Du joueur mineur au joueur majeur : au-delà du stockage d’énergie de 4 heures

Le stockage d’énergie d’une durée supérieure à quatre heures pourrait jouer un rôle important dans l’intégration de grandes quantités d’énergie renouvelable dans le réseau électrique américain, mais il représente moins de 10 % du stockage déployé depuis 2010. Cela pourrait changer avec une éventuelle évolution vers le stockage net. La demande hivernale culmine, selon un nouveau poste par le Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL).

Ce travail s’appuie sur le plan pluriannuel du NREL. Étude sur l’avenir du stockage (SFS) qui a analysé le rôle essentiel du stockage d’énergie dans le maintien d’un réseau électrique américain résilient, flexible et à faible émission de carbone jusqu’en 2050. L’étude Storage Futures a identifié des opportunités économiques pour des centaines de gigawatts de stockage d’énergie. 6 à 10 heures même sans nouvelles politiques visant à réduire les émissions de carbone.

« Un stockage d’énergie de plus longue durée peut conduire à une meilleure résilience du réseau », a déclaré Paul Denholm, chercheur principal et auteur principal de l’ingénierie de modélisation du NREL. « Il y a des avantages à développer et à déployer davantage de stockage, que ce soit dans la capacité de stocker plus d’énergie renouvelable ou dans la satisfaction de la demande énergétique hivernale. »

Pourquoi le stockage de 4 heures a été l’option privilégiée

Historiquement, le stockage d’énergie pendant quatre heures a été bien adapté aux chaudes journées d’été aux États-Unis, lorsque les pics de demande sont plus courts et que le stockage d’énergie est complété par une grande quantité d’énergie solaire à faible coût. Cela a conduit les marchés à encourager les durées de quatre heures et à décourager les durées plus longues. Plusieurs régions du marché de gros ont adopté une « règle de capacité de quatre heures » fixe qui compense entièrement le stockage d’une durée d’au moins quatre heures. Cela signifie qu’une batterie de six heures ne rapporte pas plus de revenus qu’une batterie de quatre heures. En conséquence, environ 40 % des nouvelles capacités de stockage en 2021 et 2022 duraient exactement quatre heures.

En plus de la règle de capacité fixe, alors que les marchés valorisent la capacité du stockage d’énergie à stocker de l’énergie à faible coût pendant les heures creuses et à vendre l’énergie stockée pendant les périodes de prix plus élevés (également appelée valeur d’arbitrage ou décalage temporel), il existe une valeur incrémentielle plus faible. pour cette prestation. pour une durée supérieure à quatre heures. La proposition de valeur élevée et les faibles coûts de stockage des batteries lithium-ion ont fourni peu d’incitations économiques au développement du stockage d’énergie d’une durée supérieure à quatre heures, notamment en été.

Valeur en hausse avec des pointes hivernales en hausse

À mesure que les conditions météorologiques extrêmes augmentent et que nous électrifions davantage les systèmes de chauffage des bâtiments, la demande de pointe devient plus importante en hiver qu’en été. Les pics de demande en hiver ont également tendance à être plus longs. Cela est particulièrement vrai la nuit, lorsque l’énergie solaire n’est pas disponible. Le déploiement de l’énergie solaire accélérera la transition vers des pics hivernaux nets dans une grande partie du pays, ce qui incitera davantage au développement d’un stockage de plus longue durée. Certaines régions des États-Unis connaissent déjà le pic hivernal.

« Le stockage d’énergie pourrait aider à répondre à la demande hivernale croissante », a déclaré Denholm. « Un stockage accru peut également soutenir la transmission et la résilience, augmentant encore la valeur du développement du stockage d’énergie avec une capacité de plus de quatre heures. »

Changer la proposition de valeur du stockage de plus longue durée signifie également faire progresser les technologies de stockage et mettre en évidence la valeur d’une capacité de stockage supplémentaire. Plusieurs technologies, telles que le stockage thermique ou le stockage d’énergie à air comprimé de nouvelle génération, ont le potentiel d’atteindre la parité des coûts avec les batteries lithium-ion et une durée de vie plus longue. Les nouvelles technologies de stockage par batterie constituent une autre voie de développement. Les technologies émergentes doivent rivaliser avec le marché de la technologie lithium-ion, qui se développe en raison de la popularité des véhicules électriques, ce qui signifie que ces nouvelles technologies devront être déployées à grande échelle.

« Nous disposons de technologies prometteuses qui, avec leur développement, pourront répondre à la demande hivernale de pointe et concurrencer la technologie lithium-ion », a déclaré Denholm. « L’objectif est la fiabilité du réseau ; davantage de stockage peut nous aider à y parvenir. »

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Article de NREL. Par Justin Daugherty et Madeline Geocaris.