Comment la pénétration des énergies renouvelables variables (ERV) influencera la demande en systèmes
de stockage d'énergie à grande échelle (LDES) : La pénétration des récupérateurs d'énergie (REV) devrait augmenter plus rapidement dans certaines régions clés, compte tenu des objectifs ambitieux et ambitieux de déploiement annoncés par les gouvernements. Par exemple, si les objectifs de déploiement des REV en Californie sont atteints d'ici 2035, cela pourrait représenter une augmentation d'environ 280 % de la capacité de production d'électricité à partir de REV (en GWh) par rapport à 2023. Parmi les autres pays et États américains clés où une croissance rapide du déploiement des REV est attendue, on peut citer l'Allemagne, le Royaume-Uni, l'Italie, l'Australie, l'Inde et le Texas. Une pénétration accrue des REV entraînera des périodes plus longues d'indisponibilité de l'énergie provenant de ces sources, ce qui nécessitera la mise en place de technologies LDES pour fournir de l'électricité pendant ces périodes. Selon une analyse d'IDTechEx, dès lors qu'un pays ou un État atteint environ 45 % d'électricité produite à partir de sources d'énergie renouvelables, une durée de stockage moyenne supérieure à 6 heures sera la plus rentable pour le réseau électrique. En moyenne mondiale, cet objectif ne devrait pas être atteint avant la fin des années 2030, même si les autres pays et États clés mentionnés devraient atteindre ces pourcentages d'électricité produite à partir d'énergies renouvelables (exprimés en GWh) avant cette date. De ce fait, on peut s'attendre à des déploiements initiaux de projets LDES à échelle commerciale avant 2030, voire au-delà, dans certaines de ces régions clés.
Pourquoi des solutions autres que les batteries lithium-ion sont nécessaires :
Hormis le pompage-turbinage, bien que les batteries lithium-ion dominent actuellement le marché mondial du stockage stationnaire d’énergie, leur coût d’investissement est rarement suffisamment bas pour les systèmes de stockage local d’énergie (LDES). C’est pourquoi d’autres technologies de stockage d’énergie (SE) visent à offrir des coûts inférieurs (en $/kWh). Une façon d’y parvenir est de concevoir des systèmes permettant de découpler l’énergie et la puissance. Cela pourrait s’appliquer, par exemple, à certaines batteries redox à flux (RFB) et au stockage d’énergie liquide-air (LAES). Pour augmenter la capacité d’un système RFB, il suffit d’accroître le volume d’électrolyte et la taille des réservoirs de stockage, tandis que des modifications de l’empilement de cellules ne sont nécessaires que pour augmenter la production d’énergie. Pour le LAES, la taille des réservoirs de stockage liquide-air peut être augmentée, tandis que la taille des turbomachines doit seulement être adaptée à la puissance produite. Il en résulte une diminution plus rapide et non linéaire des dépenses d'investissement (en $/kWh) pour bon nombre de ces technologies LDES, en fonction de la durée de stockage. Bien qu'il n'existe pas de définition stricte du LDES, IDTechEx le définit comme une durée de stockage minimale de 6 heures. C'est à partir de ce seuil que de nombreuses autres technologies de stockage d'énergie concurrentes deviennent, ou sont déjà, plus économiques que le lithium-ion en termes de $/kWh.
Découplage de la capacité énergétique et de la puissance dans les batteries redox à flux. Source : IDTechEx
Réduction des dépenses d'investissement (en $US/kWh). Source : IDTechEx
À mesure que la part des énergies renouvelables (EnR) augmente, la durée moyenne de stockage dans un pays ou une région donnée devra croître pour y faire face. Par conséquent, une plus grande pénétration des énergies renouvelables variables (EnRV) devrait permettre de réduire les coûts des systèmes pour de nombreuses technologies de stockage d'énergie à basse consommation (SEBC), soulignant ainsi leur avantage par rapport aux batteries lithium-ion. De plus, les limitations anticipées des matériaux pour batteries lithium-ion vers la fin de la décennie et les risques liés à l'inflammabilité des électrolytes dans ces batteries devraient constituer d'autres facteurs clés stimulant la demande pour d'autres technologies de stockage d'énergie (SE) en général. Diverses technologies SEBC sont actuellement développées et commercialisées dans des régions clés, notamment le stockage électrochimique, mécanique, thermique et d'hydrogène. Cependant, en fonction du niveau de pénétration des EnR, la demande pour les technologies SEBC ne commencera à s'accélérer dans les régions clés qu'au milieu des années 2030, et à l'échelle mondiale qu'après 2040 environ.
Auteur : Conrad Nichols, analyste technologique chez IDTechEx
