (ERDF et Régies) Producteurs (EDF, Régies, particuliers) Union Européenne (Directives énergies) Régulateurs (CRE avis consultatif) Etat (légifère) Collectivités / FNCCR (propriétaires des infrastructures de distribution) Une valeur répartie difficile à capter Distributeur Transporteur STOCKAGE Consommateur s (Industriels/Parti culiers) Fournisseurs (Energie et services) Producteur Consommateur Nombre d acteurs importants Modèles d affaires complexes

9 Le stockage au service de l'exploitation des systèmes énergétiques Approche technico-économique

10 Vision énergétique ADEME 2030 (1)

11 Vision énergétique ADEME 2030 (2)

12 Utilisation du stockage d énergies à différentes mailles du réseau : Cibles

13 Démarche 1 er temps Gain pour la collectivité (conso, prod., gestionnaires) Calcul de surplus global (bénéfice de l ajout de capacités de stockage pour la collectivité dans son ensemble) en dehors de toute contrainte réglementaire ou mécanisme incitatif et dans le cadre de scénarios prospectifs de mix national

14 Surplus global? (gain pour la collectivité) Optimisation, pour la collectivité, des coûts de production du parc énergétique, en respectant les contraintes techniques des actifs énergétiques, les contraintes réseau du contexte étudié et l EOD (pas horaire) La valeur du stockage (multi-service) se décompose principalement en : Diminution des coûts de production (valeur d arbitrage) Economies d investissement en pointe (valeur capacitaire) Economies d investissement réseau (traitement des congestions réseau) Services système (réserve tournante et régulation de tension) Calculé sur la base de simulations détaillés (équilibre offre-demande au pas horaire)

15 Démarche 1 er temps Gain pour la collectivité (conso, prod., gestionnaires) Calcul de surplus global (bénéfice de l ajout de capacités de stockage pour la collectivité dans son ensemble) en dehors de toute contrainte réglementaire ou mécanisme incitatif et dans le cadre de scénarios prospectifs de mix national 2 ème temps Revenus vs coûts Bénéfice comparé aux projections de coûts à l horizon 2030 des différentes technologies de stockage (30 technos étudiées ) + modèle d affaires pour les cas favorables

16 Démarche 1 er temps Gain pour la collectivité (conso, prod., gestionnaires) Calcul de surplus global (bénéfice de l ajout de capacités de stockage pour la collectivité dans son ensemble) en dehors de toute contrainte réglementaire ou mécanisme incitatif et dans le cadre de scénarios prospectifs de mix national 2 ème temps Revenus vs coûts Bénéfice comparé aux projections de coûts à l horizon 2030 des différentes technologies de stockage (30 technos étudiées ) + modèle d affaires pour les cas favorables 3 ème temps Gisement 2030 Evaluation d un gisement (type de stockage et puissance) économiquement viable à l horizon 2030

17 Besoins de flexibilité journaliers (GWh/jour) Arbitrages infra-journaliers Parc PV installé (GW) Evaluation des besoins de flexibilité Arbitrages hebdomadaires

18 Stockage de chaleur (réseau et cogénération) Services étudiés : réduire les coûts d investissement, arbitrer entre les combustibles, mieux piloter la cogénération vis-à-vis des marchés électriques Technos étudiées : stockage d eau chaude à pression atmosphérique, stockage d eau chaude sous pression Dans un contexte de création ou d extension de réseau, le stockage peut permettre de diminuer les coûts d investissement du parc Couplage stockage chaleur et centrale de cogénération : piloter la cogénération en fct des prix de l électricité, indépendamment de la demande chaleur

19 Segment cogénération Stockage eau pressurisé (réseau 55% biomasse de 200 GWh th /an) /MWh th déstocké

20 Segment tertiaire Services étudiés : arbitrage (segment France), garantie capacitaire (segment France), continuité d alimentation Technos étudiées : Pb-A, Li-ion, Zn-Br Utilisation pour arbitrage d un système ASI de batteries Pb-A existant : 10 k /kw/an (ADM) ASI (Pb-A, 800 kw, 4h utiles, 73% rendement, NMX) /MWh

21 Services étudiés : arbitrage Technos étudiées : ballons eau chaude, batteries VE, power to gas Segment France (stockage d énergie utile) Recharge du parc de ballons d eau chaude chez les particuliers : économie de 40 à 85 M /an Piloter la recharge des VE : économie de 100 à 300 M /an Power to gas : PEM injection H 2 10 MW e ( /MWh PCI ) : valorisation gaz 30 /MWh PCI PEM injection H 2 10 Mw e ( /MWh PCI ) : valorisation gaz 100 /MWh PCI

22 Projets en cours 22

23 Projets R&D (en cours) INSOLATIONS : Intégration du Solaire par l Autoconsommation et le Stockage Coordinateur Solar Electric Martinique Partenaires CEA-INES Institut National de l Energie Solaire SMEM Syndicat Mixte d Electricité de la Martinique Mener des études pour les systèmes PV de puissance < 100kVA sur : les conditions socio-économiques et les nouveaux modèles d affaires, du point de vue des bâtiments résidentiels et petit tertiaire, pour la valorisation de la production solaire par son autoconsommation et son stockage les impacts globaux aux niveaux d un territoire et d un réseau électrique insulaire, notamment du point de vue de la stabilité et du coût global du système électrique

24 Projets IA (en cours) GRHYD : Gestion des réseaux par l injection d hydrogène pour décarboner les énergies Proposer le vecteur hydrogène comme solution de flexibilité, pour une gestion couplée et optimisée des énergies électrique et gazière : En mode stockage, l électricité renouvelable est directement valorisée sous forme de gaz En mode de régulation entre production et consommation d EnR, l hydrogène apporte une solution de flexibilité et d arbitrage entre différentes utilisations finales de l énergie

25 Projets IA (en cours) Smart Grid Solaire Thermique : Intégration du solaire thermique dans les réseaux de chaleur Explorer la voie des installations décentralisées / développer des capteurs solaire haute performance adaptés aux réseaux de chaleur (plans et à tubes sous-vide) Développer une filière française adaptée également aux réseaux de chaleur du Sud de l Europe au travers de nouvelles solutions techniques, économiques, industrielles et juridiques Stockage massif d énergie solaire thermique 25

26 Projets IA (en cours) MILLENER : Milles Installations Energétiques dans les îles Innovations : Gestion agrégée de systèmes diffus en vue d apporter des services collectifs (réseaux) et individuels (clients) Interfaçage de solutions individuelles de stockage avec le réseau Mise en place d installations PV couplées à des solutions de stockage individuelles 3 MWh de stockage de batteries Li-ion sur 500 sites résidentiels apportant 2,2 MW de support

27 Chaque installation peut être pilotée par le gestionnaire de réseau depuis le dispatching Solutions déployées 27

28 Fonctions testées 28

29 Partenaires SCLE SFE LEVISYS LAPLACE CIRTEM Smart ZAE Optimisation énergétique d une Zone d Activité Economique 29

30 Objectifs Piloter et réduire la consommation énergétique de la zone notamment grâce au stockage de l énergie produite sur le site : 30

31 Méthode 31

32 MERCI 32