À moins d'un mile d'un estuaire rempli de loutres de mer populaire auprès des kayakistes, vous trouverez des rangées de grandes armoires blanches en acier perchées sur de basses plates-formes en béton, l'espace entre elles sillonné de chemins de gravier. Tout est calme, à l'exception du léger bourdonnement occasionnel des ventilateurs et du croassement des mouettes au-dessus de la tête.

Un passant pourrait confondre l'endroit avec une installation de self-stockage, mais les vieux meubles et souvenirs ne sont pas conservés ici. L'énergie du soleil est.

Toute la journée, l'électricité des panneaux solaires se déverse dans le réseau électrique californien, trop pour être utilisée pendant la journée lorsque la demande est plus faible. L'excédent est stocké ici, dans le système de batterie Moss Landing Elkhorn de Pacific Gas &Electric de 182,5 mégawatts.

Autrefois le site de la plus grande centrale électrique alimentée aux combustibles fossiles de l'État, Elkhorn est l'un des dizaines de systèmes de batteries lithium-ion à grande échelle du pays qui réinjectent de l'énergie renouvelable dans le réseau en cas de besoin.

"C'est un avenir au-delà des combustibles fossiles, un avenir d'air pur et d'un climat stable", a déclaré David Hochschild, président de la California Energy Commission.

Appelées batteries de qualité utilitaire, les rangées de boîtes blanches d'Elkhorn peuvent contenir de l'énergie solaire jusqu'à quatre heures. Cela aide à couvrir la fenêtre cruciale lorsque le soleil se couche, tout comme des dizaines de millions de Californiens rentrent chez eux, allument leurs climatiseurs et allument leurs poêles pour préparer le dîner, une période appelée "la rampe du soir".

Entièrement chargée, l'installation d'Elkhorn contient suffisamment d'électricité pour les demandes instantanées des clients PG&E dans près de 275 000 foyers.

Le stockage permet au service public d'éviter de s'approvisionner en électricité auprès de centrales électriques au gaz naturel plus coûteuses, nécessaires uniquement pour les pics de demande. Seulement 10 jours après que le système de batterie a été certifié pour fonctionner, le 17 avril, il a fait ses preuves.

"Nous remplissions les batteries au coût de 10 $ par mégawattheure. Lorsque nous avons commencé à utiliser cette énergie au maximum, elle valait 100 $ par mégawattheure", a déclaré la PDG de PG&E, Patti Poppe, lors du dévoilement du système la semaine dernière.

Au cours de cette année et de l'année dernière, PG&E a mis en service six grandes installations dans l'État qui, ensemble, ont la capacité de stocker près de 1 000 mégawatts d'énergie. Il a des contrats pour 2 374,5 mégawatts supplémentaires jusqu'en 2024.

PG&E tire également l'électricité d'une installation voisine d'Elkhorn appartenant à Vistra Corp. du Texas. Il a une capacité de 400 mégawatts et devrait ajouter 350 mégawatts supplémentaires dans les années à venir.

L'année dernière, la Californie a installé plus de 2 gigawatts de stockage sur batterie, a déclaré Hochschild, et en a maintenant plus que partout ailleurs dans le monde.

"C'est une réussite incroyable", a-t-il déclaré. "De toute évidence, nous sommes entrés dans l'âge d'or du stockage de l'énergie."

Le stockage se produit partout

Ces sites de batteries ne sont pas uniques à la Californie. Selon l'American Clean Power Association, huit États ont fixé des objectifs de stockage d'énergie pour équilibrer l'énergie éolienne et solaire, et d'autres devraient faire de même à mesure que les prix baissent.

Sans la capacité de stocker l'énergie, l'énergie solaire n'est pas aussi utile qu'elle pourrait l'être. Et à mesure que de plus en plus d'énergies renouvelables s'ajoutent au réseau électrique national, le besoin de stockage augmente.

Dans l'Oregon, la centrale d'énergie renouvelable de Wheatridge, propriété de Portland General Electric, comprend un ensemble de batteries de 30 mégawatts connecté à une installation éolienne et solaire de 350 mégawatts.

Florida Power &Light Company construit une installation de stockage de batteries à énergie solaire de 409 mégawatts, "assez pour alimenter Disney World pendant environ sept heures", a déclaré la société.

L'installation de batteries, en cours de construction au centre de stockage d'énergie Manatee à Parrish, en Floride, a une capacité suffisante pour alimenter environ 329 000 foyers pendant plus de deux heures et équivaut à 100 millions de batteries d'iPhone.

L'État de New York a annoncé ce mois-ci six projets jumelés de stockage solaire et de batterie qui stockeront 159 mégawatts d'électricité.

Ensemble, ces installations signifient que des centaines de milliers de foyers n'auront pas besoin d'électricité d'une centrale électrique au gaz naturel pendant cette période de pointe lorsque le soleil se couche.

"La batterie peut remplacer cela", déclare Paul Denholm, analyste énergétique au National Renewable Energy Laboratory de Golden, Colorado.

Une maison typique consomme environ 1,25 kilowatts d'électricité par heure en moyenne, a déclaré Jason Burwen, vice-président du stockage de l'énergie à l'American Clean Power Association.

Une batterie de 1 mégawatt peut alimenter environ 330 foyers, et de nombreuses batteries en cours d'installation ont quatre heures d'énergie, suffisamment pour transporter ces foyers pendant les périodes de pointe, a déclaré Denholm.

Ces types de centrales hybrides à batteries solaires pourraient être l'une des tendances énergétiques les plus importantes des années 2020, a déclaré Joachim Seel, ingénieur scientifique associé aux marchés de l'électricité et au département des politiques du Lawrence Berkeley National Laboratory.

Près de la moitié des installations solaires prévues dans le pays, totalisant 675 gigawatts, sont proposées dans le cadre d'une batterie solaire hybride, a-t-il déclaré.

Les enjeux des énergies renouvelables

Un argument courant contre l'utilisation de l'énergie renouvelable est que le soleil ne brille pas toujours et que le vent ne souffle pas toujours lorsque l'électricité est nécessaire. Sans stockage, les énergies renouvelables ne peuvent fournir qu'environ 50 % des besoins énergétiques du pays.

Ajoutez le stockage par batterie au réseau et il est soudainement possible d'imaginer obtenir 80 % ou 90 % de l'électricité du pays à partir de sources sans carbone telles que l'éolien, le solaire, le nucléaire et l'hydroélectricité, a déclaré Denholm.

Mais le stockage n'est qu'une pièce du puzzle, a-t-il reconnu. Pour atteindre ces 80 % ou 90 %, le réseau électrique américain doit être modernisé afin qu'il puisse facilement déplacer l'électricité de l'endroit où elle est stockée à l'endroit où elle est nécessaire. Selon certaines estimations, le réseau de transport d'électricité devra s'étendre de 60 % au cours de la prochaine décennie.

D'autres barrages routiers se profilent. Construire une capacité de stockage suffisante signifiera surmonter les retards de la chaîne d'approvisionnement et faire face à la hausse des prix des matières premières telles que le nickel, le cobalt et le lithium utilisés pour créer les batteries.

Les batteries Elkhorn ont été fabriquées par Tesla, qui possède des usines en Californie et au Nevada. Mais la plupart des batteries de taille utilitaire proviennent de Corée, du Japon et de Chine. Les blocages liés au COVID-19 y ont ralenti la production et enchevêtré les expéditions.

Les États-Unis s'efforcent de déplacer la production ici, mais cela prendra du temps. Le mois dernier, l'administration Biden a annoncé un investissement de 3 milliards de dollars dans des installations de fabrication et de recyclage de batteries afin de dynamiser la chaîne d'approvisionnement nationale.

Une autre préoccupation est que dans de mauvaises conditions, les batteries lithium-ion peuvent surchauffer et provoquer des incendies.

L'installation de Moss Landing de Vistra a connu deux incidents de ce type, l'un en février et l'autre en septembre dernier. Un roulement défectueux dans une unité de traitement d'air a produit de la fumée qui a déclenché le système de gicleurs. L'eau a endommagé les batteries, provoquant une surchauffe de certaines, ce qui a créé plus de fumée et libéré plus d'eau. Environ 7 % des modules ont été détruits, a indiqué la société dans un rapport sur l'incident.

Personne n'a été blessé dans les deux cas, mais l'installation a été fermée après l'incident de février. L'entreprise indique qu'elle prévoit de le remettre en ligne d'ici la fin de l'été.

Un incendie dans une installation de batteries à grande échelle en Arizona en avril l'a également arrêtée pendant plusieurs mois.

Aucun système énergétique n'est entièrement sûr, soulignent les partisans. En 2017, de fortes pluies ont surchargé le barrage d'Oroville en Californie, nécessitant l'évacuation de 180 000 personnes pendant que l'érosion des fondations était réparée. En 1979, la centrale nucléaire de Three Mile Island en Pennsylvanie subit une fusion partielle.

Entre 2002 et 2021, il y a eu 680 incidents graves dans les pipelines de gaz naturel, de liquides dangereux et de gaz naturel liquéfié, avec 260 morts et 1 109 blessés, selon la Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration du département américain des Transports.

L'avenir du stockage d'énergie

Aujourd'hui, environ six gigawatts de stockage sur batterie sont en place aux États-Unis, et 14 autres gigawatts de projets sont en cours, a déclaré John Hensley, vice-président de la recherche à l'American Clean Power Association.

D'ici la fin de la décennie, on estime qu'il y aura suffisamment de batteries sur le réseau national pour contenir 75 gigawatts d'énergie renouvelable. C'est assez d'électricité pour alimenter près de 50 millions de foyers pendant une heure ou pour faire fonctionner les climatiseurs dans 38 millions de foyers après le coucher du soleil, a déclaré Denholm.

Le National Renewable Energy Laboratory estime que la capacité de stockage pourrait atteindre jusqu'à 650 gigawatts d'ici 2050, les coûts devant chuter de 88 %. Au cours de la dernière décennie, ils ont déjà chuté de plus de 90 %.

"Ces projets sont construits parce qu'ils sont économiques", a déclaré Denholm. "Ce n'est pas motivé par les décideurs qui disent:" Vous devez créer du stockage ". Il est piloté par une modélisation qui montre aux services publics qu'il s'agit de la ressource la plus économique."

Lorsque la transition énergétique sera terminée, les lumières continueront de s'allumer comme elles l'ont toujours fait, mais l'électricité qui les alimente proviendra d'endroits différents de ce qu'elle est aujourd'hui.

Avec un réseau électrique plus agile, l'électricité excédentaire dans une zone peut être immédiatement acheminée là où elle est nécessaire, les batteries comblant les lacunes, a déclaré Burwen.

"Ce n'est pas parce que le soleil se couche dans l'Utah qu'il brille toujours en Californie", a-t-il déclaré. "Et quand le soleil se couche en Californie, le vent gronde dans les Grandes Plaines."