Le stockage est la clé de la révolution des énergies renouvelables

• Les investissements dans les énergies renouvelables montent en flèche, conformément aux objectifs nationaux ambitieux visant à réduire les émissions de carbone. À mesure que la capacité en énergies renouvelables augmente, nous devons identifier et développer de meilleurs moyens de stockage de cette énergie, pour éviter le gaspillage et faire face aux pics de demande. les fournisseurs se concentrent de plus en plus sur le développement de solutions efficaces de stockage d’énergie à long terme.

Les gouvernements et les entreprises se sont fixé des objectifs ambitieux en matière de développement durable qu’ils doivent atteindre au cours de la prochaine décennie afin de réduire les effets du changement climatique. C’est pourquoi des investissements importants ont été réalisés dans la transition énergétique vers des sources renouvelables. Mais le recours à la seule production d’énergie renouvelable constitue une solution incomplète pour l’énergie fournie par le réseau. Voici pourquoi — et ce que nous devrions faire à ce sujet. Premièrement, la production renouvelable est confrontée à intermittence et les problèmes de réduction. C’est-à-dire que les sources renouvelables ne produisent que lorsque le soleil brille ou que le vent souffle, tandis qu’à d’autres moments, ces sources génèrent trop d’énergie par rapport au niveau de demande, provoquant du gaspillage. Deuxièmement, la production d’énergie renouvelable ne résout pas les problèmes liés aux conditions météorologiques extrêmes, où les réseaux peuvent s’arrêter et où une énergie insuffisante est produite en cas de chocs entre l’offre et la demande.

Stockage d’énergie de longue durée : la clé du développement des énergies renouvelables

Le stockage d’énergie de longue durée (LDES) pourrait être la solution à ces limitations des énergies renouvelables. Les systèmes LDES s’intègrent aux sites de production d’énergie renouvelable et peuvent stocker l’énergie pendant plus de 10 heures. La batterie d’e-Zinc est un exemple de solution d’une durée de 12 à 100 heures, avec des capacités telles que la récupération de l’énergie réduite pour le décalage horaire, la fourniture d’une résilience lorsque le réseau tombe en panne et la gestion de périodes prolongées de demande de pointe pour remplacer les centrales électriques et les transmissions de pointe traditionnelles. infrastructures de distribution. Pour comprendre comment LDES peut transformer les réseaux énergétiques, il est important de comprendre à quoi ressemble le problème du stockage de l’énergie dans la pratique. La réduction crée des déchets aujourd’hui, mais constitue également une opportunité importante si nous pouvons conserver cette énergie lorsque nous en avons besoin. L’opérateur indépendant du système de New York, qui surveille la fiabilité du système électrique de l’État et coordonne les opérations quotidiennes de distribution de l’électricité, a vu 64 GWh d’énergie éolienne réduite, voire gaspillée, en 2021. Cela équivaut à alimenter 12 000 foyers pendant toute une période. année. Pendant ce temps, en Californie, le problème est bien plus important : 1,9 TWh d’énergie solaire produite ont été réduits en 2022 ; l’équivalent d’alimenter 200 000 foyers pendant une année entière. Le Southwest Power Pool, un marché considérablement plus petit pour la construction d’énergies renouvelables, a réduit de 7 % toute l’énergie éolienne produite (9 GWh) en 2022. Une solution LDES aurait capturé l’excès d’énergie généré pendant ces périodes autrement réduites et l’aurait déplacé vers des périodes de besoins plus importants — périodes d’intermittence, coupures du réseau ou périodes de demande de pointe, par exemple pour remplacer les centrales électriques et les infrastructures de transport et de distribution en période de pointe.

Ce que signifie LDES, en pratique

En raison du changement climatique, sept des dix incendies de forêt les plus destructeurs de Californie se sont produits au cours de la dernière décennie. Rien qu’entre 2014 et 2019, 7 900 incendies de forêt ont entraîné des dégâts annuels d’une valeur moyenne de 590 millions de dollars, brûlant 1,2 million d’acres et détruisant 1 300 structures. Une méthode permettant de réduire ces incendies de forêt consiste à mettre en place une coupure de courant pour la sécurité publique (PSPS), dans le cadre de laquelle les réseaux coupent l’alimentation en cas de conditions météorologiques extrêmes afin d’éviter tout dommage à l’équipement qui pourrait autrement déclencher un incendie de forêt. En 2021, 38 événements PSPS ont duré plus de 2 jours, le plus long ayant duré près de 8 jours. Les données de 2022 sont encore en cours de finalisation, mais la plus longue enregistrée a duré 31 heures. Lors de la tempête hivernale Uri en février 2021, les prix de l’électricité au Texas ont grimpé à 9 000 $/MWh. Les prix sont restés autour de 6 500 $/MWh pendant 80 heures en raison de l’incapacité d’apporter un approvisionnement supplémentaire au réseau. Cela a contribué aux 700 décès et aux 38 milliards de dollars de coûts énergétiques excédentaires pour les contribuables. Dans un cas moins extrême, en juillet 2022, une vague de chaleur record a fait grimper les prix de l’Electric Reliability Council of Texas North à une moyenne de 182 $/MWh, contre 50 à 100 $/MWh en moyenne pour le reste de l’année. En Californie et au Texas, les clients ayant des besoins élevés en fiabilité (centres de données, hôpitaux, entreprises de télécommunications, par exemple) ont besoin de plusieurs jours de résilience et comptent donc sur la production diesel pour l’alimentation de secours lors d’événements météorologiques extrêmes, ce qui aggrave les problèmes de changement climatique. Les solutions LDES auraient été en mesure de fournir une alimentation de secours pendant ces coupures de réseau et ces flambées de prix extrêmes, évitant ainsi la dépendance aux générateurs diesel et garantissant une énergie accessible et abordable. Une analyse menée par le Conseil LDES et McKinsey & Company a révélé qu’une fois qu’un réseau atteint 60 à 70 % d’énergies renouvelables, le LDES devient obligatoire pour un réseau efficace. Les réseaux de certaines parties de la Californie, de New York, du Texas, de l’Allemagne et du Royaume-Uni sont en passe d’atteindre ce seuil d’ici la fin des années 2020 ou le début des années 2030. Même dans des régions telles que l’Electric Reliability Council of Texas, où il n’existe pas de mandats ni d’objectifs en matière d’énergies renouvelables, les énergies renouvelables fournissent déjà 34 % de son électricité sans aucun signe de ralentissement.

Les grands services publics ont compris l’importance des systèmes LDES lorsqu’ils envisagent d’investir dans les énergies renouvelables. Cette année, Xcel Energy a lancé un appel d’offres pour des projets d’énergie solaire et de stockage par batteries afin de remplacer les centrales au charbon hors service. PNM remplace une centrale au charbon de 847 MW par 650 MW d’énergie solaire associée à 300 MW/1 200 MWh de stockage d’énergie. Vistra et NRG remplacent les centrales au charbon de l’Illinois par des solutions de production et de stockage solaires. Ces centrales électriques fonctionnent 24 heures sur 24 dans de nombreux cas et ne peuvent donc pas être remplacées par les solutions de stockage d’énergie existantes, qui peuvent au mieux fournir 4 à 6 heures de stockage. L’investissement dans les solutions LDES garantira que ces services publics fournissent une énergie abordable, fiable et cohérente avec un réseau propre. La communauté internationale réalise des progrès significatifs vers la réalisation de ses objectifs climatiques ambitieux, notamment en matière d’investissement dans les énergies renouvelables. Pour aller plus loin dans ces progrès, le développement et l’intégration de LDES sont essentiels. Ouvrir la voie à un avenir plus durable et plus sain pour les communautés et fournir des services fiables et