Long

Lorsque vous lisez sur le stockage d'énergie, vous pouvez rencontrer des termes tels que stockage à long terme, stockage saisonnier, stockage diurne ou stockage de longue durée. Le stockage à long terme peut inclure le stockage d'énergie saisonnier, qui peut décaler la livraison de l'électricité à une autre période de l'année. Le stockage diurne peut décaler la fourniture d'énergie sur quelques jours. Et le stockage de longue durée est particulièrement important pour la transformation du réseau électrique en énergie propre et ce sur quoi je me concentre ici.

La longue durée fait référence à la durée pendant laquelle un système électrique peut décharger de l'électricité. C'est-à-dire qu'une fois qu'une batterie est complètement chargée, la durée est égale au nombre d'heures pendant lesquelles elle peut fournir de l'énergie à une certaine capacité de puissance. Ceci est différent du stockage à long terme, qui fait référence à la durée pendant laquelle un système peut stocker de l'énergie avant de la décharger.

Étant donné que de grandes quantités de ressources éoliennes et solaires sont connectées au réseau, le stockage d'énergie de longue durée pourrait empêcher la réduction des ressources des sources d'énergie renouvelables pendant les périodes de production excédentaire. La réduction se produit lorsque le réseau de transport est surchargé et incapable d'absorber toute l'électricité propre et abordable produite. Il en résulte une réduction délibérée de la production d'électricité. Le stockage de l'énergie peut atténuer les restrictions en facilitant l'utilisation efficace des ressources énergétiques propres afin que la production supplémentaire puisse être stockée et utilisée au moment où elle est le plus nécessaire. À mesure que le déploiement des énergies renouvelables augmente, la flexibilité du réseau fournie par le stockage d'énergie de longue durée deviendra plus pertinente et utile.

Le stockage de longue durée pourrait également offrir une plus grande flexibilité du réseau car il peut stocker de grandes quantités d'énergie. Un système de stockage de longue durée peut se recharger lorsque la demande d'électricité est faible et se décharger plus tard, au moment où il est le plus nécessaire. Lorsque les systèmes de transmission nécessitent des mises à niveau coûteuses, le stockage d'énergie peut être déployé pour aider à ces services à la place. Les systèmes de plus longue durée peuvent prolonger davantage la durée de vie des équipements de transmission en fonctionnant plus fréquemment et pendant de plus longues périodes. À mesure que les événements météorologiques extrêmes et les pannes deviennent plus longs et plus fréquents, les décharges de longue durée pourraient mieux s'adapter aux conditions turbulentes du réseau et offrir une plus grande résilience.

Le stockage d'énergie de longue durée est supposé avoir une valeur de pleine capacité puisqu'il peut se décharger jusqu'à une journée. La contribution à la capacité d'une ressource détermine dans quelle mesure cette ressource compte dans les exigences d'adéquation des ressources. La capacité de charge effective marginale (ELCC) pour le stockage de moins de 12 à 16 heures diminuerait probablement encore au cours du déploiement croissant du stockage, mais pas aussi rapidement que le stockage de courte durée. (Lisez cet article de mon collègue Mark Specht pour un aperçu complet de ce qu'est l'ELCC et pourquoi c'est important.)

Il n'y a pas de définition unique de "longue durée", mais selon le Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL), le nombre le plus souvent cité est de plus de 10 heures. NREL indique également que le contexte autour de l'application est important lors de la discussion de ce que l'on entend par "longue durée". Par exemple, une batterie de 6 heures peut être en mesure de fournir une capacité ferme - la capacité de répondre à la demande de pointe et de couvrir toute autre condition défavorable comme les pannes de courant - dans certaines situations, tandis que dans d'autres, un système de stockage d'une durée de 100 heures peut être plus nécessaire.

Tout comme le stockage d'énergie de courte durée, les technologies de stockage d'énergie de longue durée se présentent sous de nombreuses formes et chimies. Les types les plus courants sont thermiques, électrochimiques et mécaniques. Étant donné que le stockage d'énergie de longue durée suscite beaucoup d'attention ces derniers temps, le paysage des technologies est en constante évolution.

Les opérateurs de réseau et les services publics ne peuvent-ils pas simplement choisir la meilleure technologie de stockage d'énergie longue durée disponible et l'utiliser ?

Oui et non.

Il existe des compromis avec différentes technologies. Le stockage hydraulique par pompage, qui existe depuis longtemps, a une efficacité relativement bonne et n'est pas aussi coûteux que certaines autres options, mais il y a des limites à l'endroit où nous pouvons construire ce type de système et des impacts environnementaux à prendre en compte. (Un énorme barrage n'apparaîtra probablement pas de sitôt au milieu de Times Square !)

Un système électrochimique comme une batterie à anode métallique a moins de limites d'implantation, mais à l'heure actuelle, il est coûteux et n'a pas été déployé autant que les technologies plus anciennes. Alors que les fournisseurs de technologie continuent de tester leurs systèmes de stockage d'énergie de longue durée dans différents scénarios, nous assisterons probablement à une "élimination" des technologies qui ne suivent pas. (Lisez ce billet de blog de mon collègue Guillermo Pereira pour comprendre à quel point les projets pilotes peuvent être importants.)

L'un des avantages d'avoir un réseau électrique avec différentes options de stockage d'énergie de longue durée est qu'il permet une chaîne d'approvisionnement plus diversifiée, atténuant potentiellement certaines contraintes d'approvisionnement qui surviennent lors de l'approvisionnement uniquement pour une chimie spécifique.

Les batteries lithium-ion sont actuellement un sujet de conversation brûlant en raison de l'énorme demande pour les matériaux qui les composent comme le lithium, le nickel et parfois le cobalt. Cette demande croissante, ajoutée au fait que ces matériaux sont finis, créent un marché d'approvisionnement qui devient limité. Dans cet esprit, le développement ultérieur du stockage d'énergie de longue durée devrait envisager les autres options disponibles qui utilisent des matériaux abondants et aboutissent à une chaîne d'approvisionnement durable. Il est important d'explorer le paysage des technologies disponibles afin de répondre au mieux aux besoins du réseau et de faire la transition vers les énergies renouvelables.

Un rapide aperçu du stockage de l'énergie, utilisant certaines des données du NREL, nous montre que le stockage par pompage de 12 heures domine le marché américain du stockage depuis longtemps. Au fil du temps, de plus en plus de batteries de différentes tailles ont été mises en ligne. À mesure que le besoin de stockage augmente, des options de plus longue durée sont déployées. D'ici 2050, NREL s'attend à ce qu'environ 9,5 gigawatts de stockage de batterie de 10 heures soient déployés. C'est assez pour alimenter plus de 7 millions de foyers pendant, eh bien, 10 heures !

Ce type de stockage d'énergie peut sembler être une solution idéale pour bon nombre de nos besoins en matière de réseau. Étant donné que les sources d'énergie renouvelables telles que l'énergie solaire et éolienne ne sont pas toujours disponibles la nuit ou lorsque le vent ne souffle pas, les énergies renouvelables sont souvent critiquées pour leur capacité (ou leur incapacité) à être distribuées, c'est-à-dire pour leur capacité à être activées. et éteint pour fournir de l'énergie à la demande. Avec le stockage d'énergie, l'énergie exploitée par les ressources renouvelables peut être stockée et utilisée à la demande. Mais à l'heure actuelle, le stockage d'énergie de longue durée n'est pas encore la solution miracle que nous souhaiterions avoir.

Comme nous l'avons vu plus haut, de nombreuses technologies prometteuses de stockage d'énergie de longue durée sont encore en train d'émerger et de mûrir et ne sont pas encore disponibles sur le marché. Cela signifie généralement que, pour le moment, ils sont chers et peuvent manquer de confiance de la part des investisseurs, des développeurs ou des services publics dans des scénarios réels. Les organismes de réglementation tels que les commissions des services publics des États peuvent hésiter à approuver des projets qui engagent des coûts importants avec des technologies qui n'ont pas encore été testées sur le terrain autant que certaines autres alternatives.

En plus de cela, le stockage de l'énergie n'est pas une ressource qui a été très bien définie dans les entités énergétiques telles que les services publics, les organisations régionales de transmission (RTO) ou l'industrie de l'électricité en général. Le stockage de l'énergie n'est pas traité de la même manière que le solaire ou l'éolien, et sans définitions normalisées et compréhension de sa valeur, il peut être difficile de comprendre exactement comment l'utiliser.

Le stockage d'énergie de longue durée n'est pas seulement un sujet de discussion brillant et passionnant. C'est une ressource qui peut aider à inaugurer des quantités très importantes d'énergie propre fiable et résiliente pour notre planète. Il peut fonctionner avec des énergies renouvelables pour fournir de l'électricité lorsque nous en avons le plus besoin et la conserver lorsque nous avons beaucoup de soleil et de vent pour nous déplacer. Alors que la demande d'énergie augmente dans tous les secteurs de notre économie, il est essentiel que nous comprenions le rôle clé que le stockage d'énergie de longue durée peut jouer dans la réduction de la dépendance de l'industrie énergétique aux combustibles fossiles et que nous répondions à nos besoins avec des solutions meilleures pour nos communautés et notre planète.

Publié dans:Énergie

Mots clés:batterie, énergie propre, stockage d'énergie, réseau flexible, stockage d'énergie longue durée, NREL, réseau électrique, stockage d'énergie renouvelable, Résilience, stockage

A propos de l'auteur

Maria Chavez est analyste énergétique pour le programme Climat et énergie de l'Union of Concerned Scientists. Maria écrit sur les technologies des énergies renouvelables et l'importance d'une transition énergétique équitable.

Rachel Cleetus Directrice des politiques

John Rogers Responsable analytique de la campagne énergétique

Julie McNamara Analyste principale en énergie