Un exemple de réseau électrique 100% renouvelable secouru par des batteries

Écrit par

dans

Les ressources de puissance électrique renouvelable, telles que l’éolien ou le solaire présentent une faiblesse opérationnelle majeure: leur caractère intermittent, sinon aléatoire.

Construire un réseau électrique alimenté à 100% par ces seules ressources implique donc de disposer de stocks tampons de puissance électrique sous forme de batteries électrochimiques, de stations de pompage turbinage ou de tout autre dispositif susceptible de dispenser de la puissance électrique d’appoint, préalablement mise en stock, grâce à un « surdimensionnement » de la puissance installée. Parler sérieusement du coût des énergies renouvelables nécessite de prendre en compte ces coûts additionnels de dispositifs de secours et de stockage.

Pour illustrer l’ampleur de cette puissance nécessaire en secours, par rapport à la puissance nominale installée, il est possible de décrire le projet japonais de réseau dans les îles Oki, en Mer du Japon.

Les autorités japonaises veulent implanter, en quatre ans, dans ces îles qui comptent autour des 25000 habitants, des ressources renouvelables solaires et éoliennes de puissance électrique secourues par des batteries Sodium-Soufre et Li-Ion. Les premières batteries assurant le secours électrique de longue période, les secondes régulant le réseau en puissance et en fréquence sur de courtes périodes.

Ce qui me semble important de retenir dans ce projet pilote c’est le rapport des puissances de génération et de secours installées.

Pour un objectif de puissance renouvelable qui devrait atteindre à terme les 11 MW (3 MW déjà en place et 8 MW à installer entre 2015 et 2019), les autorités japonaises vont aussi installer en tampon 4,2 MW de batterie Sodium-Soufre et 2 MW de batteries Li-Ion. Ceci représente approximativement dans les 30 MWh de batteries Sodium-Soufre déchargeables en 7 heures (C/7) et 1 MWh de batteries Li-Ion déchargeables en 30 minutes (2C).

Ce sont donc plus de 50% de la puissance nominale installée qui vont être investis dans le dispositif électrochimique de secours.

Il y a là de quoi à justifier la prise en compte de ces dispositifs « annexes » dans le chiffrage de tels projets.

Bien-sûr le chiffrage de tels dispositifs sont ignorés par les afficionados des énergies intermittentes, les vieilles centrales au lignite ou au charbon sont encore là pour assurer, à perte, le secours indispensable au réseau.

LIRE la description du projet japonais de réseau sur les îles Oki.

Le 24 Octobre 2014

éolien

Commentaires

11 réponses à “Un exemple de réseau électrique 100% renouvelable secouru par des batteries”

octobre 24, 2014
Grunchard
La Chine rétropédale sur l’éolien offshore.
http://www.bloomberg.com/news/2014-10-22/china-cuts-forecast-for-offshore-wind-power-by-60-.html
Répondre
octobre 25, 2014
Raymond Bonnaterre
Merci pour ce lien Grunchard.
La Chine a fait un choix délibéré: celle du dumping énergétique par utilisation massive de charbon local ou importé à peu de frais. Ceci lui a permis de localiser massivement sur son territoire des industries électro-intensives comme la production d’aluminium dont elle est le N°1 mondial.
Elle ne va pas gâcher de tels succès industriels par des investissements massifs dans des dispositifs inefficaces et onéreux tel que l’éolien offshore.
C’est la raison pour laquelle tous nos efforts occidentaux de réduction locale d’émissions de GHG sont vains et donc inutiles.
Voila le monde tel qu’il est et non tel qu’il devrait être.
La réduction du flux mondial d’émission de CO2 passera, nécessairement, par un accord musclé avec la Chine et autres pays asiatiques qui l’imitent.
Je pense en particulier à l’instauration de quotas d’importation de charbon en provenance d’Australie, d’Afrique du Sud, d’Indonésie ou de Russie, en attendant la montée en puissance des gaz de schistes chinois.
Répondre
octobre 25, 2014
papijo
Une correction: il ne s’agit pas de GW, mais de MW (et de MWh), valeurs plus en rapport avec les 25 000 habitants de ces îles !
Par ailleurs, il aurait été intéressant d’avoir une description complète des systèmes de production envisagés: y a-t-il une capacité de stockage sur l’hydroélectricité existante, y a-t-il d’autres systèmes de back-up prévus que les batteries (diésel ou autres: après tout, aujourd’hui, ils vivent bien sans batteries). Ces réserves « existantes » ont une incidence énorme sur les capacités excédentaires en batteries nécessaires à l’autonomie.
Répondre
octobre 25, 2014
Dr. Goulu
Il me semble qu’un critère permettant de déterminer la capacité d’un tel système de stockage est la probabilité de se retrouver « à plat ». Sans stockage, le réseau sera mort chaque nuit sans vent. Avec un stockage correspondant à la consommation lors d’une telle nuit, le réseau sera mort la seconde de deux nuits sans vent consécutives, et ainsi de suite.
La question devient : combien de consommations nocturnes faut-il stocker pour réduire à x% la probabilité de black-out ? Sur une petite île, peut-être que x=1% est acceptable (ça fait quand même 4 nuits par an sans jus), mais nous nous sommes habitués à 0.1% ou même moins …
Si vous avez des références d’études permattant de déterminer la taille du stockage en fonction du risque de black-out, ça m’intéresse… Merci !
Répondre
octobre 25, 2014
Raymond Bonnaterre
Merci Papijo, j’avais un peu trop gonflé la taille des îles Oki. J’ai donc corrigé en conséquence.
Répondre
octobre 25, 2014
Raymond Bonnaterre
Docteur, études sûrement complexes et semi-empiriques que pourraient mener par simulation les teneurs de réseau au contact de la réalité quotidienne.
J’ai cru comprendre que les régulateurs Allemands rencontraient parfois quelques problèmes.
Répondre
octobre 25, 2014
BMD
@Dr Goulu, une règle de pouce pour l’éolien seul en Europe est de 50 MWh de stockage pour une puissance installée de 1 MW par semaine sans vent. C’est peut-être un peu moins dans des îles où le vent a peut-être un facteur de charge un peu meilleur qu’à terre en Allemagne.
Répondre
octobre 25, 2014
Tonton
Dr. Goulu, je vous recommande ce papier d’Hervé Nifenecker sur l’intégration des énergies renouvelables.
http://www.sauvonsleclimat.org/images/articles/pdf_files/etudes/Integration.pdf
Répondre
octobre 26, 2014
wawa
@tonton, merci pour le lien, très interessant.
Répondre
octobre 26, 2014
Ray
Je pense que la réalité est plus complexe encore en raison de l’interconnexion des réseaux sur l’ensemble de l’Europe de l’Ouest. Ce qu’a bien compris le régulateur Allemand qui utilise, sans complexe, la bonne énergie électronucléaire française si nécessaire ou les centrales de turbinage suisses.
L’espace pertinent n’est pas la Nation, c’est l’ensemble du réseau interconnecté.
Supprimer les centrales électronucléaires, c’est se priver de ressources de base qui seront générées ailleurs, avec du lignite ou du charbon par exemple.
La fermeture de Fessenheim pénaliserait le sud de l’Allemagne et le pompage Suisse qui risquent de ne pas être d’accord. Situation cocasse.
Répondre
novembre 22, 2014
Raymond Bonnaterre
Siemens et le coréen LG Chemical renouvellent leurs accords dans les batteries de secours. Le réseau allemand rencontrerait-il quelques problèmes?
Allez-savoir?
http://www.siemens.com/press/en/pressrelease/?press=/en/pressrelease/2014/energymanagement/pr2014110060emen.htm&content%5B%5D=EM
Répondre