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Un marché de moyen-long terme

De nombreux paramètres vont définir la croissance des besoins en solutions de stockage massif de l'énergie :

  • le poids des énergies intermittentes dans la production d'électricité et leur intégration dans les réseaux électriques ;
  • la concurrence des solutions alternatives ;
  • les évolutions technico-économiques des solutions proposées ;
  • le cadre réglementaire.

 

+ La consommation d'électricité
+ Le marché du stockage
+ Des alternatives au stockage massif d'énergie sont envisageables ou complémentaires

 

La consommation d'électricité

La part des énergies intermittentes dans la production d'électricité est un élément déterminant dans l'émergence ou la consolidation d'un marché pour le stockage massif d'énergie. Plus cette part sera élevée, plus les besoins seront prégnants.

L'utilisation d'énergie électrique va augmenter fortement dans les prochaines années. Tirée par une demande d'énergie primaire qui pourrait croître de plus de 60 % entre 2000 et 2035, la production d'électricité supplémentaire issue des énergies intermittentes (éolien et photovoltaïque) pourrait, au niveau mondial, atteindre 3000 TWh en 2035 et représenter ainsi près de 37 % de la croissance sur la période 2015-2035.

En France, la consommation d'électricité a augmenté de plus de 10 % sur les dix dernières années, et ce sont surtout les besoins en pointe de consommation qui se sont accélérés ; ils pourraient atteindre 108 000 MW en 2020.

Le marché du stockage

En 2012, la puissance de stockage d'énergie installée dans le monde s'élève à 134 GW (+ 7 GW par rapport à 2010), à comparer à une consommation mondiale de l'ordre de 20 000 TWh. Si de nombreuses technologies de stockage sont installées (STEP, CAES, batteries, etc.), la technologie des STEP, à la fois plus mature et plus compétitive, couvre 99 % des capacités de stockage actuelles.

L'évolution attendue au niveau mondial du marché du stockage semble s'orienter plus particulièrement vers les solutions CAES et batteries. Les capacités installées supplémentaires seraient réalisées essentiellement dans cinq pays : la Chine, le Brésil, l'Inde, les États-Unis et l'Allemagne, pays où la législation ou la volonté politique sont favorables au stockage.

Les pays les plus actifs aujourd'hui sur le marché du stockage de l'énergie, toutes technologies de stockage confondues, sont principalement les États-Unis, la Chine, le Japon et en Europe, l'Allemagne et l'Espagne. L'Europe représente d'ailleurs près du tiers de ce marché installé, suivie par les États-Unis.

En matière de puissances installées, le Japon est aujourd'hui le pays le plus avancé (notamment dans le domaine des batteries), suivi par les États-Unis et la Chine  ; il passerait en troisième position dans dix ans et la Chine deviendrait leader. Le Brésil et l'Inde devraient progressivement s'imposer dans ce classement et prendre les 5e ou 6e places au niveau des installations.

Aujourd'hui, le marché du stockage de l'énergie est estimé à environ 1,5 milliard d'euros (G€). Compte tenu des besoins en capacités de stockage envisagés, l'AIE et le Pike Research estiment que les investissements nécessaires pour la prochaine décennie pourraient représenter entre 70 G€ et 100 G€, dont 30 % seraient localisés en Chine et 15  % aux États-Unis. Il convient cependant de rester prudent car l'évolution du marché et les investissements induits dans ce domaine dépendent fortement des contextes économique et politique, tant à l'échelle mondiale qu'à l'échelle de chaque pays.

À titre d'exemple, le rapport Kema de janvier 2012 commandité par the Copper Development Association Inc. (CDA) estime que le marché américain du stockage de l'énergie pourrait augmenter de 400 % en cinq ans si l'incitation fiscale est mise en place (the US Storage Act S 1845 de 2011 — crédit d'impôt de 20 %) ; dans le cas contraire, la croissance pourrait n'être que de 50 %.

Des alternatives ou des solutions complémentaires au stockage massif d'énergie

L'Ademe a ainsi estimé que, dans l'hypothèse de l'installation en France d'ici à 2020 de 20 GW d'éolien et 5 GW de solaire, certaines autres options permettaient d'intégrer ces énergies au réseau, parmi lesquelles :

  • l'amélioration des modèles de prévision de la production issue de ces sources intermittentes ;
  • une installation optimale tenant compte du potentiel de foisonnement ;
  • une interconnexion renforcée des réseaux au niveau européen ;
  • une gestion plus dynamique des réseaux et de la demande par le biais des smart grids.

Les smart grids pourraient permettre à terme d'informer le client en temps réel du prix de l'électricité, de programmer l'arrêt/la mise en marche de certains appareils à certains moments, de gérer de façon plus optimale certains réseaux (comme en région PACA ou en Bretagne par exemple).

La qualité des réseaux électriques influe également sur le timing des futurs investissements : plus le réseau est de bonne qualité, moins il y aurait besoin à court terme de capacités de stockage (comme en France métropolitaine). Inversement, des réseaux disparates, hétérogènes et indépendants les uns des autres comme aux États-Unis ou dans les zones insulaires, sont un facteur important pour accélérer la mise en place de capacités de stockage supplémentaires.

Néanmoins, dans certains pays (dont la France), les énergies renouvelables sont prioritaires, de par la loi, sur le réseau ; il semblerait donc logique d'arrêter certaines centrales thermiques lorsque l'offre est bien supérieure à la demande. Or, ces arrêts sont coûteux et ne sont pas immédiats ; l'option consistant à trouver un acheteur pour cette production en excès est plutôt recherchée. Mais la garantie sur les prix de rachat des EnR peut aboutir à des situations particulières comme en Allemagne en octobre 2009 et en France en janvier 2012 : les prix sur le marché spot de l'électricité ont été négatifs (–5 €), il a fallu "payer l'acheteur pour qu'il achète" !

 

+ IFPEN > Événements > Panorama 2013 : "Stockage massif de l'énergie - Un impératif pour réussir le mix énergétique de demain ?"

(31 janvier 2013, Paris)

 
Contacts auprès de la Direction de la Stratégie d'IFPEN :
Catherine Ponsot-Jacquin - Jean-Fabrice Bertrand
 

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Citation

"La montée en puissance attendue de l'électricité d'origine éolienne ou solaire imposera certainement progressivement des moyens de stockage massifs d'énergie. Même si de nombreuses incertitudes demeurent aujourd'hui, l'importance de l'enjeu justifie pleinement la mobilisation de tous les acteurs dans ce domaine, en particulier en termes de recherche, face aux nombreux défis scientifiques et technologiques posés par les différentes solutions envisagées, à concevoir ou à améliorer."
 
Catherine Ponsot-Jacquin ,
Direction de la Stratégie IFPEN