Le stockage des énergies renouvelables : pierre angulaire d’une transition énergétique réussie

14 avril 2020
Décryptage Le stockage des énergies renouvelables : pierre angulaire d’une transition énergétique réussie

La place qu’occupent les « black-out » dans l’imaginaire collectif qu’ils soient liés à des pannes techniques, des actes malveillants ou à des pics de consommation témoigne de l’importance capitale que la production et la distribution d’énergie occupent dans nos sociétés.

Jusqu’à présent, aucun black-out énergétique lié à une demande excédentaire par rapport à l’offre ne s’est produit en France. Cette sécurité énergétique s’explique par la composition de notre mix énergétique dans lequel le nucléaire et les énergies fossiles occupent une place prépondérante. Ce mix fait cependant face à des critiques de plus en plus fortes. En cause : son impact écologique. Cette prise de conscience explique la montée en puissance, depuis plusieurs années, des énergies renouvelables : éolien, hydraulique, photovoltaïque et biomasse. Elles sont appelées à prendre une part non-négligeable des mix énergétiques nationaux, c’est ce qu’on appelle la transition écologique. Cependant, atteindre 45 % d’énergie renouvelable dans le mix énergétique – comme le préconise l’Agence internationale pour les énergies renouvelables [IRENA] – pose des difficultés.

Entre impératif écologique, frein technique et potentiel économique, le challenge à relever est de taille.

Ohwood décrypte pour vous cette tendance en matière d’énergie renouvelable.

 

L’intermittence des sources d’énergies renouvelables

L’électricité est une énergie difficile et coûteuse à stocker. Les centrales à charbon ou nucléaire sont capables de produire en continu tant qu’elles sont alimentées. Il n’en va pas de même pour les énergies renouvelables dont la production est conditionnée par le climat, la rotation de la terre, l’ensoleillement et d’autres facteurs naturels sur lesquels l’Homme n’a pas prise. Une éolienne ne peut produire de l’énergie s’il n’y a pas de vent, de même qu’un panneau photovoltaïque de 1ère ou 2ème génération ne peut pas capter de lumière quand il n’y a pas de soleil. Les contraintes sont nombreuses et difficiles à maîtriser.

Dans ces conditions, parvenir à un mix énergétique plus équilibré et donc plus respectueux de l’environnement peut s’obtenir de deux façons.

Soit par la recherche de complémentarité entre différentes sources d’énergie renouvelable ce qui entraîne la création d’installations complexes combinant plusieurs sources. Ce type de solution est actuellement expérimentée notamment par l’Université de Corse, le CNRS, AREVA Stockage d’Energie et le CEA sur les plateformes de MYRTE et PAGLIA ORBA qui compensent l’absence de production photovoltaïque la nuit par un processus d’électrolyse.

Soit en résolvant la question du stockage de l’énergie afin de palier l’intermittence de la production. Thomas Sennelier, responsable écotechnologies pour Bpifrance, l’affirme : « Le stockage de l’énergie est un défi majeur pour la transition énergétique ». Il permettrait en effet de sécuriser l’approvisionnement, d’ajuster la production selon la demande et surtout de compenser l’irrégularité et la saisonnalité de la production.

 

Le stockage, enjeu majeur pour une utilisation généralisée des énergies renouvelables

Face à cet enjeu fondamental, des solutions ont déjà été mises en place partout dans le monde. Qu’elles soient d’initiative publique ou privée, plusieurs techniques de stockage se développent aujourd’hui pour gérer l’équilibre entre l’énergie produite et la demande des consommateurs. Le choix dépend de l’usage… et des ressources dont on dispose.

La principale solution de stockage énergétique est familière. Il s’agit des batteries dont les faiblesses sont elles aussi connues de tous. Impact écologique, dépendance vis-à-vis des métaux et terres rares, difficulté de recyclage… ces écueils poussent nombre d’acteurs économiques à en perfectionner la technologie comme l’industriel français ARMOR qui avec les collecteurs d’énergie En’Safe accroît la sécurité, la performance et la durée de vie des batteries lithium-ion. D’autres encore recherchent de nouvelles solutions techniques comme l’air comprimé ou CAES pour « Compressed Air Energy Storage » qui utilisent des cavernes comme réservoirs pressurisés, mais leur nombre est limité.

Ces dernières innovations sont nombreuses et diversifiées mais ont toutes du mal à remplir un cahier des charges toujours plus exigeant, conséquence d’une évolution rapide des besoins et usages et des technologies. Aucune des solutions actuelles, aussi prometteuses soient-elles, ne semble satisfaire pleinement aux exigences de coût et de productivité, d’impact écologique et de fiabilité.

 

La perspective d’un marché au fort potentiel économique

La nécessité de parvenir à un mix énergétique intégrant davantage d’énergies « vertes » est aujourd’hui un fait établi. La dernière étude de l’ADEME parue en décembre 2019[1] montre que la question écologique est devenue la première préoccupation des français.

Les grandes entreprises notamment dans l’énergie sont confrontées à la raréfaction des ressources fossiles sur lesquelles sont bâties toute leur existence. Elles sont donc amenées à financer massivement la recherche et développement. Une incitation d’autant plus forte que la prise de conscience écologique des populations s’accompagnent d’une pression croissante des citoyens-consommateurs capables aujourd’hui de sanctionner les sociétés dont les prises de positions sociales et environnementales ne leur conviennent pas.

Les ETI et les start-up bénéficient d’un environnement bienveillant pour le développement de solutions innovantes en lien avec la réalisation de la transition écologique. Le « Green deal » européen a été précédé, en France, par la création en 2017 du fonds France Investissement Énergie Environnement géré par Bpifrance qui « vise notamment à renforcer les fonds propres des PME et des petites ETI de la TEE (énergies renouvelables, efficacité énergétique et économie circulaire) ».

Toutes les conditions sont réunies pour que se créent dans les années à venir un marché lucratif porteur. Une étude de Bloomberg NEF de 2017 indique ainsi que la taille du marché global du stockage d’énergie va se multiplier par 64 d’ici 2030 pour atteindre 125 GW de puissance totale et 305 GW de capacité de stockage alors que près de 100 milliards d’euros devraient être investis durant cette période.

La transition écologique est l’enjeu majeur de notre siècle. Le développement des énergies renouvelables qui se trouvent au cœur de cette transition occupera une place toujours plus centrale dans les débats. Par conséquent la question du stockage de l’énergie jusqu’alors non cruciale deviendra primordiale dans les années à venir. Du développement de « micro-générateurs » collectant l’énergie ambiante (harvesting) à la construction de centrales énergétiques plus vertes, tout l’enjeu est désormais d’industrialiser et de standardiser ces technologies en réduisant leurs coûts, leur impact environnemental et en augmentant leur fiabilité.

La France fourmille d’idées, d‘incubateurs et de solutions et se trouve ainsi au cœur de l’Alliance européenne des batteries, lancée conjointement l’année dernière par Bruno Le Maire, son homologue allemand Peter Altmaier et l’agence internationale de l’Énergie. Si des pistes semblent se détacher, il faut maintenir une recherche diversifiée, créative, la soutenir et l’encourager car le stockage des énergies renouvelables est le seul moyen de faire définitivement progresser leur part dans la production globale, et donc de parachever une transition énergétique qui n’en est encore qu’à son début.

 

[1] Représentations sociales du changement climatique : 20ème vague – https://www.ademe.fr/representations-sociales-changement-climatique-20-eme-vague