Laboratoire climatique : Pourquoi seules les centrales de pompage-turbinage constituent actuellement des options lucratives de stockage d’électricité

Les grosses batteries « tout simplement trop chères »

L’Allemagne souffre de plus en plus d’un problème de luxe : les éoliennes et les installations solaires produisent plus d’électricité que ce dont le pays a besoin. La solution est connue : le stockage d’énergie absorbe l’énergie excédentaire. Ils produisent de l’électricité les jours sans vent ou le soir. Jusqu’à présent, cette tâche a été principalement réalisée par des centrales électriques à pompage-turbinage. « Ils font un excellent travail », déclare David Taylor. Le Le fondateur de la startup de batteries liquides Unbound Potentiel limite cela potentiel dans «Laboratoire climatique» de ntv néanmoins fort : « Ils provoquent de fortes fluctuations du niveau des ruisseaux de montagne lorsqu’ils absorbent ou libèrent soudainement de l’énergie. » Cependant, surtout en Allemagne, les alternatives tardent à arriver : « Il y a un manque d’incitations pour pouvoir gagner de l’argent avec de nouveaux types de solutions de stockage », explique Taylor. Il plaide en faveur d’un marché de capacité basé sur le modèle britannique et explique pourquoi la tâche la plus importante des batteries n’est pas de stocker de l’électricité.

ntv.de : L’Allemagne baigne dans l’énergie solaire et éolienne. Dans certains cas, la production d’électricité renouvelable est telle que les réseaux atteignent leurs limites. Il ne manque plus que les options de stockage et la transition énergétique est réalisée ?

David Taylor : Non. Ce qu’il faut, c’est davantage d’infrastructures de réseau, davantage de stockage sur batterie, et surtout un cadre juridique offrant aux fournisseurs d’électricité et aux autres fournisseurs de services d’infrastructure les conditions nécessaires pour passer aux solutions de stockage. Cela manque en Allemagne. D’autres pays européens comme la Grande-Bretagne sont bien plus avancés dans l’intégration du stockage.

Que font-ils différemment ?

La Grande-Bretagne dépend fortement de l’énergie éolienne offshore et a donc commencé très tôt à développer des incitations pour de telles solutions. Il existe par exemple un marché de capacité. Cela constituerait un moyen important de financer de grands systèmes de stockage et de les sécuriser de manière rentable.

Pourquoi un nouveau marché est-il nécessaire pour cela ? Ne pouvez-vous pas simplement construire de grosses batteries à côté de chaque parc éolien ?

Nous avons besoin d’un mécanisme de marché pour gagner de l’argent grâce aux batteries. Sur le marché actuel de l’électricité, de larges fourchettes de prix peuvent exister au cours d’une même journée. Cependant, les marges sont trop faibles et les technologies de stockage actuellement disponibles sont trop coûteuses pour une entreprise dans laquelle on stocke l’électricité quand elle est bon marché et la vend quand elle est chère. Ce commerce n’est pas lucratif. La situation est différente sur le marché de capacité : ce n’est plus l’électricité injectée qui est compensée, mais plutôt la capacité de la fournir en cas de besoin. Et cher.

Sans ce marché de capacité, ça ne marche pas ?

S’il y a beaucoup de vent ou beaucoup de soleil, il y aura un changement de fréquence dans le réseau électrique. C’est très sensible. Si vous souhaitez maintenir la stabilité du réseau, vous avez besoin de puits d’énergie dynamiques et de sources d’énergie telles que des centrales électriques à pompage-turbinage : elles peuvent prélever de l’énergie sur le réseau en quelques minutes, voire quelques secondes, s’il y en a trop en pompant de l’eau ou en pompant de l’eau. fournissant une puissance supplémentaire. Cette tâche est actuellement principalement réalisée par des centrales électriques au gaz. Ce mécanisme est bien plus pertinent pour un approvisionnement stable et robuste que pour la détention de grandes quantités d’énergie. C’est pourquoi le service de stabilisation est bien rémunéré sur le marché de capacité.

Et idéalement, les batteries fourniront ce service dans le nouveau réseau électrique ?

Exactement. Les centrales de pompage-turbinage font un excellent travail, mais elles provoquent de grandes fluctuations du niveau des ruisseaux de montagne lorsqu’une grande quantité d’énergie est soudainement libérée ou que le débit d’eau est soudainement arrêté. Cela a des influences considérables sur l’environnement et l’espace de vie. C’est pourquoi, même dans les régions aux fortes pentes, d’autres moyens d’absorber et de fournir rapidement de l’énergie sont recherchés ; À moins qu’il y ait une forte pente, en tout cas. Cependant, les technologies de batteries actuelles doivent être refroidies, contrôlées et connectées. Ces périphériques, qui évoluent avec le système de stockage et sont installés autour de celui-ci, sont trop chers.

Mais des capacités incroyablement importantes ne sont-elles pas déjà en construction en Californie, au Texas ou en Chine parce que les technologies de batteries deviennent très rapidement moins chères ?

J’en suis très heureux, mais les technologies actuelles ne sont pas adaptées au stockage d’énergie stationnaire à grande échelle. Actuellement, la capacité de stockage évolue linéairement avec le nombre de cellules de batterie installées : plus je souhaite stocker d’énergie, plus je dois construire de cellules. Mais chaque cellule est une unité autonome. Donc pour un grand rangement je n’ai pas d’autre choix que de les combiner entre eux. Cependant, chaque cellule nécessite un système de contrôle de la température, un contrôleur, etc. Ça coûte !

Les cellules de la batterie ne constituent pas le facteur de coût le plus important ?

Oui. Il n’existe actuellement pas beaucoup de technologies présentant un haut niveau de maturité sur le marché, mais il y a beaucoup de mouvement et de nombreuses idées à potentiel. Cela inclut notre batterie liquide sans membrane, mais aussi le stockage électrochimique. D’autres sociétés travaillent sur des batteries gravitationnelles qui fonctionnent comme des ascenseurs géants. Il existe également des systèmes à hydrogène ou power-to-gas, diverses options permettant de stocker de l’énergie à grande échelle. Le point fort de toutes ces technologies est que je peux augmenter le stockage d’énergie quel que soit le nombre de cellules. Cette mise à l’échelle indépendante est la caractéristique essentielle d’un système de stockage stationnaire. Si ces conditions ne sont pas respectées, vous ne pourrez jamais travailler de manière réellement rentable.

Nous n’en sommes donc qu’au tout début des grandes solutions de stockage car cela ne vaut même pas l’investissement pour le moment ?

C’est exact. Tous les grands fournisseurs d’énergie allemands s’intéressent désormais aux technologies de stockage car leur arrivée est prévisible. Leag en Lusace est un pionnier. Il s’agit d’une énorme entreprise de lignite qui installe actuellement une grande capacité de stockage par batteries. Mais de nombreux producteurs d’énergie appartiennent à l’État. Ils sont généralement extrêmement prudents lorsqu’il s’agit d’adapter de nouvelles technologies risquées. Ils ne le feront que s’il existe un cadre juridique qui crée le besoin de le faire. Il est actuellement en cours de création.

Clara Pfeffer et Christian Herrmann se sont entretenus avec David Taylor. La conversation a été raccourcie et lissée pour une meilleure clarté. Vous pouvez écouter l’intégralité de la conversation dans le podcast « Klima-Labor ».