Le stockage d’électricité : STEP, batteries, Power-to-gas, que pourra-t-on faire ?

Voici quelques éléments sur le stockage d’électricité via les STEP utilisant les barrages existants mais en construisant des bassins de retenue additionnels (scénario T2 dans rapport européen en référence en pied de l’article).
1) les STEP actuelles en France ne permettent de stocker/déstocker qu’environ une capacité de 0.18 TWh avec une puissance max de 5GW
2) oui on pourrait atteindre une capacité de stockage/déstockage très significative de 4 TWh (cf. pièce jointe) mais moyennant des travaux considérables de construction de retenues et de connexions hydrauliques associées ; la puissance maximale n’est pas indiquée mais probablement d’environ quelques dizaines de GW
3) le stockage en STEP même après de grands travaux d’extension serait-il suffisant dans un scénario tout renouvelable ?
la réponse est non car:
– en effet 8 jours sans vent et (presque) sans soleil cela arrive plusieurs fois par an en France et pas seulement l’hiver mais aussi en demi-saison : pour assurer l’alimentation électrique au niveau actuel ou un peu moins (450 TWh/an), il faudrait fournir environ 1.3 TWh/jour durant 8jours soit environ 10 TWh, donc 2.5fois le maximum réalisable en STEP d’après ce qui précède.
– pour alimenter en électricité éolienne de façon majoritaire l’hiver (disons 120 TWh), il faudrait une production éolienne d’environ 300TWh/an pour disposer d’environ 120 TWh en période froide (novembre à mars) plus ventée et donc une puissance installée même en off-shore d’au moins 300 TWh/3000 h soit 100 GW ; si l’on veut que les STEP prennent le relais en cas de panne de vent, il faudrait une puissance de STEP d’environ 100GW soit 2 à 3 fois la puissance réalisable en STEP.
– enfin il faudra combiner éolienne et solaire pour produire l’électricité des usages courants et industriels (au moins 450TWh), mais aussi alimenter les véhicules en électricité (~150TWh) et/ou gaz et le chauffage des logements avec le powertogas (min. 200 TWh car rendement de 0.5) ; il faudrait donc produire en solaire PV environ (450+150+200) -300 (éolien)-70 (hydroélectrique) soit 430 TWh et en réalité, en tenant compte des pertes du powertogas ou power-to-gas-to-power, au moins 1.5 fois 430 soit 645TWh, conduisant à une puissance à stocker l’été, durant le pic solaire générant les surplus de production, d’au moins 500 GW, ce qui n’est envisageable que par le power-to-gas supposant la construction de quelques dizaines d’installations (~100 MW par installation) de grande taille par département.
Conclusion:
Le stockage en STEP est prometteur et pourra constituer une part notable du stockage à court terme et de courte durée, de l’ordre de 4TWh, complétant les batteries voire les supercondensateurs pouvant contribuer aussi au stockage à court terme (~quelques TWh pendant quelques jours).
Un scénario 100% renouvelable exigera également un stockage saisonnier donc de longue durée, au moins pour le surplus de solaire photovoltaïque, qui n’est a priori faisable qu’à l’aide du power-to-gas (stockage d’au moins 50 TWh pendant plusieurs semaines à plusieurs mois).
Rapport Européen : https://ec.europa.eu/jrc/sites/jrcsh/files/jrc_20130503_assessment_european_phs_potential.pdf
voir aussi, pour plus de détails, mon article dans le monde de l’énergie numérique http://www.lemondedelenergie.com/stockage-renouvelables-perspectives-defis/2017/08/28/

auteur : Michel Cranga

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