Stockage de l'énergie et flexibilités : un système électrique renouvelable et pilotable

Un système pilotable qui doit changer de paradigime

Pour intégrer un très grand volume d’énergies renouvelables sur le réseau électrique, il est nécessaire de l’adapter. De nouvelles solutions de stockage et des flexibilités garantissent la sécurité d’approvisionnement et l’équilibre entre la production et la consommation d’électricité en temps réel.

Actuellement la France dispose de moyens de stockage de l’électricité essentiellement assurés par les STEP dont la capacité installée en France est aujourd’hui de 5GW. La capacité de batteries installées en France s’élève quant à elle fin 2023 à 807 MW.

La France, à travers l’électrification des usages les plus polluants, doit augmenter ses capacités de production bas-carbone et dans le même temps accroitre ses capacités de flexibilité. Les flexibilités apportées par la consommation, la production, le stockage, les services Système réseau et les mécanismes de marchés, seront des leviers essentiels d’un système électrique pilotable accueillant un plus fort volume d’énergies renouvelables. 

Dans ce contexte, la France doit développer dans les prochaines années des capacités de flexibilités et de stockage additionnels tout en déployant des nouvelles technologies : les batteries stationnaires, les interconnexions, l’hydrogène décarboné pour réduire les émissions de nos industries ou encore les voitures électriques sont aujourd’hui des priorités.

Ces capacités ainsi que les leviers de flexibilités associées doivent impérativement s’accompagner de mécanismes de marché adaptés, afin de s’assurer de leur émergence pour donner une visibilité suffisante aux investissements industriels sur le long terme.

Réussir l’intégration de 50% d’énergie renouvelable minimum dans le mix Français d’ici 2050

Depuis plusieurs années, France renouvelables oeuvre pour faciliter l’intégration des énergies renouvelables sur le réseau électrique. Le stockage de l’énergie est l’un des enjeux majeurs. Il permettra d’ajuster la production et la consommation d’énergie. L’énergie est stockée lorsque sa disponibilité est supérieure aux besoins. Inversement, elle sera restituée sur le réseau électrique lorsque les besoins en électricité augmentent. Face à la variation de la production des énergies renouvelables, ce procédé est une réponse pour être constamment à la hauteur de la demande.

RTE et Enedis se sont engagés depuis déjà plusieurs années dans une démarche d’adaptation profonde de leurs réseaux. L’objectif est d’accueillir les nouvelles installations de production d’électricité, qui se caractérisent par leur nombre, leur disparité de taille et de répartition, et une production variable pour ce qui concerne l’éolien et le solaire, tout en garantissant la sécurité et la sûreté du système électrique. Cette démarche s’est concrétisée notamment par l’élaboration des schémas régionaux de raccordement des énergies renouvelables (S3REnR).

Les opérateurs des réseaux développent un ensemble de solutions intelligentes pour améliorer la performance du système électrique en facilitant l’intégration des EnR. Les solutions peuvent viser à :

• faciliter l’insertion des EnR dans les réseaux de Enedis ou RTE : optimisation de l’utilisation des infrastructures existantes
• densifier les échanges d’informations entre gestionnaires de réseaux et producteurs afin de valoriser la flexibilité que ces partenaires peuvent offrir pour la gestion des contraintes sur le réseau, les missions d’équilibrage et de sécurité d’approvisionnement.

Un développement des technologies renouvelables bénéfique pour améliorer la flexibilité au système électrique

Les énergies renouvelables, telles que l’éolien ou le solaire réduisent la dépendance à une seule source et permet d’équilibrer la production en fonction des conditions. Par exemple, lorsque la production solaire baisse en soirée, d’autres sources renouvelables (comme l’éolien ou l’hydroélectricité) peuvent compenser.

La modularité des technologies renouvelables, notamment les panneaux solaires et les éoliennes peuvent être déployées à différentes échelles et réparties géographiquement. Cette dispersion réduit les risques de défaillance à grande échelle et améliore la gestion locale de la production et de la consommation d’énergie.

Les énergies renouvelables fonctionnent bien avec les technologies de stockage de l’énergie, comme les batteries ou les stations de transfert d’énergie par pompage (STEP). Le stockage permet de gérer les intermittences en stockant l’excès de production pour des périodes où la demande dépasse l’offre, augmentant ainsi la flexibilité du système.

Les énergies renouvelables offre une réponse rapide aux variations de la demande. Certaines technologies renouvelables, notamment l’hydroélectricité (par exemple, les barrages avec turbines), ont une capacité de réponse rapide pour ajuster la production selon les fluctuations de la demande. Cela améliore la stabilité du réseau.

En diminuant la dépendance aux combustibles fossiles, qui nécessitent souvent des centrales thermiques rigides, les énergies renouvelables offrent une plus grande souplesse. Par exemple, les centrales fossiles mettent plus de temps à démarrer et à s’arrêter, tandis que les renouvelables peuvent fournir de l’énergie dès que les conditions environnementales sont favorables.

Les installations renouvelables, telles que les panneaux solaires résidentiels ou les parcs éoliens locaux, favorisent une production d’énergie décentralisée. Cela réduit la nécessité de transporter l’électricité sur de longues distances, améliore la résilience du système, et permet une meilleure adaptation aux besoins locaux.

Les technologies renouvelables sont également associées à des systèmes numériques avancés (comme les réseaux intelligents, ou smart grids), qui permettent une gestion en temps réel de la production et de la demande. Ces innovations renforcent la flexibilité en ajustant les flux d’électricité de manière dynamique et optimisée.