En raison de leurs coûts décroissants, les batteries lithium-ion dominent désormais une gamme d'applications, notamment les véhicules électriques, informatique et électronique grand public.

Vous ne pensez peut-être au stockage d'énergie que lorsque votre ordinateur portable ou votre téléphone portable sont à court de jus, mais les services publics peuvent brancher des versions plus grandes au réseau électrique. Et grâce à la baisse rapide des prix des batteries lithium-ion, l'utilisation du stockage d'énergie pour étendre la capacité de production d'électricité.

Sur la base de nos recherches sur les coûts et les performances du stockage d'énergie en Caroline du Nord, et notre analyse du rôle potentiel que pourrait jouer le stockage d'énergie dans les années à venir, nous pensons que les services publics devraient se préparer à l'avènement de batteries bon marché à l'échelle du réseau et développer des des plans à long terme qui permettront aux consommateurs d'économiser de l'argent.

La demande de pointe coûte cher

La quantité d'électricité consommée par les consommateurs varie selon l'heure de la journée et entre la semaine et le week-end, ainsi que de façon saisonnière et annuelle pendant que chacun vaque à ses affaires.

Ces variations peuvent être énormes.

Par exemple, les moments où les consommateurs utilisent le plus d'électricité dans de nombreuses régions sont presque le double de la quantité moyenne d'électricité qu'ils consomment généralement. Les services publics répondent souvent à la demande de pointe en construisant des centrales électriques fonctionnant au gaz naturel, en raison de leurs coûts de construction inférieurs et de leur capacité à fonctionner lorsqu'ils sont nécessaires.

Cependant, il est coûteux et inefficace de construire ces centrales électriques juste pour répondre à la demande pendant ces heures de pointe. C'est comme acheter une grande camionnette que vous n'utiliserez que trois jours par an lorsque votre frère et ses trois enfants vous rendront visite.

Le réseau nécessite de l'énergie fournie juste au moment où elle est nécessaire, et l'utilisation varie considérablement tout au long de la journée. Lorsque les batteries connectées au réseau contribuent à fournir suffisamment d'électricité pour répondre à la demande, les services publics n'ont pas à construire autant de centrales électriques et de lignes de transmission.

Compte tenu de la durée de vie de cette infrastructure et de la rapidité avec laquelle les coûts des batteries diminuent, les services publics sont désormais confrontés à de nouveaux défis de planification à long terme.

Batteries moins chères

Environ la moitié de la nouvelle capacité de production construite aux États-Unis chaque année depuis 2014 provient de l'énergie solaire, éolienne ou d'autres sources renouvelables. Les usines de gaz naturel constituent l'essentiel du reste, mais à l'avenir, cette industrie pourrait devoir concurrencer le stockage d'énergie pour obtenir des parts de marché.

En pratique, on voit comment le rythme de construction des centrales électriques au gaz naturel pourrait ralentir en réponse à cette nouvelle alternative.

Jusque là, les services publics n'ont installé que l'équivalent d'une ou deux centrales électriques traditionnelles dans des projets de batteries lithium-ion à l'échelle du réseau, tout depuis 2015. Mais à travers la Californie, Texas, le Midwest et la Nouvelle-Angleterre, ces appareils profitent à l'ensemble du réseau en améliorant les opérations et en comblant les lacunes lorsque les consommateurs ont besoin de plus de puissance que d'habitude.

Sur la base de notre propre expérience de suivi des coûts des batteries lithium-ion, nous voyons le potentiel pour que ces batteries soient déployées à une échelle beaucoup plus grande et perturbent le secteur de l'énergie.

Lorsqu'on nous a donné environ un an pour mener une étude sur les avantages et les coûts du stockage d'énergie en Caroline du Nord, suivre le rythme des progrès technologiques et augmenter l'accessibilité était une lutte.

Les coûts projetés des batteries ont tellement changé du début à la fin de notre projet que nous nous sommes précipités à la fin pour mettre à jour notre analyse.

Une fois que les services publics pourront facilement profiter de ces énormes batteries, ils n'auront pas besoin d'autant de nouvelles capacités de production d'électricité pour répondre à la demande de pointe.

Planification des services publics

Avant même que les batteries puissent être utilisées pour le stockage d'énergie à grande échelle, il était difficile pour les services publics de faire des plans à long terme en raison de l'incertitude quant à ce à quoi s'attendre à l'avenir.

Par exemple, la plupart des experts en énergie n'avaient pas anticipé la baisse spectaculaire des prix du gaz naturel due à la généralisation de la fracturation hydraulique, ou la fracturation hydraulique, il y a une dizaine d'années - ou l'incitation qu'elle fournirait aux services publics pour éliminer progressivement les centrales électriques au charbon.

Dans les années récentes, les coûts de l'énergie solaire et éolienne ont baissé beaucoup plus vite que prévu, remplaçant également le charbon – et dans certains cas le gaz naturel – comme source d'énergie pour la production d'électricité.

Quelque chose que nous avons appris au cours de notre étude de stockage est illustratif.

Nous avons constaté que les batteries au lithium-ion aux prix de 2019 étaient un peu trop chères en Caroline du Nord pour concurrencer les centrales de pointe au gaz naturel – les centrales au gaz naturel utilisées occasionnellement lorsque la demande en électricité augmente. Cependant, lorsque nous avons modélisé les prix des batteries projetés en 2030, le stockage d'énergie s'est avéré être l'option la plus rentable.

Fédéral, l'état et même certaines politiques locales sont un autre joker. Par exemple, Les législateurs démocrates ont décrit le Green New Deal, un plan ambitieux qui pourrait rapidement lutter contre le changement climatique et les inégalités de revenus en même temps.

Et peu importe ce qui se passe au Congrès, les épisodes de plus en plus fréquents de conditions météorologiques extrêmes qui frappent les États-Unis sont également coûteux pour les services publics. Les sécheresses réduisent la production hydroélectrique et les vagues de chaleur font augmenter la consommation d'électricité.

L'avenir

Plusieurs services publics investissent déjà dans le stockage d'énergie.

Service public californien Pacific Gas &Electric, par exemple, a obtenu l'autorisation des régulateurs de construire un énorme système de batterie de stockage d'énergie de 567,5 mégawatts près de San Francisco, bien que la faillite du service public puisse compliquer le projet.

Hawaiian Electric Company cherche à obtenir l'approbation de projets qui établiraient plusieurs centaines de mégawatts de stockage d'énergie à travers les îles. Et Arizona Public Service et Puerto Rico Electric Power Authority étudient également des options de stockage.

Nous pensons que ces décisions et d'autres se répercuteront sur les décennies à venir. leurs clients pourraient payer plus qu'ils ne le devraient pour garder les lumières jusqu'au milieu de ce siècle.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.