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Quelques expérimentations de stockage à l’étranger

Les stratégies de développement du stockage sont différentes selon les régions du monde : si les États-Unis et l’Allemagne font partie des pays qui encouragent le plus le développement du stockage, d’autres pays favorisent également par leur législation le développement du stockage. Ainsi, les régulations italienne, espagnole, portugaise, suisse et autrichienne prévoient un statut particulier pour des unités de stockage intégrées dans les réseaux, permettant de bénéficier d’une exemption totale ou partielle des coûts d’utilisation des réseaux.

États-Unis

Le contexte réglementaire aux États-Unis

Aux États-Unis, la situation est très favorable au stockage et le devient de plus en plus. Ainsi, depuis 2002, les installations de stockage sont reconnues comme des outils de gestion des réseaux de transport et de distribution. À cet effet, le projet de loi American Recovery and Reinvestment Act datant 2009 (ARRA) facilite des investissements dans le stockage utilisés pour améliorer la gestion du système électrique.

Par ailleurs, les régulateurs de certains États américains (Pennsylvanie, Illinois, New York) ont adopté des mesures spécifiques pour faciliter le déploiement de moyens de stockage, via des marchés de capacité ou des rémunérations de services spécifiques à certaines technologies. Ainsi, suite à l’adoption de la loi « Energy Storage Bill AB 2514 » en Californie, le régulateur californien (la « California Public Utility Commission » – CPUC) a pour mission de définir des objectifs pertinents pour 2015 et 2020 pour de nouvelles capacités de stockage d’électricité.

En outre, le Department of Energy (DoE) finance un grand nombre de ces projets, notamment des CAES.

En février 2010, le DoE a publié un rapport pour recenser les valorisations potentielles des technologies de stockage, appelé Rapport Sandia. Ce rapport décrit un cadre technologiquement neutre et de haut niveau pour évaluer les bénéfices potentiels et le marché économique potentiel du stockage d’énergie dans le cadre d’applications relatives à l’électricité et aux énergéticiens.

Enfin, en août 2012, le DoE a annoncé l’allocation de 35 millions d’euros à 19 projets de R&D centrés sur le développement de technologies de stockage d’énergie. Cette somme est issue du fonds du département de l’Advanced Research Projects Agency-Energy (Arpa-e) qui met en place un nouveau programme intitulé « une gestion avancée et la protection des appareils de stockage d’énergie » porte sur 12 projets de recherche qui reçoivent près des deux tiers de l’allocation versée, soit 24,5 millions d’euros. Cette branche du programme Arpa-e se concentre sur l’amélioration du potentiel chimique des batteries. Ces batteries aux capacités plus poussées devront s’adapter à l’ensemble du réseau par le biais de l’électricité « plug-in » et aux véhicules hybrides électriques.

Pour en savoir plus :

Energy Storage for the Electricity Grid: Benefits and Market Potential Assessment Guide

Les expérimentations

Le stockage d'énergie communautaire se développe dans l’Ohio. Il s’agit d’installer une batterie de 25 kW pour cinq maisons. Chaque quartier dispose donc de plusieurs batteries qui sont contrôlées à distance, selon les principes d’un Smart grid, en fonction de nombreuses informations comme le niveau de charge des batteries, la consommation des résidents ou des demandes du centre de dispatching. Ce dispositif est en cours d’expérimentation auprès de plus de 110 000 consommateurs. Le budget est de 150 millions de dollars dont la moitié est financée par le DoE.

Pour en savoir plus :

Bulletins électroniques – Le stockage d’électricité à portée de main

Une unité de CAES de 1ère génération de 110 MW est en fonctionnement depuis 1991 à McIntosh.

Pour en savoir plus :

Compressed Air Energy Storage (CAES)

Le plus grand CAES du monde est en construction à Norton (Ohio). Sa puissance sera de l’ordre de 2 700 MW et elle comportera 9 unités de production (compresseurs - turbines). L’air sera comprimé à une pression de l’ordre de 100 bars et le réservoir du stockage est une caverne formée de roche de nature calcaire, située à 670 m de profondeur.

Allemagne

Le contexte réglementaire en Allemagne

L’Allemagne est le pays du monde qui a développé le plus vaste cadre pour le secteur du stockage de l’énergie et des piles à combustible :

  • les financements en faveur du stockage se sont élevés à 2,2 milliards d’euros pour la période 2008-2011 ;
  • les expérimentations de stockage à base d’hydrogène et de piles à combustible menées en Allemagne représentent 70 % des démonstrateurs en Europe.

Par ailleurs, l’Allemagne fait partie des pays européens qui sont en train de modifier leurs régulations énergétiques en faveur du stockage d’énergie. Elle penche ainsi vers un modèle incitatif favorable au stockage :

  • une loi exemptant toute nouvelle installation de stockage stationnaire du tarif d’utilisation du réseau électrique a été promulguée début 2009. Cette exemption peut représenter entre 5 et 25 euros par mégawattheure de coûts supplémentaires en fonction de la tension du raccordement et l’intensité d’utilisation du système de stockage d’électricité ;
  • une majoration du tarif de rachat d’électricité éolienne répondant à des critères de stabilité est à l’étude ;
  • une prime à l’autoconsommation d’énergie photovoltaïque est également envisagée.

Enfin, à la fin de l’année 2010, l’Allemagne a publié sa vision de son système énergétique à l’horizon 2020-2025, au sein de laquelle le stockage de l’électricité figure en bonne place.

Les expérimentations

A Stuttgart (Bade-Wurtemberg), une installation de démonstration de méthanisation fonctionne actuellement. L’énergie excédentaire fournie par les installations éoliennes et photovoltaïques est transformée en méthane synthétique, énergie intermédiaire qui peut ensuite être stockée jusqu’à utilisation dans des gazomètres et des conduits de gaz déjà existants. La construction d’une première centrale de 10 MW est en cours.

A Huntorf (Basse-Saxe), un CAES de 1ère génération d’une puissance de 280 MW et construite en 1978 est en cours de fonctionnement. Au début, le site fut construit dans le but d’avoir une source d’énergie de réserve dont le temps de réponse est de l’ordre de quelques minutes. Aujourd’hui, il est toujours utilisé de façon ponctuelle, essentiellement pour couvrir les besoins urgents en attendant que les centrales à gaz ou au charbon ne soit en régime (souvent après 3-4 heures). Une deuxième utilité provient du développement de plus en plus important des éoliennes au Nord de l’Allemagne et sert à compenser les variations de cette ressource afin d’offrir un courant plus stable.
Ce démonstrateur est soutenu par les fonds du ministère de l’économie et des technologies. Il a permis d’atteindre un rendement de 70 % alors que le rendement traditionnel des CAES se situe entre 20 et 30 %.

Pour en savoir plus :

Le stockage d’air comprimé de HUNTORF : plus de 20 ans de succès dans l’exploitation

A l’initiative d’Enertrag (Enertrag Hybrid Power Plant), une expérimentation est en cours près de l’aéroport de Berlin pour alimenter une station-service en hydrogène. La station-service distribue de l’hydrogène « propre » neutre en CO2 car produit à partir de l’énergie éolienne du producteur Enertrag. La technologie « hydrogène du vent », aussi appelée « power to gas » en Allemagne, consiste à utiliser les pics de production éolienne pour alimenter un système d’électrolyse permettant de produire de l’hydrogène. Selon les experts, cette technologie de stockage chimique de l’énergie représenterait le plus grand potentiel de stockage de l’énergie en Allemagne.

Italie

Situé dans la région des Pouilles, INGRID est un démonstrateur de recherche européen de grande envergure sur le stockage de l’électricité grâce à l’hydrogène réunissant un consortium de sept partenaires (Engineering Ingegneria Informatica, Agenzia per la tecnologia e l’Innovazione, Enel Distribuzione, Hydrogenics, McPhy Energy SA, Ricerca sul Sistema Energetico et TECNALIA).

Le projet doit durer quatre ans et aura un budget total de 23,9 millions d’euros, dont 13,8 millions d’euros seront financés par la Commission européenne dans le cadre du 7e Programme Cadre pour la recherche et l’innovation européennes.

La principale innovation du projet INGRID consistera à combiner l’électrolyse et des systèmes de stockage d’hydrogène à l’état solide à haute densité avec des technologies informatiques avancées pour le suivi et le contrôle des réseaux de distribution intelligents dans un scénario de haute pénétration des énergies de sources renouvelables afin d’équilibrer la demande et l’approvisionnement en énergie.

Le consortium concevra, bâtira, déploiera et exploitera une installation de stockage d’énergie de 39 MWh en utilisant une solution de stockage d’hydrogène à l’état solide ainsi que des systèmes d’alimentation à pile à combustible et la technologie d’électrolyse dans la région des Pouilles, où plus de 3 500 MW d’énergie solaire, éolienne et de biomasse sont déjà installés. L’installation de stockage d’énergie sous forme d’hydrogène, qui compte plus d’une tonne d’hydrogène stocké en toute sécurité, ainsi qu’ un nouveau générateur d’hydrogène de 1,2 MW à réaction rapide, fournira une assistance efficace et intelligente à l’équilibrage du réseau local.

Chine

L’entreprise chinoise BYD et le distributeur d’électricité chinois – la State Grid Corporation of China (SGCC) – ont construit la plus grande station de stockage d’énergie au monde. Implantée à Zhangbei (province d’Hebei), l’infrastructure – baptisée State Grid Project – combine à la fois production d’énergie solaire et éolienne à hauteur de 140 MWh et la possibilité de stocker sur place 36 MWh de l’électricité produite.

SGCC a choisi la technologie de batteries fer-phosphate de BYD en raison de sa longévité (près de 20 ans). L’investissement total pour l’ensemble du site se monte à 500 millions de dollars.

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