Énergies renouvelables : désormais, tout tourne autour des systèmes de stockage d'énergie
Publié le : 30 novembre 2020 / Mise à jour à partir du : 1er décembre 2020 - Auteur : Konrad Wolfenstein
La recherche dans le domaine du stockage d’énergie est d’une grande importance – grand potentiel de développement du marché – opportunités pour les systèmes post-EEG
Énergies renouvelables : tout tourne désormais autour des systèmes de stockage d'énergie - Image : petrmalinak|Shutterstock.com
Le marché des énergies renouvelables est en croissance. Les investissements mondiaux dans les énergies renouvelables ont presque doublé au cours de la dernière décennie. Alors que nous connaissons le plus grand boom au monde, en Allemagne, ils sont en déclin, à l'exception du photovoltaïque. En 2019, environ 11 milliards d'euros ont été investis en Allemagne. Ces investissements se sont concentrés sur le domaine de l’énergie solaire.
Investissement dans la construction de systèmes d’énergies renouvelables en Allemagne – 2000 à 2019 – Image : Xpert.Digital
Investissement dans le domaine du photovoltaïque en Allemagne – 2000 à 2019 – Image : Xpert.Digital
Le marché du photovoltaïque en Allemagne connaît à nouveau une croissance positive depuis 2014.
Les investissements mondiaux dans les technologies de l’énergie éolienne se sont élevés à environ 143 milliards de dollars en 2019. Les investissements dans la technologie de l'énergie solaire se sont récemment élevés à 141 milliards de dollars.
Investissement mondial dans la technologie de l’énergie éolienne – 2004 à 2019 – Image : Xpert.Digital
Investissement mondial dans la technologie de l'énergie solaire – 2004 à 2019 – Image : Xpert.Digital
Même si le nombre d'énergies renouvelables en Allemagne est actuellement en baisse, il ne faut pas oublier que l'Allemagne est le pays au monde avec la part la plus élevée (52%) d'énergies renouvelables par rapport aux sources d'énergie fossiles.
Rubrique mondiale : Proportion des énergies renouvelables par rapport aux autres sources d'énergie – Image : Xpert.Digital
Avec 224 térawattheures, l'Allemagne se classe au troisième rang après la Chine et les États-Unis en termes de consommation et de fourniture d'énergie renouvelable. Et c'est devant l'Inde et le Brésil, qui sont beaucoup plus grands en termes de population et de superficie.
Consommation d’énergies renouvelables dans les 15 premiers pays en 2019 – Image : Xpert.Digital
En novembre 2020, l'Allemagne produisait 54 % de son électricité à partir d'énergies renouvelables. La moyenne annuelle de décembre 2019 à novembre 2020 était de 52,46 %.
Part des énergies renouvelables dans l’approvisionnement électrique en Allemagne – 2019-2020 – Image : Xpert.Digital
Toutefois, il ne s’agit pas d’une performance constante. Les fluctuations s'échelonnent de 37 % en novembre 2019 jusqu'à un maximum de 61,7 % en février 2020. Ce problème s'aggravera encore dans un avenir proche avec la poursuite du développement des énergies renouvelables.
Avec les énergies renouvelables, le réseau électrique national évolue également. Alors que les réseaux électriques avec production d’électricité centrale ont dominé jusqu’à présent, la tendance est aux systèmes de production décentralisés. Cela s'applique à la production à partir de sources renouvelables telles que les systèmes photovoltaïques, les centrales solaires thermiques, les éoliennes et les installations de biogaz.
«La production d'électricité à partir de systèmes d'énergie solaire et éolienne rend le système d'approvisionnement beaucoup plus fragmenté et dépendant des conditions météorologiques que l'exploitation de centrales électriques conventionnelles», explique le professeur Dr. Clemens Hoffmann, directeur du Fraunhofer IEE.
Convient à:
Cela conduit à une structure beaucoup plus complexe, principalement dans le domaine du contrôle de la charge, du maintien de la tension dans le réseau de distribution et du maintien de la stabilité du réseau. Contrairement aux centrales électriques de taille moyenne à grande, les systèmes de production décentralisés plus petits alimentent également directement les niveaux de tension inférieurs, comme le réseau basse tension ou le réseau moyenne tension.
En raison de la part plus importante des énergies renouvelables, il devient de plus en plus important d'aligner les fluctuations de la production d'énergie sur les fluctuations de la consommation d'énergie en les équilibrant avec des systèmes de stockage d'énergie.
Par conséquent, la possibilité de stocker l’énergie électrique à l’aide de centrales de stockage ou de stockage d’énergie jouera un rôle important dans les prochaines années.
En 2018, la capacité de stockage d’énergie était d’environ 17 gigawattheures. Selon une estimation de Bloomberg New Energy Finance (bnef.com), la capacité atteindra plus de 2 800 GWh d'ici une vingtaine d'années.
Capacité des dispositifs de stockage d’énergie dans le monde – 2018 et 2040 – Image : Xpert.Digital
De grands systèmes de stockage par batteries sont déjà utilisés en Allemagne pour stabiliser le réseau. En 2017, la capacité était d'environ 250 mégawattheures.
Capacité des grands systèmes de stockage par batteries pour la stabilisation du réseau en Allemagne – Image : Xpert.Digital
En comparaison, la capacité de stockage des batteries domestiques en Allemagne était de 545 mégawattheures en 2017.
Capacité de stockage des batteries domestiques en Allemagne – Image : Xpert.Digital
Afin de réussir la transition énergétique, la recherche dans le domaine du stockage de l’énergie revêt une grande importance. Plus vite il sera possible de stocker efficacement l’énergie, plus vite les fluctuations du réseau électrique pourront être compensées et plus vite les combustibles fossiles pourront être abandonnés. En 2019, la Confédération a financé le stockage électrochimique à hauteur d'environ neuf millions d'euros.
Convient à:
Financement fédéral dans le domaine du stockage d'énergie par secteur - 2018 et 2019 - Image : Xpert.Digital
Alors que le marché des modules solaires est déjà très compétitif et que l'on examine les besoins en capacité des systèmes de stockage d'énergie, on remarque rapidement qu'il existe encore ici un grand potentiel de développement du marché.
Principaux fabricants de systèmes de stockage d’énergie solaire en Allemagne par part de marché – Image : Xpert.Digital
Seules les installations de stockage éligibles au financement de la KfW sont prises en compte ici. Les fabricants dont les systèmes de stockage ne sont pas éligibles au financement de la KfW ne sont pas répertoriés ici. En 2017, la part de SMA sur le marché du stockage d'énergie solaire en Allemagne s'élevait à environ 6 %. Sonnenbatterie : L'entreprise opère sous le nom de Sonnen GmbH depuis novembre 2015.
Nombre total de systèmes de stockage d’énergie photovoltaïque installés en Allemagne – Image : Xpert.Digital
Selon les prévisions, environ 100 000 installations photovoltaïques avec stockage d'énergie solaire ont été installées en Allemagne en 2018. Le nombre de systèmes installés augmente considérablement chaque année : en 2013, 5 000 unités de stockage d'énergie solaire ont été recensées dans ce pays.
Convient à:
Dans une interview accordée à Focus Online, Oliver Koch, PDG de Sonnen GmbH, décrit la mise en réseau des batteries et la centrale électrique virtuelle comme un système énergétique propre et décentralisé : « Les ménages remplacent les centrales électriques et l'électricité est produite de manière décentralisée. » Selon M. Koch, une facture d'électricité à zéro euro est possible.
M. Koch recommande aux exploitants d'installations pour lesquelles le financement de l'EEG va bientôt prendre fin de repenser la question et d'envisager d'utiliser à l'avenir l'électricité qu'ils produisent eux-mêmes.
Nous avions également proposé cette option en septembre : Que faire ? Le financement des anciens systèmes photovoltaïques arrive à expiration
Les services municipaux de Tübingen montrent qu'il existe une autre solution : ils offriront aux exploitants de systèmes post-EEG six centimes par kilowattheure à partir de 2021. Lechwerke AG recommande d'effectuer des adaptations techniques sur l'installation solaire et de consommer soi-même l'énergie solaire à l'avenir. Avec la bonne solution de stockage, le système solaire devrait devenir encore plus efficace.
Cependant, on ne sait toujours pas où va le voyage. Le projet de modification de l'EEG contient un changement important pour les systèmes post-EEG : une exception temporaire est prévue pour les petites installations photovoltaïques avec injection complète. Il devrait y avoir une réglementation transitoire pour les systèmes d'une puissance allant jusqu'à 100 kWc, qui sont autorisés à continuer à injecter leur électricité jusqu'en 2027. Cependant, toute l’électricité doit être injectée. La consommation personnelle est exclue.
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