Le stockage de l’électricité, réalités et perspectives

Très bonne analyse, qui rejoint mes points de vue No 8 et 25, ainsi que des dizaines d'autres points de vue et commentaires très bien documentés, dans le cadre de cette consultation, mais aussi sous d'autres formes.
J'ajouterais:

- que les installations de méthanation, telles qu'envisagées, prennent leur CO2 en sortie de méthanisation, ce qui limite forcément les possibilités, sauf à convertir totalement la France en cultures à méthaniser (c'est un peu le cas de l'Allemagne)

- que ce sont des installations industrielles très polluantes. Il faudrait aussi résoudre les problèmes d'effluents, de déchets...

- si on s'en tient à la filière hydrogène, c'est le réacteur nucléaire qui est de loin le plus adapté : soit les réacteurs à haute température, soit l'électrolyse mais dans des conditions bien meilleurs qu'avec les intermittentes: puissance disponible importante et constante en été.

Merci pour ces explications.
Précisons pour les STEPs que leur puissance installée et leur production sont comprises dans l’hydraulique.
Puissance installée hydraulique : 25.5 GW dont environ 4.5 GW de STEP.
RTE met à disposition des tableaux Excel détaillés de production et de consommation au pas de la demi-heure.
On peut faire les hypothèses que l’on veut.
On peut supposer que l’on installe 10 fois plus d’éoliennes (Dieu nous en garde) et 10 fois plus de PV (136 GW + 78 GW = 214 GW).
Janvier 2017 était peu venteux.
En faisant consommation – production éolien x 10 – production PV x 10 on obtient en janvier 2017 un déficit souvent supérieur à 70 GW. Qui fournira cette puissance ? Nos voisins ? S’il n’y a pas de vent en France, il y en a peu chez nos voisins.
Une somme glissante sur 24 h donne des déficits de 1,6 TWh pour 24 h, plusieurs jours de suite. Les barrages hydrauliques seront vides en quelques jours.

Merci de ces éclaircissements, G. Sapy.
Je rajouterais simplement que j'avais il y a environ 2 ans assisté à une conférence du responsable de la Recherche d'EDF sur les moyens de stockage de l'énergie, d'ou il ressortait que en dehors des STEP, il n'existait pas de technologies aujourd'hui matures pour faire du stockage massif, et qu'il n'en voyait pas avant 2050 au moins. De plus, il faudra être vigilant sur les besoins en Terres Rares de ces technologies, dont les ressources sur terre sont limitées et présentes dans très peu de pays (Chine) ce qui posera évidemment des problèmes géopolitiques.

Bonjour,

Merci d'avoir partagé vos développements, ceux-ci sont très instructifs et gagneraient à être croisés avec d'autres informations comme celles ci :

V2G piloté des véhicules électriques : Si l'on considère un parc de 15 millions de VE en 2030 avec 60kWh de batterie : Si la moitié d'entre eux mettent à disposition 50% de la capacité de leurs batteries cela représenterai un stockage de 225GWh.

Météorologie : Un climat anticyclonique sans vent correspond souvent à une succession de journées ensoleillées propices au PV. Inversement en cas de dépression.

Nucléaire : Quel volume doit on stocker si la part du nucléaire est réduite à 50% uniquement.

Économie d’énergie : Le bilan 2018 d'RTE donne des scénarios de réduction des consommations que vous pourriez intégrer pour ajuster les besoins de stockage journalier.

Techno des batteries : Beaucoup de start-up et de R&D travaillent sur des nouvelles technologies de batteries, sans préjuger de leur réussite en 2030, pourrions nous évaluer un prix au kWh et une durée de vie a partir desquelles ces technos deviendraient rentables ? (précisions : les batteries lithium ions ne contiennent pas à ma connaissance de terres rares, mais peut être que celles de demain en contiendront...)

Cdt,

Merci pour votre invitation à croiser nos analyses (surtout celle de Georges Sapy) avec d’autres informations. Tout le monde peut apporter sa pierre à l’édifice, pas seulement suggérer des pistes de recherche. C’est fastidieux vous verrez.

Attention à ne pas confondre informations avec promesses, souhaits ou même chimères.
Une bonne source d’information est le site officiel RTE : https://www.rte-france.com/fr pour télécharger les données constatées de production ou de puissance installée.

V2G piloté : 225 GWh c’est moins de 3 heures de consommation un soir d’hiver. Ça peut aider, mais c’est peu.

Météorologie : Un climat anticyclonique sans vent correspond souvent … : Les Français ne veulent pas avoir « souvent » de l’électricité, mais toujours, sauf exception rarissime.
Les relevés RTE nous apprennent que l’hiver à la pointe du soir il y a peu de PV (on s’en doute) et que fin 2016 – début 2017 il y a eu plus de 100 heures sans vent (274 MW le 1er janvier à 0h00 pour 76240 MW consommés = 0,36% !). Même l’ADEME a renoncé aux formules magiques « L’éolien et le PV se complètent harmonieusement ».

Nucléaire : on ne sait pas stocker, c’est l’information donnée par Georges Sapy, et largement acceptée. Le volume à stocker serait plusieurs ordres de grandeur supérieur à ce que l’on sait faire.

Économie d’énergie : ne pouvant fournir la demande, RTE a imaginé une réduction de la consommation ; ça gagne du temps. On verra en 2030. Les propositions RTE (Volt, Ampère, Watt …) ont demandé des dizaines d’homme-mois. On peut facilement y débusquer des approximations flagrantes, mais il n’est pas possible à un particulier de proposer un scénario « Coulomb ». « que vous pourriez intégrer » : non, mais que cela ne vous retienne pas.

Batteries : pour le moment de la recherche, pas de possibilité de calculer le prix.

Je remercie Mr Sapy pour cette liste à la Prévert de solutions sur lesquelles on ne peut pas compter pour le stockage de l'électricité. Néanmoins l'art de gouverner c'est aussi de prévoir et plus particulièrement il faut savoir se projeter raisonnablement dans le futur pour que les investissements d'aujourd'hui ne soient pas les échecs de demain.

On doit scinder le problème du stockage en 2 parties: Le stockage saisonnier de masse qui impliquera surement l'hydrogène sous toutes ses formes, et le stockage hebdomadaire majoritairement sous forme de STEP et de batteries.

Il est maintenant de plus en plus clair que le véhicule électrique sera le véhicule de demain avec des dizaines de millions en France, une centaine de millions en Europe et plus du milliard dans le monde. Cela fait beaucoup de batteries utilisable partiellement pour stocker l'électricité. Rien que pour la France cela fera 1 TWhé stockable tous les jours pour un parc d'environ 20 millions de véhicules.

Mais, quand la voiture aura atteint sa fin de vie ses batteries seront utilisables pour une seconde vie pour le stockage stationnaire de l'électricité. Le cumul de ces batteries dans le temps atteindra, toujours pour la France, une capacité de stockage de plusieurs TWhé/jour, à nous de savoir manager tout cela. Certes, cette transition durera, mais dans 30 ans, l'ensemble [ photovoltaique plus véhicules électriques plus batteries stationnaires ] va devenir incontournable pour le système électrique, Cet ensemble occupera, et c'est un postulat de ma part, mais pas que de ma part, une place centrale dans le système électrique.

Je suis parfaitement d'accord qu'il faut maintenir du thermique pilotable (nucléaire et TGCC) sur le réseau dans une proportion à définir collectivement. Mais on ne construit pas une centrale nucléaire pour fonctionner quelques semaines en hivers, pour reprendre certaines conclusions de la note, cela serait irresponsable.

En conclusion, attention aux affirmations basées sur le passé, l'avenir est incertain dans ce domaine comme ailleurs. Je suis d'accord avec votre titre ''le stockage de l'électrique, réalité'' mais je ne suis pas d'accord sur les perspectives que vous présentez.

A ma connaissance, les batteries seront changées plusieurs fois dans la durée de vie de la voiture. Je ne vois pas comment elles pourraient "resservir".

Et lorsque les véhicules sont à l'arrêt, on charge les batteries, on ne les décharge pas pour pallier une insuffisance...

Merci pour le long développement sur le stockage de l'électricité. On comprend que les solutions non-chimiques ne sont pas à la hauteur de l'enjeu. On comprend aussi que les rendements de conversion doivent être considérés.
1) Par contre, les developpements sur les prix méritent qu'on s'y attarde: chaque industriel qui constitue un stock de sécurité sait que le destockage coûtera plus cher que le flux continu. Il aura donc préférentiellement recours au flux continu. Et n'appellera les stocks qu'en dernière limite. Même si les écarts de coûts sont importants entre fond continu et de stockage, l'industriel tentera de minimiser le "coût moyen" résultant du cumul des deux sources.

G'Sapy est-il en mesure (ou quelqu'un d'autre) d'identifier la part respective d'électricité de fond continu et celle d'électricité "de stock" ? Quelle est l'incidence sur le prix moyen, avec les variantes de stockage chimique proposées ? Et comment se compare ce nouveau prix moyen avec le coût réel d'une énergie de type fossile ( nucleaire ou non), toutes composantes comprises en coûts court terme et coût (très) long terme ? Il me semble que ce sont ces termes de comparaison qui aideront au choix...

( le coût de l'électricité produite en STEP n'est pas le prix de l'électricité de première intention..)

2) Conservant la logique des pertes dues aux rendements des transformations presentee dans les dernières pages de G.Sapy, n'y a-t-il pas une logique à privilégier les options de voitures au gaz méthane ( qu'elle que soit la source) pour éviter des consommations d'électricité et des pertes dues aux rendements de transformation ? En regardant hors de France, on voit des réseaux très développés qui donnent confiance aux automobilistes qui vont donc acheter des véhicules au gaz ( ou bi-carburation). La seule chose qui manque en France pour obtenir une efficacité de réseau idoine sur la distribution de méthane pour les voitures, ce sont des postes finaux de distribution vers les véhicules particuliers ( la partie poids lourd est déjà engagée, la structure de réseau existe et distribué vers les industriels): pas besoin d'un réseau complet comme pour l'hydrogène !

Selon les réponses apportées aux questions ci-dessus, un schéma énergétique multi-modal, consommant moins d'électricité et plus de gaz auto-produit se dessine. La question de la durée de vie des centrales nucleaires n'est qu'une conséquence du schéma qui sera retenu: EDF se ( nous ) trompe en raisonnant uniquement dans le domaine de l'électricité et en annonçant qu'aucune centrale hors Fessenheim ne sera arrêtée avant la fin rcdu Plan PPE en cours de debat, les gaziers se trompent en se limitant au gaz, le debat doit nous faire monter en hélicoptère pour optimiser la vue d'ensemble.

Espérons que chacun mettra de l'eau dans son vin ou regardera au-delà de ses a-priori, sans quoi chacun conclura que ses a-priori sont justes et le debat aura été inutile.