Systèmes de stockage d’électricité : situation en France et en Allemagne

Aussi bien en France qu’en Allemagne, des capacités de stockage d’électricité à grande échelle sont disponibles depuis de nombreuses années déjà, sous la forme de centrales de pompage-turbinage. En Allemagne, au cours des dernières années, on a assisté à un développement important de batteries de grande puissance, ainsi que de petits systèmes de stockage destinés à une optimisation de l’autoconsommation photovoltaïque des clients finals. En France, les accumulateurs ne sont pas encore aussi répandus. Leur utilisation fait actuellement l’objet d’essais dans le cadre de projets pilote. 

Prolongeons les réflexions sur le stockage de l’électricité en nous intéressant à un mémo franco-allemand, publié sous l’égide des deux ministères chargés des questions d’environnement, mémo qui présente un état des lieux de la question en France et en Allemagne.

Rappelons que le stockage d’électricité joue un rôle important pour une intégration réussie des énergies renouvelables au système électrique. D’une part, il peut garantir la mise à disposition d’une flexibilité pour la compensation des variations de charge et de production. D’autre part, il peut fournir des services système pour assurer la stabilisation du réseau électrique. Différentes technologies de stockage existent ; du fait des caractéristiques qui sont propres à chacune, ces technologies conviennent à des domaines d’application distincts. 

La figure 1 est une présentation des différentes technologies de stockage utilisées aujourd’hui. Elle illustre la phase de décharge en fonction de la capacité moyenne d’une technologie de stockage. La phase de décharge est le rapport entre l’énergie déchargée et la puissance de décharge. Ce graphique illustre clairement le fait que plusieurs technologies de stockage coexistent. Ces technologies se distinguent par leurs caractéristiques ou leurs caractéristiques techniques, telles que décrites ci-dessus ; par ailleurs, chacune de ces technologies présente des avantages et des inconvénients qui lui sont propres. 

En Allemagne, ce sont majoritairement des centrales de pompage-turbinage qui sont employées comme gros systèmes de stockage. En février 2018, leur puissance totale s’élevait à près de 10 GW pour une capacité d’environ 40 GWh en fonctionnement. Sont comprises dans ces chiffres les centrales du Luxembourg et d’Autriche qui injectent de l’électricité sur le réseau allemand. Sur cette base, la part des centrales de pompage-turbinage par rapport à la puissance de production installée totale en Allemagne s’élève donc à environ 5 %. Au cours des dernières années, on a assisté à un développement important des systèmes de batteries de grande puissance. La capacité réalisée et planifiée ou en construction pour ce type de systèmes s’élevait à environ 300 MWh en 2017 ; cette capacité a été multipliée par cinq depuis 2015. Les petits systèmes de stockage de l’énergie solaire destinés à l’optimisation de l’autoconsommation ne sont pas compris dans le graphique. 

Évolution de la capacité de batteries en Allemagne en fonction des affectations 

Fig

Évolution de la puissance nominale cumulée des batteries pour la mise à disposition de réserve primaire en Allemagne 

Employées en combinaison avec des installations photovoltaïques d’une puissance maximum de 30 kWc pour l’optimisation de l’autoconsommation, les petites batteries à domicile également ont connu une forte croissance au cours des dernières années en Allemagne. 

En France, les centrales de pompage-turbinage sont utilisées comme systèmes de stockage d’électricité à grande échelle. La puissance cumulée des centrales actuellement en service dans le pays s’élève à environ 5 GW avec une capacité de stockage de près de 200 GWh. La part des centrales de pompage-turbinage représente environ 4 % des capacités de production d’électricité installées totales. La Programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) française prévoit par ailleurs le développement de 1 à 2 GW de puissance supplémentaire d’ici à 2025 – 2030. Parallèlement à ces installations, une puissance de production s’élevant à environ 10 GW est mise à disposition par des centrales hydrauliques à accumulation. 

L’intégration ou l’utilisation de systèmes de batteries de grande puissance ne sont pas aussi développées en France qu’en Allemagne. Si l’on excepte les centrales de pompage-turbinage, la participation de systèmes de stockage au marché d’ajustement est limitée. Actuellement, il existe quelques projets de démonstration visant à étudier l’utilisation de systèmes de batteries pour la mise à disposition de flexibilités sur le réseau électrique. 

Principe de fonctionnement du projet de démonstration pour la maîtrise de saturations du réseau 

https://energie-fr-de.eu/fr/efficacite-flexibilite/actualites/lecteur/memo-sur-les-systemes-de-stockage-delectricite-presentation-et-etat-des-lieux-en-france-et-en-allemagne.html?file=files/ofaenr/04-notes-de-synthese/02-acces-libre/05-efficacite-et-flexibilite/2019/OFATE_memo_systemes_stockage_electricite_1901.pdf

Signalons aussi …

La dimension stratégique de la transition énergétique. Défis et réponses pour la France, l’Allemagne et l’Union européenne

<https://www.ifri.org/sites/default/files/atoms/files/eyl-mazzega_mathieu_transition_energetique_ue_2019.pdf>

Mise en oeuvre du plan d’action stratégique sur les batteries : créer une chaîne de valeur stratégique des batteries en Europe

<https://eur-lex.europa.eu/resource.html?uri=cellar:72b1e42b-5ab2-11e9-9151-01aa75ed71a1.0003.02/DOC_1&format=PDF>

<https://eur-lex.europa.eu/resource.html?uri=cellar:72b1e42b-5ab2-11e9-9151-01aa75ed71a1.0003.02/DOC_2&format=PDF>

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