Le stockage de l’énergie, une problématique récurrente en voie d’être résolue ?

Aujourd’hui, la transition énergétique est en marche en France. L’adoption des énergies plus vertes rend le développement rapide des énergies renouvelables indispensable. En effet, la loi Grenelle II, votée le 12 juillet 2010, prévoit de faire passer la part des énergies renouvelables dans la consommation totale d’énergie du pays à 23% avant 2020. L’intégration massive sur le réseau électrique des énergies renouvelables se traduit par l’ajout de capacités de production photovoltaïque, éolienne, etc. Une transformation du système électrique dans son ensemble et un véritable changement de paradigme à tous les niveaux, notamment celui du stockage, semblent donc imminents et indispensables. Mais plus précisément quels sont les acteurs qui se démarquent actuellement par leurs initiatives innovantes ?

I. Le stockage de l’énergie en réponse aux défis actuels

La production des énergies renouvelables dépend aujourd’hui fortement des conditions météo variables (soleil vent, etc.). Elle ne suit donc pas la tendance de la demande, qui est grandissante. Il semble donc crucial de stocker cette énergie au moment où elle est produite et pas uniquement au moment où elle est générée. Cependant, il n’existe actuellement aucun moyen généralisé de stocker ces énergies en grande quantité qui soit efficace et qui représente un coût raisonnable.

De plus, les sites isolés géographiquement (îles et villages de haute montagne) non raccordés au réseau nécessitent un important stockage de l’énergie pour subvenir à leurs besoins. De même, le développement des voitures hybrides et électriques nécessitera, dans un futur proche, un stock d’énergie à même de résister à des pics de consommation, lors de recharges simultanées de plusieurs milliers de voitures.

Même dans des lieux ou la capacité de génération d’énergies renouvelables est très importante, leur caractère instable et inconstant limite le recours à ce genre de ressources. A La Réunion, par exemple, les champs de panneaux photovoltaïques fournissent, aux meilleurs moments de la journée, jusqu’à 30 % de la demande d’électricité du territoire. Cette proportion pourrait être augmentée sans la législation locale qui plafonne cette part d’énergies intermittentes sur le réseau à 30% afin d’éviter une dépendance trop importante aux conditions météo susceptible de le déstabiliser. Un stockage de cette énergie permettrait donc de s’affranchir de ce genre de contraintes.

De nombreuses technologies sont actuellement étudiées pour répondre à cette demande : air comprimé, volants d’inertie, stockage thermique ou thermochimique, supercondensateurs… L’hydrogène est aujourd’hui l’une des voies les plus prometteuses, expérimentée depuis quelques mois en Corse, près d’Ajaccio.

Consommer en fonction de la production et non l’inverse

Outre la sauvegarde de l’énergie renouvelable, le stockage de masse permettra de rendre complémentaires des énergies renouvelables de différentes sources. En effet, il permettrait de substituer le photovoltaïque, moins efficace en hiver, à de l’éolien, plus performant. L’hydraulique, avec un mode de stockage d’ores et déjà permis par les barrages, servirait de ressource de secours.

La Réunion teste depuis fin 2009 une batterie de grande capacité (1 mégawatt) sans équivalent en Europe, afin de stocker les énergies renouvelables. De même, les derniers appels d’offres lancés par la Commission de régulation de l’énergie, pour la construction de fermes solaires et éoliennes dans les territoires d’outre-mer et en Corse, prévoient tous des systèmes de stockage similaires.

Ainsi, le stockage est un enjeu récurrent des énergies renouvelables. De nombreux projets sont en cours afin de développer le stockage de masse, mais qu’en est-il du stockage au niveau des particuliers ?

II. Le stockage électrique pour particuliers, l’apparition d’acteurs multiples

Toyota, Mitsubishi et Nissan, pionniers dans le domaine

Les principaux acteurs qui cherchent à intégrer la notion de stockage de l’électricité destinée aux particuliers sont les constructeurs automobiles. En effet, la batterie des véhicules hybrides peut constituer une source d’alimentation pour la maison. Ainsi, Toyota, Mitsubishi ou même Nissan, pionniers dans ce domaine, proposent des véhicules capables d’assurer de tels services.

 À titre d’exemple, la voiture Toyota Mirai, qui roule à l’hydrogène, permet à son propriétaire d’ôter la batterie du véhicule pour alimenter son habitation. Pleinement chargée, la batterie permettrait de fournir de l’électricité à une maison durant une semaine environ.

Les véhicules électriques Nissan se transforment en véritable source d’énergie mobile grâce à un système intelligent de gestion de l’énergie. En partenariat avec l’énergéticien espagnol Endesa, Nissan a développé le système Nissan Vehicle-to-Grid (V2G) qui permettra à la berline compacte Nissan LEAF ainsi qu’à l’utilitaire e-NV2000 électriques de pouvoir recharger leurs batteries aux heures creuses afin de pouvoir utiliser cette énergie pour se déplacer mais aussi pour la réinjecter dans le réseau.

Ce système existe déjà depuis 3 ans au Japon à destination des particuliers. Ainsi, au lieu de réinjecter l’énergie stockée dans le réseau, celle-ci permet d’alimenter un foyer en électricité. Ce système est rendu possible grâce au Smart V2H (Vehicle-to-Home) et permettrait en cas de sinistre d’alimenter les habitations privées d’électricité.

Des structures de petite taille comme acteurs innovants

Faces aux empires industriels, les acteurs de plus petites tailles mais tout aussi innovants ne sont pas en reste. C’est par exemple le cas de la PME allemande Sonnenbatterie qui a su développer des batteries qui stockent l’électricité produite par les panneaux solaires durant la journée.

Comment ? En se basant sur des batteries en lithium-ion et en utilisant des composantes qui permettent d’optimiser le fonctionnement des batteries ainsi qu’un logiciel novateur qui fait marcher le tout.

III. Tesla, une compagnie qui se démarque par ses innovations 

Le tweet du PDG de Tesla, Elon Musk, publié en mars dernier a attisé la curiosité des internautes. Il a annoncé que sa compagnie travaillait sur «une nouvelle ligne de produits – pas une voiture – […] le jeudi 30 avril à 20h». Mais quelle est cette nouvelle ligne de produit qui suscite un engouement mondial ?

Tesla, constructeur automobile américain et notamment de voitures de sport 100% électriques va utiliser la technologie ultra-moderne de ses batteries en lithium-ion au service des particuliers. L’objectif ? Leur permettre de stocker facilement de l’électricité et alimenter directement leur habitation. Elle pourrait se recharger grâce à des panneaux solaires ou durant la nuit à un coût plus faible lorsque le réseau n’est pas surchargé. Une autre batterie au système similaire sera commercialisée à destination des industriels et plus particulièrement des centrales solaires.

Cette nouvelle génération de batterie serait beaucoup plus performante que celles déjà proposées. Ces batteries représenteraient une véritable révolution puisqu’elles constitueraient une réponse fiable et efficace à la problématique du stockage des énergies propres.

Les multiples avantages qui pourraient être proposés grâce à ces nouvelles batteries

• Désengorger le réseau aux heures de pointes
• Économiser sur le coût de l’électricité (proposée à un prix plus bas en heures creuses)
• Améliorer l’efficacité des centrales
• Lisser la consommation et profiter de l’électricité continue dans les pays, notamment en Afrique, où l’électricité est délivrée de manière intermittente du fait du coût extrêmement élevé de sa production durant certaines périodes de l’année.
• Optimiser les installations de panneaux solaires ou d’autres énergies renouvelables
• Servir de générateur de secours en cas de coupure

Le véritable tournant que va marquer cette batterie pourra significativement impacter les particuliers mais aussi les fournisseurs d’énergie. En effet, elle permettrait aux particuliers d’alimenter le réseau électrique. Ce serait alors la création d’un nouveau business model ; les particuliers pourraient, contre rémunération, alimenter en électricité le réseau aux heures critiques. Un nouveau concept de « trading » d’électricité pourrait alors émerger.

Alors de nombreux projets se développent grâce à des technologies innovantes le stockage de masse et pour particuliers des énergies renouvelables sont être à un véritable tournant de son évolution.

La petite « révolution » de Tesla avec la commercialisation de sa nouvelle batterie va fortement impacter les particuliers et rejoint complètement l’enjeu actuel l’autoconsommation. Les fournisseurs seront inévitablement impactés, il est nécessaire anticiper ces transformations afin de gérer au mieux l’apparition de nouveaux business models. La notion d’effacement prendra alors probablement une tout autre dimension, ces évolutions permettront d’assurer un niveau de sécurité d’approvisionnement de l’électricité de plus en plus élevé.