Le stockage d’énergie chez les particuliers : où en est-on ?

Paul réside à la campagne. Le toit de sa maison est couvert de panneaux solaires, connectés en permanence à une grosse batterie domestique. Le système est piloté par un logiciel dont l’interface est téléchargeable sur smartphone. Détectant que Paul a réservé des billets d’avion, l’application notifie à Paul que le système basculera en mode « revente au réseau » pendant son absence. Depuis qu’il a acheté cette batterie, sa maison a atteint l’autosuffisance énergétique… ce qui se ressent sur la facture d’électricité !

Le stockage de l’électricité a-t-il un avenir ou l’histoire de Paul n’est-elle que pure fiction ? Dans quels cas d’usage le stockage de l’électricité a-t-il un intérêt ? Quelles sont les technologies concernées ? Après  avoir fait un état des lieux général sur le stockage de l’électricité en France et dans le monde, Energystream vous propose, dans cet article, de se focaliser sur le stockage à domicile.

Un marché tiré par le secteur automobile

Le secteur automobile joue un rôle clé dans le développement des solutions de stockage à domicile. Il y a tout d’abord un effet mécanique de réduction des coûts, dû à l’essor des véhicules électriques. D’après Bloomberg, le coût de revient d’une batterie lithium-ion est passé de 1000 dollars en 2010 à 227 dollars en 2015.

Cette même année, Tesla sort la Powerwall, une batterie lithium-ion à usage domestique dont l’innovation principale réside dans son faible prix de vente et son design épuré. Tesla aspire ainsi à créer un réseau électrique intelligent, reposant à la fois sur le solaire, les batteries et les voitures.

Ce succès commercial fait alors réagir de nombreux constructeurs automobiles plus « traditionnels », à l’instar de Mercedes, Nissan ou BMW qui ont développé leur propre offre de stockage.

Renault Nissan prévoit par exemple de construire un parc gigantesque pour entreposer des milliers de batteries de voitures électriques usagées. Ce parc de batteries, qui seraient rechargées en heures creuses ou lorsque la demande est basse, sera censé pouvoir alimenter plus de 120 000 foyers. Renault a aussi signé cette année un partenariat avec le britannique Powervault, spécialiste des solutions à domicile de stockage d’énergie, couplées à des panneaux solaires, afin de recycler les cellules des batteries de voitures électriques usagées en batteries domestiques. Mercedes a mis en place la même démarche avec le géant américain Vivint Solar.

Ainsi, il est étonnant de constater que ce sont de grands groupes industriels qui n’avaient a priori pas de lien direct avec le monde de l’énergie qui ont véritablement démocratisé la batterie domestique.

L’autoconsommation catalysée par le stockage de l’énergie ?

Le stockage de l’énergie électrique domestique est le composant essentiel à l’auto-consommation. Qu’il s’agisse de stocker l’énergie que l’on produit soi-même, à l’aide de panneaux photovoltaïques par exemple, ou de l’énergie disponible en heures creuses, le stockage domestique, associé à la domotique, permet aux consommateurs de contrôler leurs sources d’énergie, d’éviter les pénuries et de participer à la maîtrise de leur facture d’électricité.

87 % des français se disent prêts à faire évoluer leurs habitudes de consommation pour les adapter à la production locale. Pour le moment, Enedis estime à 350 000 le nombre d’auto producteurs et 40 000 le nombre d’auto consommateurs, ce qui reste une goutte d’eau face aux 35 millions de clients raccordés. Cependant ces chiffres connaissent une forte progression ces dernières années. Brice Bohuon, directeur général de la CRE (Commission de régulation de l’Energie) souligne que le nombre d’auto-consommateur a été multiplié par trois en 2016 et que tout porte à croire que cette tendance devrait encore s’accentuer.

Pour que l’auto-consommation décolle en France nous avons dénombré quatre facteurs clés :

• L’augmentation des tarifs de l’électricité.

Le prix de l’électricité provenant du réseau électrique à bondit de 20% entre 2012 et 2017 (corrigé de l’inflation) et les récentes estimations montrent que cette évolution va s’accentuer. En parallèle, les tarifs d’achat de l’énergie photovoltaïque tendent à baisser. Ces deux tendances font la part belle à l’autoconsommation et aux solutions de stockage de l’électricité. La première incite les consommateurs se fournissant sur le réseau à se tourner vers l’auto-consommation. La seconde pousse les particuliers – producteurs à autoconsommer plutôt que d’injecter leur production sur le réseau.

À titre de comparaison, en Allemagne, où le tarif de l’électricité provenant du réseau est 70% plus cher qu’en France, l’autoconsommation représente 5% des consommations électriques annuelles (1,5 millions de foyers).

• La baisse des coûts des solutions de production et de stockage est un second levier de croissance.

Les prix des solutions de stockage sont encore élevés (500€ par kWh installé, pour les moins chères), mais ont considérablement diminués depuis 5 ans. Tout comme le prix des panneaux photovoltaïques : en 2016, le prix de gros a chuté de près de 17%.

• Un climat contexte réglementaire stable.

Afin de mieux encadrer l’autoconsommation en France, les pouvoirs publics ont promulgué une loi en février dernier qui permet une réduction des coûts de raccordement, une simplification des procédures pour les petites installations, le maintien des exonérations de certaines taxes et la mise en place d’une prime à l’investissement pour des projets d’autoconsommation.

• Une implication des acteurs historiques de l’énergie dans le développement de l’autoconsommation.

EDF a lancé deux offres “Mon soleil et moi” pour l’autoconsommation en maison individuelle et “Notre soleil et nous” pour l’autoconsommation en logement collectif. Engie se positionne sur le marché avec son offre “Mypower”.

Quant au distributeur ENEDIS, il propose depuis 2016 une solution de raccordement « autoconsommation individuelle » et offrira, d’ici fin 2018, une solution industrielle de partage des données qui permettra « l’autoconsommation collective ». Ces solutions sont rendues possibles grâce au compteur bidirectionnel Linky en cours de déploiement dans toute la France.

D’autres acteurs font leur entrée sur le marché des offres d’autoconsommation tels EkWateur créé en 2016, qui se présente comme le premier fournisseur d’énergie « collaboratif » ou Comwatt, solution reliée aux panneaux photovoltaïques et connectée aux appareils électriques qui permet de les piloter à distance et réduire la facture d’énergie.

Les solutions de stockage de l’énergie

La quasi-totalité des solutions du marché sont des batteries lithium-ion. Mais celles-ci n’ont pas toujours dominé le marché : il y a moins de cinq ans, les batteries au plomb avaient encore la côte. Mais du fait de la haute densité énergétique (rapport masse / capacité énergétique) du lithium-ion, 3 à 5 fois plus élevé que le plomb, les batteries lithium-ion se sont imposées pour représenter en 2015 plus de 85% du parc mondial de batterie.

Si Tesla a lancé la dynamique du marché du stockage, il est loin d’être le seul acteur du secteur. D’autres fabricants, issus du monde de l’automobile, mais aussi de l’énergie, proposent des batteries de capacités variables, mais à un prix au kWh stocké semblable.

La batterie dans une maison : quelles économies ?

Un peu de chiffres avec Paul ! Pour répondre aux besoins énergétiques de sa maison de 100 m² entièrement électrique, Paul a acheté une Tesla Powerwall d’une capacité de 14 kWh. Complétée avec des panneaux photovoltaïques et un onduleur, l’installation peut permettre à la maison de Paul d’être autonome en cas de coupure, pour la lumière, les prises de courant et le réfrigérateur. Il calcule que chaque kWh solaire stocké lui coûtera environ 0,12€ TTC. Il faut ajouter à cela le prix de l’installation photovoltaïque qui revient en moyenne à 0,1€ TTC par kWh produit. Si l’on ne prend pas en compte le rendement du stockage, le prix du kWh est donc de 0,22€ TTC par kWh utilisé.

Or, d’après l’institut de statistique européen Eurostat pour les consommateurs particuliers au deuxième semestre 2015, le prix du kWh était de 0,15€ TTC en France. Ainsi, si Paul habite en France, il n’atteint pas encore la parité électrique avec son fournisseur. Tout comme au Royaume-Uni ou aux Pays-Bas, où le kWh est respectivement à 0,18€ et 0,19€. En revanche, si Paul habite en Allemagne ou au Danemark, la donne change. Le kWh coûtait 0,28€ en Allemagne et même 0,30€ au Danemark, c’est plus que le coût de l’électricité en autonomie avec des batteries lithium : le duo stockage – panneau photovoltaïque fait sens ! La baisse du prix des batteries et des panneaux photovoltaïques, combiné à l’augmentation annoncée du prix de vente de l’électricité en France pourrait rendre le stockage pertinent d’ici les années 2020.

Ainsi, sur la courbe en S du stockage domestique nous en sommes encore au début. Portée par les industriels de l’automobile, la technologie Lithium-ion domine largement le marché mais d’autres batteries moins coûteuses et plus écologiques émergent (Zinc-air, Sodium-ion…). En parallèle, nous assistons à la transformation du marché de l’énergie français vers un modèle décentralisé de la production d’électricité, soutenu par de nouvelles réglementations et des évolutions tarifaires. Dans ce contexte les acteurs historiques vont devoir repenser leur business model et poser leurs pions face à de nouveaux entrants venus des secteurs de l’IT et de l’automobile. Enfin dans un modèle basé sur l’autoconsommation, le sort du stockage est fortement lié à celui du photovoltaïque. Le PV qui produit une énergie à un coût marginal proche de zéro avec une forte acceptabilité sociale a comme faiblesse d’être intermittente. La batterie est à ce titre un enjeu central pour fiabiliser et sécuriser un futur mix décentralisé. Fort de cette complémentarité le couple PV + batterie devrait contribuer largement à la transformation du paysage énergétique français.

Sources :

• http://www.smartgrids-cre.fr/index.php?p=smarthome-maison-batiment-intelligent
• https://atelier.bnpparibas/smart-city/article/automobile-energie-secteurs-frontieres-poreuses
• https://www.legifrance.gouv.fr/affichTexte.do?cidTexte=JORFTEXT000034080223&categorieLien=id
• www.enerplan.asso.fr
• https://www.lesechos.fr/idees-debats/cercle/030485618410-lautoconsommation-nouvelle-frontiere-de-lenergie-2106818.php