DNVN - Les marathoniens ont besoin de différents types d'énergie pour courir sans interruption tout au long de la course. Lorsque leurs réserves d'énergie sont épuisées, ils se rendent aux postes de ravitaillement pour les reconstituer. De même, le réseau électrique a besoin de réserves d'énergie pour stabiliser la demande aux heures de pointe, et les systèmes de stockage d'énergie (SSE) leur permettront de le faire.
L'objectif de la modernisation du réseau est de transformer l'infrastructure électrique actuelle pour répondre aux besoins du XXIe siècle et au-delà. Cette évolution du réseau et des marchés de l'énergie est un processus complexe et continu. La collaboration entre les services publics, les entreprises technologiques, les décideurs politiques et les consommateurs est nécessaire pour relever les défis et saisir les opportunités de la modernisation du réseau. L'intégration de nouvelles technologies au réseau est un élément clé de cette transformation.
Stockage d'énergie dans le réseau
Le système de stockage d'énergie le plus courant est le système de stockage d'énergie par batterie (SSE), mais ce n'est pas là qu'il a vu le jour. L'hydroélectricité par pompage est née en Europe à la fin du XIXe siècle et s'est développée tout au long du XXe siècle dans les régions dotées de réseaux fluviaux adaptés. Les crises pétrolières généralisées de la fin du XXe siècle ont stimulé la recherche de sources alternatives de stockage d'énergie. Les progrès de la technologie des batteries ont transformé les systèmes SSE, passant principalement de systèmes plomb-acide à des systèmes lithium-ion.
L'intégration de sources d'énergie renouvelables telles que l'éolien et le solaire stimule également la demande de systèmes de stockage d'énergie (SSE). Les systèmes SSE à grande échelle gagnent en popularité, jouant un rôle essentiel dans la stabilisation du réseau et permettant la production continue d'énergie renouvelable. Parmi les autres technologies de stockage d'énergie qui gagnent en popularité, on trouve les batteries à flux, le stockage d'énergie thermique et le stockage d'énergie par air comprimé. Le stockage d'énergie est un processus complexe, de la découverte à la demande, et jouera un rôle essentiel dans la transition mondiale vers un avenir plus propre et plus durable grâce à la modernisation du réseau.
M. Matthew Borst, Keysight Technologies.
Les systèmes de stockage soutiennent la modernisation du réseau
Plusieurs systèmes de stockage d’énergie jouent un rôle clé dans l’amélioration de la fiabilité, de l’efficacité et de la durabilité du réseau, notamment :
Batteries lithium-ion : La technologie des batteries lithium-ion a connu un essor rapide grâce à sa densité énergétique élevée, sa vitesse de charge rapide et sa baisse de coût. Grâce à sa composition chimique plus flexible, elle convient à un large éventail d'applications, des véhicules électriques au stockage sur réseau. La technologie lithium-ion joue également un rôle important dans les énergies renouvelables en stockant rapidement l'excédent d'énergie solaire et éolienne pour une utilisation ultérieure.
Hydroélectricité à accumulation par pompage : L'hydroélectricité à accumulation par pompage est une technologie mature et éprouvée, dotée d'une fiabilité et de capacités de stockage à long terme reconnues. Elle est parfaitement adaptée aux transitions énergétiques à grande échelle en équilibrant les fluctuations énergétiques quotidiennes et saisonnières. Sa seule limite réside dans la nécessité de conditions géographiques spécifiques pour son déploiement.
Batteries à flux : Elles peuvent stocker de l'énergie pendant de longues périodes, ce qui les rend adaptées aux variations saisonnières d'énergie. Elles peuvent également être déchargées en profondeur sans perte de performance. Cependant, cette technologie est encore émergente, en cours de développement et de commercialisation.
Stockage d'énergie par air comprimé (CAE) : Similaire à l'hydroélectricité par pompage, le CAE permet de stocker de l'énergie pendant de longues périodes et nécessite des structures géologiques spécifiques pour comprimer le gaz. L'un de ses principaux avantages est l'efficacité de la conversion énergétique avec des pertes minimales.
Énergie thermique : Le stockage d’énergie thermique permet de conserver l’énergie pendant des jours, voire des mois. La chaleur peut être stockée sous de nombreuses formes, comme le sel fondu, la glace et l’eau chaude. Le stockage d’énergie thermique est compatible avec l’énergie solaire et géothermique, facilitant ainsi l’intégration avec les sources de chaleur renouvelables.
Plusieurs autres technologies émergentes, telles que les batteries à semi-conducteurs, le stockage de l'hydrogène et le stockage gravitaire, sont actuellement évaluées en vue d'un déploiement à grande échelle. Ces technologies, prises individuellement ou combinées, modernisent le réseau électrique pour en faire un système plus stable et plus résilient.
Avantages et défis du stockage d'énergie pour la modernisation du réseau
Les systèmes ESS plus avancés sont essentiels à la transformation du réseau traditionnel pour le rendre plus intelligent et plus performant. La modernisation du réseau présente de nombreux avantages, tant pour le système que pour les utilisateurs. Les services publics en bénéficient car le stockage d'énergie peut améliorer l'efficacité du réseau en déplaçant la consommation d'électricité vers les heures creuses et en optimisant l'utilisation des infrastructures existantes, réduisant ainsi la pression globale sur le réseau existant. Les ESS jouent également un rôle essentiel dans l'intégration des énergies renouvelables en stockant l'excédent d'énergie renouvelable pendant les périodes de forte production pour l'utiliser en période de forte demande ou de faible production. Cela peut contribuer à retarder la construction de nouvelles centrales.
Pour les consommateurs, le stockage d'énergie peut offrir une redondance, réduisant ainsi la fréquence et la durée des pannes de courant. Les systèmes de stockage d'énergie peuvent également contribuer à réduire les coûts d'exploitation en optimisant l'utilisation des ressources énergétiques et en réduisant le coût de production d'électricité pour répondre aux pics de consommation.
Malgré les avantages considérables de la modernisation du réseau, l'adoption et le déploiement du stockage d'énergie constituent un défi. L'investissement initial dans un système de stockage d'énergie (SSE) peut être conséquent, même si les coûts continueront de baisser à mesure que le développement se poursuit. Certaines technologies de stockage d'énergie ont une durée de vie relativement courte, ce qui limite leur efficacité à gérer la stabilité énergétique à long terme. L'extraction, la fabrication et l'élimination des batteries peuvent avoir des impacts environnementaux négatifs. L'intégration du SSE au réseau existant nécessite une planification et une coordination rigoureuses pour garantir l'interopérabilité du système.
Relever ces défis est essentiel pour réussir le déploiement des systèmes de stockage d'énergie et moderniser le réseau. La collaboration entre les services publics, les fournisseurs de technologies, les régulateurs, les développeurs de normes et les clients sera essentielle à la réussite du déploiement de cette technologie.
Feuille de route future
La transformation du secteur et du réseau énergétiques est un processus complexe et continu. Investir dans la modernisation des infrastructures, développer des technologies innovantes et sensibiliser à la disponibilité du stockage d'énergie sont autant de moyens d'exploiter pleinement le potentiel des systèmes de stockage d'énergie pour moderniser le réseau, afin que le monde puisse construire un réseau plus résilient, plus efficace et plus durable pour l'avenir. Tel un marathonien bien entraîné, le réseau du futur disposera de multiples sources d'approvisionnement énergétique fiables.
Matthieu Borst, Keysight Technologies
Source : https://doanhnghiepvn.vn/kinh-te/kinh-doanh/luu-tru-nang-luong-chia-khoa-on-dinh-hien-dai-hoa-luoi-dien/20250220062800796
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