La technologie de stockage d’énergie s’accélère, mais les réseaux ne sont pas prêts pour la transition

Grâce en partie au ralentissement économique induit par la pandémie et à l’effondrement du charbon et au triomphe de l’énergie éolienne au cours de la dernière décennie, une nouvelle analyse suggère que le Royaume-Uni est à mi-chemin pour atteindre son objectif de zéro émission nette de gaz à effet de serre. L’objectif ultime d’un réseau entièrement renouvelable dépendra de la technologie qui peut stocker l’électricité propre provenant des parcs éoliens pendant des heures et des jours.

Depuis que j’ai commencé à écrire sur le stockage de l’énergie en 2013, la baisse des coûts a entraîné une augmentation du nombre de batteries installées dans le monde. Tout comme les silos stockent le surplus de grain dans les fermes lorsque cela est nécessaire pendant les périodes de soudure, les batteries du réseau stockent de l’énergie supplémentaire afin qu’elle puisse être utilisée pour maintenir les lumières allumées lorsque l’offre ne correspond pas à la demande.

Historiquement, les combustibles fossiles ont fourni ce tampon dans le système énergétique. Le charbon, le pétrole et le gaz peuvent être brûlés chaque fois que cela est nécessaire pour permettre aux gens de conduire, de chauffer les maisons et d’allumer les appareils. Mais lutter contre le changement climatique signifiera passer à la production d’énergie renouvelable – qui peut être inégale lorsque le soleil ne brille pas et que le vent ne souffle pas – et remplacer les chaudières à gaz et les moteurs à combustion par des alternatives alimentées par une électricité propre.

D’ici 2030, il pourrait y avoir plus de dix millions de véhicules électriques sur les routes britanniques et plus d’un million de foyers par an équipés de pompes à chaleur électriques. La capacité du Royaume-Uni de stockage d’énergie électrique devrait augmenter jusqu’à trois fois d’ici 2030 et dix fois d’ici 2050. Cela signifierait respectivement 12 et 40 gigawatts. Pendant ce temps, la demande d’énergie de pointe pourrait atteindre 60 et 80 gigawatts au cours de la même période.

Sans une préparation adéquate, l’expansion rapide des technologies de stockage pourrait en fait perturber le fonctionnement du système énergétique et faire obstacle au progrès vers une société à taux zéro.

Opportunités ratées

Le gouvernement britannique a récemment annoncé son intention de financer des entreprises qui proposent de nouvelles technologies pour le stockage d’énergie à grande échelle. Mais leurs incitations à développer une technologie de stockage en réseau à l’échelle appropriée sont insuffisantes.

À la fin de 2020, seuls environ 600 mégawatts de stockage sur batterie fonctionnaient sur le réseau britannique. À mesure que les énergies renouvelables comme l’éolien et le solaire augmenteront à deux ou trois fois leurs niveaux actuels d’ici 2030, les excédents et les déficits énergétiques deviendront plus extrêmes. Le stockage à grande échelle pourrait aider à équilibrer les pics et les creux, mais les entreprises ne sont pas suffisamment payées pour justifier le coût de la construction d’un nouveau stockage.

En conséquence, le Royaume-Uni manque une opportunité. Les nouvelles technologies de stockage d’énergie qui peuvent capter de grandes quantités d’électricité produite par l’énergie éolienne ou solaire lorsqu’il y en a trop et la réinjecter dans le réseau lorsque cela est nécessaire, économiser de l’argent en réduisant les déchets. Un réseau intelligent avec un tel stockage pourrait réduire les coûts du système énergétique jusqu’à 40 milliards de livres sterling (56 milliards de dollars américains) d’ici 2050.

Les subventions publiques pourraient encourager les entreprises à construire et à exploiter un stockage d’énergie suffisant à mesure que davantage d’énergie éolienne et solaire est déployée, et les coûts initiaux pour le consommateur seraient remboursés par une baisse des factures au fil du temps à mesure que les coûts du système énergétique baissent. La prise en charge précoce des nouvelles technologies de stockage réduira probablement également leur coût. C’est ce qui s’est passé avec les énergies renouvelables comme l’énergie éolienne et solaire, qui sont désormais moins chères que la production de combustibles fossiles. Et en attirant des entreprises développant le stockage d’énergie au Royaume-Uni, une industrie nationale s’épanouira. À l’heure actuelle, le marché du stockage d’énergie est le plus important aux États-Unis et c’est là que les investissements de l’industrie se dirigent.

Préparer la transition

Plusieurs entreprises proposent de payer aux propriétaires d’appareils de stockage d’énergie (comme les batteries domestiques) des frais pour gérer leurs appareils sur Internet – en demandant à l’appareil de se recharger ou de se décharger sur le réseau national si nécessaire. Les consommateurs peuvent recharger les batteries domestiques avec de l’électricité du réseau quand ce n’est pas cher (normalement la nuit) et utiliser cette énergie stockée au lieu d’acheter de l’électricité plus chère sur le réseau pendant la journée. Des millions de périphériques de stockage à domicile pourraient éventuellement se charger et se décharger selon des algorithmes afin de minimiser les coûts pour le consommateur. Mais sans stratégies et outils pour gérer les effets du stockage réparti sur des millions de bâtiments et de véhicules électriques, les coûts pourraient grimper sur les entreprises gérant l’infrastructure électrique et les opérateurs de réseau.

Le stockage de l’énergie devra également intégrer la chaleur, l’électricité et la mobilité. Les réservoirs d’eau chaude seront connectés à des pompes à chaleur électriques dans les bâtiments et les véhicules électriques deviendront des dispositifs de stockage mobiles, potentiellement capables de revendre de l’électricité au réseau. Le stockage sera la pièce de la scie sauteuse autour de laquelle toutes les autres pièces s’adapteront.

Ces changements modifieront la façon dont les gens paient pour leur approvisionnement en énergie, car une plus grande partie sera consacrée à l’électricité qui réchauffe les maisons, alimente les véhicules et alimente les appareils électroménagers. De nouveaux modèles de fournisseurs sont en cours de test où les consommateurs paient pour des niveaux de chaleur à la maison ou des offres d’électricité illimitées similaires aux forfaits de téléphonie mobile. Mais comment le gouvernement va-t-il protéger les consommateurs tout en s’attendant à ce qu’ils paient les coûts d’investissement?

Si le gouvernement ne parvient pas à construire suffisamment de stockage pour suivre la production d’énergie renouvelable, le réseau aura besoin de combustibles fossiles pour équilibrer l’offre et la demande. La charge et la décharge non coordonnées des batteries privées par les consommateurs rendront également coûteux le maintien d’un réseau stable. Et à mesure que notre consommation d’énergie s’intègre de plus en plus dans la chaleur, l’électricité et les transports, la manière dont la transition à faible émission de carbone affectera les consommateurs est incertaine. Le stockage de l’énergie peut aider à transformer les systèmes énergétiques sur la voie de zéro émission nette, mais seulement si ces défis ne sont pas ignorés.