Le marché du stockage d'énergie sur le réseau électrique croît rapidement, entraînée par la baisse des prix et des politiques gouvernementales de soutien.

Sur la base de nos recherches sur le fonctionnement et les coûts des réseaux électriques, en particulier les avantages des nouvelles technologies, nous sommes convaincus que le stockage d'énergie pourrait transformer la façon dont les propriétaires américains, les entreprises et les services publics produisent et utilisent de l'électricité.

Équilibrer les actes

Le stockage d'énergie dans ce contexte signifie simplement économiser de l'électricité pour une utilisation ultérieure. C'est comme avoir un tas de piles rechargeables, mais beaucoup plus gros que ceux de votre téléphone portable et probablement connectés au réseau.

Après une croissance annuelle moyenne d'environ 50 pour cent pendant cinq ans, l'industrie électrique américaine a installé un total de 1 gigawattheure de nouvelle capacité de stockage entre 2013 et 2017, selon le cabinet GTM Research. C'est suffisant pour alimenter 16 millions d'ordinateurs portables pendant plusieurs heures. Bien que cette quantité de stockage soit inférieure à 0,2 % de la quantité moyenne d'électricité consommée par les États-Unis, les analystes prévoient que les installations doubleront entre 2017 et 2018, puis continueront à se développer rapidement aux États-Unis et dans le monde.

Pour comprendre pourquoi cette tendance est si importante, considérer comment fonctionne l'électricité.

Il faut un monde caché de complexité et une série d'équilibres délicats pour alimenter les maisons et les lieux de travail, car le réseau a historiquement peu de capacité de stockage. Après avoir été généré dans les centrales électriques, l'électricité circule généralement sur les lignes électriques à la vitesse de la lumière et la plus grande partie est consommée immédiatement.

Sans les moyens de stocker l'électricité, les services publics doivent produire juste assez pour répondre à la demande 24 heures sur 24, y compris les heures de pointe.

Cela rend l'électricité différente de la plupart des industries. Imaginez ce qui se passerait si les constructeurs automobiles devaient faire cela. Au moment où vous avez acheté une voiture, un ouvrier devrait le chasser par la porte de l'usine. Les chaînes de montage s'accéléreraient et ralentiraient constamment en fonction des caprices des consommateurs.

Cela semble exaspérant et ridicule, droit? Mais les opérateurs de réseau électrique réussissent essentiellement cela, équilibrer l'offre et la demande toutes les quelques secondes en allumant et en éteignant les centrales électriques.

C'est pourquoi un boom de stockage ferait une grande différence. Le stockage crée l'équivalent d'un entrepôt pour stocker l'électricité lorsqu'elle est abondante pour d'autres moments où elle est nécessaire.

Pouvoir d'étirement

Le stockage d'énergie peut aider de diverses manières, servant essentiellement de couteau suisse pour les réseaux électriques. Il peut aider à équilibrer les fluctuations de puissance à court terme, gérer les pics de demande ou agir en tant que secours pour prévenir ou récupérer des pannes de courant.

Et il peut être déployé à n'importe quelle échelle et à n'importe quel point du réseau, d'un petit système de stockage domestique à un réservoir hydroélectrique pompé assez grand pour alimenter une petite ville. Si le stockage consomme en réalité un peu d'électricité au lieu d'en produire, il rend le secteur de l'électricité plus efficace sur le plan économique. Au fur et à mesure que le volume de stockage augmente, nous nous attendons à ce que les réseaux deviennent plus stables et flexibles.

Le stockage peut également faire une grande différence avec l'électricité produite par l'énergie solaire ou éolienne – qui ne peut être exploitée que lorsque le soleil brille et que le vent souffle.

Mais, en général, ce n'est pas encore nécessaire à cette fin. Alors que ces industries se développent rapidement, l'énergie éolienne ne génère qu'environ 6% de l'électricité américaine et l'énergie solaire moins de 2%. Les réseaux électriques peuvent actuellement utiliser la quasi-totalité de cette électricité telle qu'elle est produite.

Exploitants de réseaux, habitués à gérer l'offre et la demande variables d'électricité, peuvent désormais gérer l'imprévisibilité supplémentaire qu'ils reçoivent de l'énergie éolienne et solaire. Mais en tant qu'utilitaires, les entreprises et les consommateurs mettent plus d'énergie renouvelable en ligne, la grille peut devenir plus difficile à équilibrer sans stockage supplémentaire.

Être sûr, les exploitants de centrales hydroélectriques stockent de l'électricité depuis longtemps. Les États-Unis ont la capacité de stocker quelque 22 gigawatts d'énergie hydraulique pompée, environ 2 % de la capacité de production des États-Unis. Pourtant, sa dépendance à l'égard de grands réservoirs d'eau, qui ne peut pas être facilement construit à proximité des marchés de l'électricité, limite le potentiel de croissance de cette option énergétique.

Concurrencer le gaz naturel

Une fois que le stockage d'énergie augmente, les services publics répondront plus facilement à la demande de pointe avec moins de capacité totale et moins de centrales électriques. S'ils peuvent compter sur le stockage pour fournir de l'électricité pendant les heures de forte demande au lieu de construire de nouvelles centrales, il peut économiser de l'argent tout autour.

Mais le stockage n'est pas le seul jeu en ville – d'autres technologies offrent des avantages similaires. Les services publics peuvent installer de nouvelles lignes de transmission ou s'appuyer sur du gaz naturel flexible, qui est essentiellement le plus grand concurrent pour le stockage d'énergie.

La production de gaz naturel produit aujourd'hui environ un tiers de l'électricité du pays et offre bon nombre des mêmes avantages que le stockage, car ces centrales électriques sont faciles à allumer et à éteindre. Les prix relativement bas du gaz naturel, moins de la moitié de ce qu'ils étaient il y a dix ans en raison de l'hydrofracturation généralisée, ont probablement ralenti la croissance du stockage d'énergie jusqu'à présent.

Le gaz naturel est devenu de plus en plus populaire pour la production d'électricité, déplaçant la demande de charbon depuis 2000. Mais si le stockage devient suffisamment bon marché, cette équation peut basculer et le stockage pourrait menacer l'économie de la production de gaz naturel.

Aide du gouvernement et meilleures batteries

L'une des raisons pour lesquelles cette industrie est en croissance est qu'elle reçoit un coup de pouce du gouvernement.

Californie, Maryland, Le New Jersey et le Nevada subventionnent le stockage, mandater son adoption ou les deux. Une mesure similaire est en instance devant la législature d'Hawaï.

Et malgré les efforts de l'administration Trump pour maximiser l'extraction de combustibles fossiles, le gouvernement fédéral jette maintenant les bases réglementaires pour que l'industrie du stockage soit pour la première fois en concurrence directe sur les marchés de gros ouverts de l'énergie.

Les améliorations technologiques ont fait la différence, trop. Technologie de batterie, dirigé par la même conception lithium-ion qui alimente les téléphones mobiles, fait de grands progrès et devient beaucoup moins cher.

Les batteries lithium-ion sont à la fois responsables de la majeure partie de cette nouvelle vague de stockage d'énergie connecté au réseau et du composant critique à l'intérieur du nombre croissant de véhicules électriques américains. Par exemple, la batterie lithium-ion utilisée dans le Tesla Powerwall, un système de batterie domestique, est le même que celui que l'entreprise utilise dans ses véhicules.

Les batteries au lithium à l'échelle du réseau diffèrent souvent de celles des voitures, mais utilisent la même technologie de base. Le prix des systèmes de batteries lithium-ion à grande échelle a chuté de 40 % en seulement cinq ans pour atteindre environ 1 USD. 200 le kilowattheure en 2015 d'environ 2 $, 100 en 2010 et devraient continuer à baisser.

L'avenir

Le réseau a actuellement relativement peu de stockage pour la même raison que seulement environ 200, 000 des 17,2 millions de véhicules achetés par les Américains en 2017 étaient électriques :c'est cher aujourd'hui.

Les véhicules électriques ne permettent pas encore d'économiser de l'argent pour la plupart des conducteurs américains. Mais les experts du marché prévoient que la possession de véhicules électriques coûtera moins cher que les véhicules standard alimentés à l'essence d'ici une décennie et continuera à devenir moins chère par la suite.

De même, pour le réseau électrique, si le stockage devient assez bon marché, son marché potentiel pourrait passer de 1 gigawattheure à des dizaines voire des centaines de gigawattheures.

Si ou quand cela arrive, l'éolien et le solaire deviendraient plus compétitifs, remplaçant de plus en plus à la fois le charbon et le gaz naturel – désormais les deux principales sources d'énergie électrique du pays. Et ce stockage moins cher rendrait également les véhicules électriques plus abordables, réduire la quantité d'essence et de diesel que les Américains consomment. Les industries de l'électricité et de l'automobile fonctionnent presque de la même manière qu'il y a 50 ans. Mais un monde de batteries à faible coût les changerait à la fois de manière passionnante et sans précédent.

Peu importe ce qu'il arrive, nous pensons que le stockage est « évolutif » car il fonctionne bien sur le réseau actuel et avec une grande variété d'autres technologies. Si les industries éolienne et solaire maintiennent leur élan actuel (et elles le feront probablement), le stockage deviendra encore plus précieux. Mais si le réseau prend une autre direction - en s'appuyant davantage sur des centrales de production grandes et coûteuses, par exemple, le stockage permettrait de gérer plus facilement les pics de demande sans surcapacité. Même si on ne peut pas dire exactement à quoi ressemblera le réseau du futur, nous sommes assez confiants que le stockage le fera bourdonner de nouvelles manières.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.