L’Electric Power Research Institute américain (EPRI) vient de publier une étude sur les divers modes de stockage d’énergie disponibles ou en développement et dédiés à la rescousse des réseaux électriques américains de plus en plus fragilisés par la part croissante des énergies alternatives non polluantes. Ce papier est essentiellement axé sur les marchés accessibles en fonction des coûts du MW et du MWh de chacune des solutions possibles.
Pour satisfaire à de nombreuses contraintes les besoins de back-up des réseaux vont aller en croissant. Ceci va du simple secours domestique, en passant par le maintien local de la fréquence et de la puissance réactive, à l’aide à l’intégration au réseau des parcs éoliens et photovoltaïques, à l’écrêtement des pointes de puissance appelées (peak shaving) ou produites en excès par les éoliennes la nuit (Time-of-Use), à l’arbitrage de large quantité d’énergie (load leveling) en jouant sur de lucratifs différentiels de prix.
L’EPRI rappelle que dans le monde, le pompage hydraulique avec 127 GWe de puissance installée représente 99% du total des stockages (FIG.I). Il compte pour 40 GWe aux États-Unis et l’installation de 4GWe de puissance supplémentaire est en cours. Le pour-cent restant des systèmes de secours est assuré par deux unités de stockage d’air comprimé (0,44GW) et par des batteries, essentiellement au Sodium-Soufre, et quelques volants à inertie.
Une segmentation simple du marché basé sur les énergies et les autonomies désirées fait apparaître un nombre restreint de solutions viables mentionnées dans la FIG.II.
-Les grandes masses d’énergie et de puissance (Bulk Power Management) qui concernent des centaines de MW ou des GW reposent sur le pompage hydraulique. Un complément reposant sur le stockage d’air comprimé dans des sites sous-terrains pourrait se développer, avec une variante adiabatique qui exploiterait le tiers environ de l’énergie récupérée sous forme thermique lors de la compression et récupérée lors de la détente.
-A l’autre extrême des puissances de quelques dizaines de kW durant quelques secondes pour assurer la qualité du réseau devraient être assurées par les volants à inertie (Flywheels) ou des batteries de supercapacités.
– Entre les deux c’est là qu’est le nouveau marché le plus dynamique, qui a besoin de quelques heures ou de quelques minutes d’autonomie avec une puissance autour du MW ou de quelques dizaines de MW en secours du réseau (absence de vent, passage de nuages, démarrage d’une centrale, etc.) les solutions qui semblent vouloir s’imposer et se partager le marché de façon complémentaire sont à la fois les batteries Sodium-Soufre pour des autonomies de quelques heures et les batteries au Lithium pour des autonomies de quelques minutes.
L’EPRI voit d’ici à 2012 un doublement des capacités de batteries Sodium-Soufre installées, passant de 1,9 GWh aujourd’hui à 3,6 GWh en 2012. Cette technologie, exclusivité du japonais NGK, dispose d’un immense marché potentiel à satisfaire. Elle est encore injustement délaissée par les grands industriels des batteries. C’est la seule aujourd’hui à savoir stocker de l’énergie à partir d’un vulgaire sulfure de sodium et d’un séparateur à base d’alumine. Mais c’est paradoxalement dans le domaine des batteries au Lithium stationnaires que nombreux voient l’émergence d’un marché important. Les recalés américains des batteries de la traction électrique (A123, Alternano, Enerdel, Ultralife, Johnson Controls, etc.) voient là un marché de substitution moins exigeant et tout aussi florissant. C’est la raison pour laquelle Johnson Controls veut se délier de ses accords avec Saft qui le cantonnent au seul très exigeant marché des batteries de traction sur lequel il se fait tailler des croupières par les concurrents Japonais et Coréens. JC voudrait pour ce marché du secours électrique s’allier avec le japonais Hitachi qui lui aussi a loupé son entrée dans le marché des véhicules électriques. Saft qui avait délégué le marché des EV à son associé, va être bien placée pour répondre à la demande en batteries fixes aux États-Unis au moyen de sa nouvelle unité de production de Jacksonville en cours de construction avec l’aide du DOE.
Constructeurs de batteries européens n’oubliez pas bêtement le Sodium Soufre stationnaire, ce serait dommage!
CONSULTER le travail de l’EPRI sur le sujet.
Le 22 Mai 2011
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