Publication de l’étude PEPS5 sur le stockage pour l’ATEE

Dans cette étude lancée par le club stockage de l’ATEE et 16 entreprises du monde du stockage et co-financée par l’ADEME, Artelys, avec l’aide du CEA-Liten, a étudié l’intérêt des technologies de stockage électriques (batteries, station de pompage-turbinage, etc.), thermiques (chaleur et froid) et du power-to-gas (blending H2, methanation, power-to-hydrogen-to-power), en France en 2030 et 2050. L’analyse s’intéresse aux coûts et bénéfices liés à l’installation de technologies de stockage d’énergie ou de power-to-gas dans 15 cas d’études jugés intéressants a priori, à la marge de scénarios de référence d’évolution du système énergétique.

Les cas d’études incluent en particulier : stockage d’électricité centralisé, pilotage de la charge des véhicules électriques, autoconsommation collective et individuelle, batteries pour alimentation sans interruption, batteries en zones non-interconnectées, stockages thermiques dans des systèmes de chaleur et froid (réseaux, industrie) fortement électrifiés, power-to-hydrogen pour l’injection dans le réseau de gaz, power-to-methane.

Une analyse quantitative de flexibilités variées au service du système électrique

L’analyse s’intéresse en particulier aux valeurs apportées au système électrique (en plus de celles intrinsèques au système chaleur, froid, gaz, hydrogène) qui comprennent la valeur d’arbitrage (réduction des coûts de fourniture de l’électricité), la valeur capacitaire (réduction des capacités de pointe installées) et la valeur de réserve (réduction des coûts de fourniture des services systèmes). Une analyse de l’impact sur les émissions de CO2 des différentes solutions de stockage a aussi été menée.

Ces évaluations ont été menées en réalisant des simulations horaires de systèmes énergétiques à l’aide de la solution de modélisation des systèmes énergétiques Artelys Crystal Super Grid, pour trois scénarios 2030 et trois scénarios 2050 basés sur les projections de l’étude « Futurs énergétiques » de RTE. La valeur relative des flexibilités du système a été étudiée en analysant les ratios valeurs/coûts des technologies dans les différents cas d’études.

Figure 1. Hiérarchisation des ratios valeurs marginales/coûts moyens (hors valeurs et coûts réseaux) des technologies étudiées dans PEPS5 par scénario en 2030.

Le stockage thermique, le pilotage de la recharge des véhicules électriques et les STEPs à l’honneur

Dans les analyses effectuées à la marge d’un mix comprenant déjà des flexibilités, le pilotage de la recharge des véhicules électriques, les stockages thermiques (chaleur et froid) et les STEPs (pompage turbinage hydro) apparaissent comme les technologies les plus pertinentes économiquement pour la collectivité (sans prise en compte de leurs coûts/valeurs réseau). Leur développement futur dépendra toutefois de l’évolution du système (part des véhicules électriques dans le transport, développement de l’électrification de la chaleur) et du développement d’autres flexibilités électriques qui pourraient affecter leurs valeurs relatives.

Le détail des caractéristiques technico-économiques envisagées pour l’ensemble des technologies étudiées aux horizons 2030 et pour certaines 2050 est disponible dans l’annexe rédigée par le CEA disponible ici. Par ailleurs, le CEA a également produit une analyse sur la seconde vie des batteries, en s’intéressant à leur gisement et leurs utilités potentielles, aux contraintes techniques associées à leur réutilisation et en dressant un état des lieux des aspects réglementaires et économiques associés à la seconde vie des batteries.

Le mot de l’ATEE

« Pour l’ATEE et pour ses membres, PEPS5 est une étude majeure sur le potentiel des technologies de stockage d’énergies en France aux horizons 2030 et 2050. Elle est un outil précieux pour ceux qui s’intéressent au stockage car elle dévoile les perspectives d’avenir les plus attractives des différents modèles d’affaires du stockage électrique, thermique et power-to-gas. »

Le rapport est disponible en ligne ici !