Rapport de recherche et d'analyse sur le stockage de l'énergie : expériences clés des prochaines décennies (i)

THIS REPORT IS THE LATEST IN A SERIES OF REPORTS RELEASED BY THE NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY (NREL) ON FUTURE RESEARCH INTO ENERGY STORAGE (SFS). THE FUTURE OF ENERGY STORAGE RESEARCH (SFS) IS A MULTI-YEAR RESEARCH PROJECT THAT EXPLORES HOW ENERGY STORAGE SYSTEMS ARE IMPACTING THE OPERATIONS AND DEVELOPMENT OF THE U.S. POWER INDUSTRY.

THIS STUDY ANALYZES AND EXAMINES THE IMPACT OF ADVANCES IN ENERGY STORAGE TECHNOLOGY ON UTILITY-SCALE ENERGY STORAGE DEPLOYMENT AND ADOPTION OF DISTRIBUTED ENERGY STORAGE SYSTEMS, AS WELL AS THE IMPACT ON FUTURE POWER SYSTEM INFRASTRUCTURE INVESTMENT AND OPERATION. SOME OF THE QUESTIONS THAT THE NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY (NREL) TRIED TO ANSWER DURING THE COURSE OF ITS RESEARCH INCLUDE:

·Comment le coût et les performances d’un système de stockage d’énergie évoluent-ils au fil du temps ?

·même sans moteurs ni politiques visant à augmenter la part des énergies renouvelables, quel est le rôle du stockage d’énergie diurne dans le secteur de l’électricité ?

·Aux États-Unis, quelle est la quantité de déploiement économiquement viable du stockage d’énergie diurne, à la fois à l’échelle des services publics et à l’échelle de la distribution ?

·Quels facteurs pourraient motiver ce déploiement ?

·Comment l’augmentation de la capacité installée de stockage d’énergie diurne affectera-t-elle le fonctionnement du réseau ?

LA SÉRIE DE RAPPORTS SUR L'AVENIR DE LA RECHERCHE SUR LE STOCKAGE D'ÉNERGIE (SFS) DU NATIONAL RENOUVELABLE ENERGY LABORATORY (NREL) RÉSUME LES PRINCIPALES LEÇONS TIRÉES DE SON PROCESSUS DE RECHERCHE ET CONTRIBUERA À FAÇONNER LA VISION DE L'AVENIR DU STOCKAGE D'ÉNERGIE.

LA SÉRIE DE RAPPORTS SUR L'AVENIR DE LA RECHERCHE SUR LE STOCKAGE D'ÉNERGIE (SFS) FOURNIT DES DONNÉES ET DES ANALYSES POUR SOUTENIR LE « GRAND DÉFI DU STOCKAGE D'ÉNERGIE » DU DÉPARTEMENT AMÉRICAIN DE L'ÉNERGIE (DOE), UN PROGRAMME COMPLET CONÇU POUR ACCÉLÉRER LE DÉVELOPPEMENT, LA COMMERCIALISATION ET L'UTILISATION DES TECHNOLOGIES DE STOCKAGE D'ÉNERGIE DE NOUVELLE GÉNÉRATION ET AIDER LES ÉTATS-UNIS À MAINTENIR SON LEADERSHIP MONDIAL EN MATIÈRE DE STOCKAGE D'ÉNERGIE. LE DÉFI DE STOCKAGE D'ÉNERGIE UTILISE UN CADRE DE CAS D'UTILISATION POUR GARANTIR QUE LES TECHNOLOGIES DE STOCKAGE D'ÉNERGIE PEUVENT RÉPONDRE DE MANIÈRE RENTABLE À DES BESOINS SPÉCIFIQUES, EN INTÉGRANT UNE LARGE GAMME DE TECHNOLOGIES DANS PLUSIEURS CATÉGORIES : STOCKAGE D'ÉNERGIE ÉLECTROCHIMIQUE, STOCKAGE D'ÉNERGIE MÉCANIQUE, STOCKAGE D'ÉNERGIE THERMIQUE ET ÉLECTRONIQUE DE PUISSANCE.

déploiements de stockage d'énergie pour les décennies à venir

Les systèmes de stockage d’énergie sont susceptibles de devenir des éléments clés d’un futur réseau à faible émission de carbone, flexible et résilient.

Production d'énergie renouvelable aux États-Unis Le secteur de l'énergie a considérablement augmenté au cours des dernières années et devrait connaître une croissance significative à l'avenir. En outre, alors que de plus en plus de clients soulignent l'importance du déploiement d'énergie propre tout en maintenant un fonctionnement fiable des systèmes électriques, les États-Unis et les pays du monde entier accordent une plus grande attention aux cas d'utilisation de la résolution des pannes de systèmes électriques et accordent de plus en plus d'attention à la recherche et à l'analyse sur la fiabilité et la résilience des systèmes électriques.

Dans le même temps, le coût des technologies de stockage d'énergie, en particulier des systèmes de stockage d'énergie par batterie, a fortement diminué au cours des dernières années, et de plus en plus de technologies de stockage d'énergie différentes sont en cours de développement. Ces facteurs ont accru les inquiétudes quant au rôle important que jouent les systèmes de stockage d'énergie en tant qu'actif décarboné critique et garantissent que le réseau en évolution a accès à une électricité fiable.

Les systèmes de stockage d'énergie offrent de nombreux avantages potentiels au réseau. Les systèmes de stockage d'énergie peuvent stocker et fournir de l'électricité et compléter l'électricité des installations éoliennes et des installations de production d'énergie solaire, fournissant de l'électricité lorsque la disponibilité de ces ressources est réduite. Lorsqu'ils sont combinés avec des sources d'énergie renouvelables ou d'autres sources d'énergie propres, les systèmes de stockage d'énergie ont la capacité de réduire les émissions de gaz à effet de serre.

Les systèmes de stockage d'énergie peuvent également améliorer l'utilisation des lignes de transmission tout en compensant ou en ralentissant la construction de nouvelles installations de production d'électricité pour fournir une capacité de pointe ou répondre au besoin de réserves opérationnelles. Enfin, les systèmes de stockage d'énergie distribués peuvent réduire la pression opérationnelle sur le réseau pendant les périodes de pointe de demande. Cette flexibilité est importante pour la croissance attendue des véhicules électriques et l'augmentation potentielle de la charge pour d'autres électrifications d'utilisation finale.

AS THE COST OF ENERGY STORAGE SYSTEMS CONTINUES TO FALL AND THE GRID INTEGRATES MORE VARIABLE RENEWABLES, MODELING FROM THE NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY (NREL) SUGGESTS THAT THE DEPLOYMENT OF ENERGY STORAGE DEPLOYMENTS IN POWER SYSTEMS WILL INCREASE SIGNIFICANTLY OVER THE NEXT FEW DECADES. BUT IT ALSO RAISES QUESTIONS SUCH AS HOW ENERGY STORAGE SYSTEMS WILL AFFECT HOW THE GRID OPERATES AND EVOLVES IN THE COMING DECADES.

BECAUSE ENERGY STORAGE SYSTEMS HAVE CHARACTERISTICS THAT AFFECT POWER GENERATION, TRANSMISSION, AND DISTRIBUTION, THE VALUE OF QUANTIFYING ENERGY STORAGE SYSTEMS IS MORE COMPLEX THAN QUANTIFYING THE VALUE OF RENEWABLE ENERGY GENERATION FACILITIES SUCH AS SOLAR POWER GENERATION FACILITIES OR RENEWABLE ENERGY GENERATION FACILITIES SUCH AS WIND POWER GENERATION. THROUGH THE FUTURE OF ENERGY STORAGE STUDY (SFS), THE NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY (NREL) AIMS TO DEEPEN ITS UNDERSTANDING OF HOW ENERGY STORAGE SYSTEMS ADD VALUE TO POWER SYSTEMS, HOW MUCH VALUE THEY ADD TO THEM, HOW MANY ENERGY STORAGE SYSTEMS CAN BE DEPLOYED ECONOMICALLY, AND HOW ENERGY STORAGE DEPLOYMENTS AFFECT THE OPERATION AND EVOLUTION OF POWER SYSTEMS.

L'étude sur l'avenir du stockage d'énergie (SFS) définit d'abord un cadre en quatre phases visant à accroître le déploiement et la durée du stockage d'énergie au fil du temps, à établir des projections à long terme pour le déploiement de systèmes de stockage d'énergie diurnes aux États-Unis (moins de 12 heures), puis à appliquer des coûts de production détaillés et une modélisation multi-agents afin de mieux comprendre le rôle des systèmes de stockage d'énergie. La principale conclusion de l'étude est que le potentiel de déploiement du stockage d'énergie a considérablement augmenté – au moins cinq fois la capacité installée des systèmes de stockage d'énergie actuellement déployés d'ici 2050, ce qui jouera un rôle essentiel dans la détermination du coût optimal futur du mix réseau. S'appuyant sur une analyse de l'étude sur l'avenir du stockage d'énergie (SFS), de travaux antérieurs et d'une analyse complémentaire du présent rapport, l'étude identifie huit perspectives clés pour l'avenir des systèmes de stockage d'énergie et leur impact sur les réseaux électriques. Ces enseignements importants peuvent aider les décideurs politiques, les développeurs de technologies et les gestionnaires de réseau à se préparer à la prochaine vague de déploiements de stockage d'énergie :

expérience clé 1 : la capacité installée des systèmes de stockage d'énergie devrait croître rapidement

Le rapport d'étude sur l'avenir du stockage d'énergie souligne l'énorme potentiel économique des États-Unis. L'adoption par le secteur de l'énergie du stockage d'énergie diurne démontre la compétitivité croissante des coûts des systèmes de stockage d'énergie. En utilisant des modèles avancés d'expansion de capacité à grande échelle, il a été constaté que les systèmes de stockage d'énergie diurne (d'une durée inférieure à 12 heures) étaient compétitifs en termes de coût dans une variété de scénarios, et l'étude a fait une série d'hypothèses de coût et de performance sur les systèmes de stockage d'énergie, les installations éoliennes, les installations solaires et les centrales électriques au gaz naturel.

FIGURE 1 SHOWS THAT IN ALL SCENARIOS, THE TOTAL INSTALLED CAPACITY OF THE ENERGY STORAGE SYSTEM DEPLOYED IN THE FUTURE IS 100GW TO 650GW. AND THIS BROAD SCOPE IS DRIVEN BY A NUMBER OF FACTORS, INCLUDING THE COST OF ENERGY STORAGE SYSTEMS (KEY REALIZATION 2), NATURAL GAS PRICES, AND RISING COSTS OF RENEWABLE ENERGY. EVEN THE MOST CONSERVATIVE SCENARIOS WILL INCREASE FIVEFOLD COMPARED TO THE INSTALLED CAPACITY OF 23GW OF ACCUMULATED 23GW OF ENERGY STORAGE SYSTEMS DEPLOYED BY 2020, MOST OF WHICH ARE PUMPED STORAGE POWER GENERATION FACILITIES.

Il convient de noter que les systèmes d’énergie renouvelable et de stockage d’énergie seront déployés en grande quantité même sans politiques supplémentaires de réduction des émissions de carbone, ce qui indique leur compétitivité croissante en matière de coûts en tant que ressource pour fournir des services d’énergie et de capacité.

INSIGNIFICANT BUT INCOMPLETE DECARBONIZATION SIMULATION SCENARIOS, CARBON EMISSIONS FROM THE U.S. POWER SECTOR HAVE BEEN REDUCED BY 46 TO 82 PERCENT COMPARED TO 2005, AND BY 2050, THE SHARE OF VARIABLE RENEWABLE ENERGY (VRE) IN THE TOTAL INSTALLED CAPACITY OF AVAILABLE ENERGY IN THE U.S. WILL REACH 43 TO 81 PERCENT. ENERGY STORAGE SYSTEMS WITH A DURATION OF 4 TO 6 HOURS ARE TYPICALLY USED AND DRIVEN BY INTRINSIC SYNERGIES WITH SOLAR POWER FACILITIES (KEY EXPERIENCE 5), BUT LONGER DURATION ENERGY STORAGE SYSTEMS ARE USUALLY DEPLOYED IN SUBSEQUENT MODELING YEARS (KEY EXPERIENCE 7). INDUSTRY EXPERTS ALSO EXPLORE THE MAIN DRIVERS BEHIND THE GROWTH OF ENERGY STORAGE SYSTEMS AND THE EVOLUTION OF ENERGY STORAGE SYSTEMS.

Figure 1. Dans le cas de référence, la capacité installée du système de stockage d'énergie déployé aux États-Unis d'ici 2050 atteindra environ 200 GW, et la plage de durée de déploiement (à gauche) signifie que la capacité de stockage d'énergie du système de stockage d'énergie est d'environ 1 200 GWh (à droite), et sa plage de déploiement est large.

expérience clé 2 : on s'attend à ce que le coût des systèmes de stockage d'énergie continue de diminuer dans un avenir proche, et les systèmes de stockage d'énergie à batterie lithium-ion continueront de dominer le marché pendant un certain temps

THE ENERGY STORAGE TECHNOLOGY MODELING INPUT DATA REPORT IN THE FUTURE OF ENERGY STORAGE RESEARCH (SFS) SERIES PREDICTS FUTURE DEVELOPMENTS IN THE COST OF UTILITY-SCALE BATTERY ENERGY STORAGE SYSTEMS AND OTHER ENERGY STORAGE TECHNOLOGIES THAT DRIVE MOST OF THE EXPECTED GROWTH IDENTIFIED IN KEY EXPERIENCE 1.

La plupart des systèmes de stockage d'énergie stationnaires qui devraient être déployés à court terme sont des systèmes de stockage d'énergie par batterie, en particulier des systèmes de stockage d'énergie par batterie lithium-ion. Au moins à court terme, la domination des systèmes de stockage d'énergie par batterie lithium-ion sur le marché du stockage d'énergie est motivée par leur croissance sur plusieurs marchés, notamment l'électronique grand public et les applications de stockage d'énergie stationnaire ainsi que les véhicules électriques.

La figure 2 fournit un exemple des coûts historiques et futurs des packs de batteries lithium-ion, montrant la baisse rapide des coûts des systèmes de stockage d'énergie au cours des dernières années. Le graphique montre également que la grande majorité des batteries sont utilisées pour des applications de transport, ce qui est probablement le moteur le plus important du développement de la technologie des batteries et de la réduction des coûts des batteries.

THE NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY (NREL) USES VARIOUS FUTURE COST PROJECTIONS FOR UTILITY-SCALE BATTERY ENERGY STORAGE SYSTEMS TO ASSESS OVERALL SYSTEM COSTS, INCLUDING INVERTERS, SYSTEM BALANCING, AND INSTALLATION. FIGURE 3 SHOWS AN EXAMPLE OF THE COST PREDICTION OF A BATTERY ENERGY STORAGE SYSTEM USED IN THE FUTURE STUDY OF ENERGY STORAGE (SFS) REFERENCE SCENARIOS WITH A DURATION OF 2 TO 10 HOURS

Figure 2 Le coût des batteries lithium-ion a chuté de plus de 80 % au cours de la dernière décennie et devrait continuer à baisser en raison de l’ampleur continue de la production stimulée par la demande de véhicules électriques.

Figure 3 : Le schéma de référence pour les systèmes de stockage d'énergie par batterie à grande échelle devrait continuer à réduire les coûts. La partie gauche mesure les coûts en dollars/kWh (capacité de stockage d'énergie), tandis que la partie droite mesure les coûts en dollars/kW (puissance installée). Les prévisions reposent sur un projet de stockage d'énergie par batterie de 60 MW.

La courbe de gauche de la figure 3 montre le coût total de la capacité de stockage d'énergie (kWh) du système, une mesure courante dans le secteur des batteries. Il s'agit du coût total d'installation du système. Pour les applications de stockage d'énergie fixe, il inclut également les coûts liés à l'électricité (stockage et conversion) et les coûts liés à l'énergie (supports de stockage d'énergie). Les coûts liés à l'électricité n'augmentent généralement pas avec la durée, ce qui signifie qu'ils sont identiques pour les systèmes de stockage d'énergie de 2 heures et de 10 heures. C'est pourquoi les coûts de la capacité de stockage d'énergie (kWh) diminuent avec la durée. La répartition des coûts de l'électricité et de la durée est présentée à la figure 4. La courbe de droite montre le coût de la capacité installée (kW), une mesure du coût des installations de production d'électricité traditionnelles utilisées par les services publics. Avec cette mesure, son coût augmente avec la durée. Avec cette durée, le coût des batteries est un élément majeur des systèmes de stockage d'énergie par batterie. À mesure que le coût des batteries diminue, les systèmes de stockage d'énergie par batterie à longue durée de vie diminuent plus rapidement que le coût global des systèmes de stockage d'énergie par batterie à courte durée de vie.

Bien que la plupart des systèmes de stockage d'énergie déployés ces dernières années soient des systèmes de stockage d'énergie par batterie, diverses technologies de stockage d'énergie peuvent entrer sur le marché à mesure que les coûts baissent ou que la valeur du stockage d'énergie à long terme augmente (expérience clé 7). La figure 4 résume les estimations des coûts d'investissement pour 15 types différents de systèmes de stockage d'énergie et différentes étapes de commercialisation. Pour arriver au coût total, le coût lié à la capacité installée (axe des x) est multiplié par le nombre d'heures (durée) et ajouté au coût lié à l'énergie (axe des y). La figure 4 illustre également les zones de coût de cette relation, qui peuvent être plus ou moins adaptées aux applications à court ou à long terme. En utilisant les systèmes de stockage d'énergie par batterie comme référence, la ligne bleue représente un segment de marché où les technologies alternatives sont (ou peuvent être) plus rentables lorsqu'elles sont commercialisées.

Il est important de noter que pour la plupart des technologies de stockage d'énergie, la distinction entre ces composants liés à l'énergie et à la puissance n'est pas absolue, et il peut être difficile de distinguer ces composants. De nombreux autres facteurs importants ne sont pas illustrés dans la figure 4, notamment l'efficacité aller-retour de charge-décharge et les limitations potentielles de sélection du site.

En raison de la différence entre les coûts liés à l'électricité et à l'énergie, certaines technologies peuvent être plus adaptées à différentes applications de stockage d'énergie en fonction de la durée souhaitée. Les coûts des technologies à faible consommation d'énergie (mais les coûts énergétiques élevés) peuvent être plus adaptés aux applications à court terme, tandis que les appareils ayant des coûts liés à l'énergie plus élevés mais des coûts liés à l'énergie plus faibles peuvent être plus compétitifs dans les applications à long terme. L'importance relative des différentes applications est discutée dans l'expérience clé 3. À mesure que le réseau évolue, les applications plus longues (expérience clé 7) sont susceptibles de jouer un rôle croissant, ce qui peut augmenter les chances d'adopter davantage de technologies de stockage d'énergie. La zone à l'extrême gauche de la figure 4 contient des technologies liées à l'énergie à très faible coût (utilisant des grottes ou des réservoirs souterrains) qui sont bien adaptées à l'application de systèmes de stockage d'énergie saisonniers (expérience clé 8).

Dans l’ensemble, les systèmes de stockage d’énergie par batterie dominent actuellement le marché du stockage d’énergie, mais d’autres technologies de stockage d’énergie sont susceptibles de continuer à s’améliorer à l’avenir. À mesure que les systèmes électriques évoluent et que le rôle des systèmes de stockage d’énergie change au fil du temps, ils peuvent avoir de nouvelles opportunités de marché si d’autres technologies peuvent concurrencer les systèmes de stockage d’énergie par batterie en termes de coût.

Figure 4 : Coût de la capacité de stockage d'énergie (USD/kWh) et coût de la capacité installée (USD/kW) de différentes technologies de stockage d'énergie. Les technologies de stockage d'énergie dont le coût de la capacité installée est faible, mais dont le coût de la capacité est élevé, peuvent être plus adaptées aux applications de stockage d'énergie à court terme, tandis que celles dont le coût de la capacité installée est élevé et le coût de la capacité faible peuvent être plus compétitives pour les applications de stockage d'énergie à long terme. À mesure que la technologie évolue et se commercialise, les coûts attendus peuvent évoluer.

réalisation clé 3 : la capacité à fournir une capacité fixe est un moteur majeur des déploiements de stockage d'énergie compétitifs en termes de coûts

THE ABILITY OF ENERGY STORAGE SYSTEMS TO PROVIDE FIXED CAPACITY IS A MAJOR DRIVER OF THE FUTURE OF ENERGY STORAGE RESEARCH (SFS) REPORT. IN THE FOUR PHASES OF UTILITY-SCALE ENERGY STORAGE DEPLOYMENT, THE FRAMEWORK FOR THE EXPANSION OF ENERGY STORAGE IN POWER SYSTEMS DISCUSSES THE MULTIPLE SOURCES OF VALUE PROVIDED BY ENERGY STORAGE SYSTEMS, WHICH DRIVES MOST OF THE EXPECTED GROWTH IDENTIFIED IN KEY EXPERIENCE 1.

FUTURE OF ENERGY STORAGE RESEARCH (SFS) MODELING EVALUATES FOUR SOURCES OF VALUE THAT ENERGY STORAGE SYSTEMS PROVIDE TO THE GRID:

·capacité fixe : répondre à la demande des utilisateurs pendant les périodes de pointe du système électrique et remplacer la capacité des installations de production d’électricité traditionnelles telles que les installations de production d’électricité au gaz naturel.

·décalage horaire de l'énergie : stocke l'électricité à bas prix pendant les périodes de faible demande nette et libère l'électricité pendant les périodes de forte demande nette. Cela inclut d'éviter les capacités de production d'énergie renouvelable inutilisables.

·réserves d'exploitation : réponse rapide aux déséquilibres entre l'offre et la demande causés par des changements aléatoires et des perturbations. Plusieurs types de réserves comprennent la régulation de fréquence et les réserves d'urgence.

· éviter de moderniser ou de moderniser les installations de transmission : compenser ou réduire le besoin de moderniser ou de moderniser les installations de transmission en déployant des systèmes de stockage d’énergie dans les zones où l’électricité est limitée, en chargeant lorsque l’électricité est abondante et en déchargeant les systèmes de transmission locaux lorsqu’ils approchent ou atteignent leur capacité énergétique maximale.

Les systèmes de stockage d'énergie peuvent fournir plusieurs services en même temps ou à des moments différents (souvent appelé « empilement de valeur »). Pour déterminer la valeur relative de ces services dans un réseau en évolution, l'étude a simulé une variété de scénarios pour démarrer ou arrêter les systèmes de stockage d'énergie afin de fournir la possibilité de transférer les réserves, la capacité et le temps individuellement ou en combinaison. Bien que la valeur des retards de transmission soit importante, elle est difficile à isoler les uns des autres et est très régionale, il n'y a donc aucune tentative d'isoler la valeur des transmissions retardées.

la figure 5 montre un exemple de cas d'utilisation qui limite les services qu'un système de stockage d'énergie peut fournir montre que les services de capacité sont plus importants que le décalage temporel de l'énergie ou les réserves opérationnelles afin d'atteindre le potentiel maximum du système de stockage d'énergie. l'impact des avantages liés à la transmission, qui sont importants mais très régionaux, n'est pas pris en compte dans la figure 5.

Des études ont montré que d'ici 2050, les États-Unis déploieront environ 200 GW de systèmes de stockage d'énergie. En proposant uniquement des services d'énergie à débit variable, ils exploitent 30 % de leur potentiel « quatre services ». Cependant, si le système de stockage d'énergie ne fournit qu'une capacité fixe et présente une valeur économique, un système de stockage d'énergie de 150 GW peut être déployé. La fourniture de services de réserve opérationnelle n'augmentera le déploiement que dans des quantités relativement faibles, en partie en raison des réserves opérationnelles limitées requises et de la saturation des besoins en réserves due aux systèmes de stockage d'énergie déployés principalement pour fournir des services de capacité et à débit variable.

Dans l'ensemble, cela suggère que les systèmes de stockage d'énergie sont capables de fournir une capacité de stockage d'énergie stable et de compenser la demande de production d'énergie traditionnelle pour répondre à la demande de pointe, ce qui est essentiel pour atteindre son plein potentiel. La capacité réelle d'un système de stockage d'énergie à fournir une capacité fixe dépend en grande partie de sa durée et de sa corrélation avec la durée de la charge nette de pointe dans la zone de déploiement. La durée du pic de charge nette est affectée par divers facteurs, notamment le déploiement du système de stockage d'énergie solaire et incrémental (clé 5 et clé 7).

Point clé à retenir 4 : les systèmes de stockage d’énergie ne sont pas la seule option flexible, mais leurs réductions de coûts ont changé par rapport aux autres options.

La capacité à accroître la flexibilité du système électrique, à répondre à la demande de pointe et à contribuer à faire face à la variabilité des augmentations de la demande nette est souvent exprimée sous la forme d'une courbe d'offre flexible. La figure 6 fournit un exemple de ce concept, illustrant les ressources qui peuvent fournir des services flexibles.

Historiquement, les systèmes de stockage d'énergie ont été considérés comme l'une des options les plus coûteuses pour accroître la flexibilité du réseau. Cependant, les réductions de coûts peuvent modifier leur position relative sur la courbe d'offre élastique. Malgré ce changement, il est important de souligner que les systèmes de stockage d'énergie ne sont qu'une des nombreuses ressources qui peuvent apporter de la flexibilité au réseau pour mieux aligner l'offre d'électricité sur la demande d'électricité.

courbe d'offre élastique figure 6

Une décarbonisation rentable nécessite de prendre en compte la flexibilité potentielle de toutes les ressources, y compris la demande terminale d'électricité largement inexploitée. La demande flexible peut être obtenue grâce à une variété de mécanismes, des signaux de prix à la concentration des sources d'énergie distribuées en passant par la recharge flexible des véhicules électriques, qui peuvent fournir bon nombre des mêmes services que les systèmes de stockage d'énergie, notamment la réduction de la demande nette de pointe et la modification du calendrier de production variable.

La figure 7 montre la demande flexible et l'énorme potentiel des systèmes de stockage d'énergie dans le secteur de l'électricité. Ces résultats sont dérivés d'une analyse supplémentaire du présent rapport. Les colonnes 1 et 3 de la figure fournissent les résultats du scénario sous-jacent. Les colonnes 2 et 4 supposent des déploiements de réponse à la demande supplémentaires pour évaluer leur impact sur les systèmes de stockage d'énergie et les décisions d'investissement globales. Dans ces cas, le besoin de flexibilité réduit la demande globale d'énergie et la valeur du transfert de temps d'énergie. En conséquence, les déploiements de systèmes de stockage d'énergie ont diminué, en particulier lorsque les systèmes de stockage d'énergie sont modérément coûteux, soulignant le besoin de flexibilité et la concurrence potentielle entre les systèmes de stockage d'énergie.

Pour bien comprendre les opportunités potentielles de déploiement de la réponse à la demande, des recherches supplémentaires sont nécessaires. Il faut prendre en compte les coûts de mise en œuvre, l'acceptation sociale, la disponibilité pendant les périodes de pointe nette (qui peuvent changer à mesure que les déploiements de production variable augmentent) et les mécanismes de mise en œuvre. Bien que les systèmes de stockage d'énergie puissent être de plus en plus compétitifs avec des ressources telles que la demande flexible, l'analyse des besoins de décarbonation au moindre coût peut aider à permettre une gamme d'options flexibles pour les énergies renouvelables et d'autres sources d'énergie propres.

figure 7. à mesure que la flexibilité et la réactivité de la charge augmentent, la demande de capacité de stockage d'énergie diminuera d'ici 2050 pour les scénarios à faible coût d'énergie renouvelable//batterie, qu'il y ait ou non une forte réponse à la demande