Le stockage d’énergie dans les bâtiments : un appui au système électrique

Article du 1 mai 2014

Le secteur du bâtiment en France est le plus gros consommateur d’énergie parmi tous les secteurs économiques, produisant 25% des émissions nationales de CO2. Parmi les solutions d’efficacité énergétique, les technologies de stockage d’énergie, qui visent à différer la consommation d’énergie sont en pleine émulation. Ces technologies pourront-elles réécrire les équilibres du système électrique ?

Différentes technologies permettent de stocker différentes énergies. Les piles à combustible à hydrogène peuvent stocker de l’électricité ; quant à eux les matériaux à changement de phase stockent de la chaleur ou du froid.

Stockage-Hopital

Grâce au stockage, les bâtiments peuvent transférer leur consommation d’électricité du jour à la nuit. En sus d’un tarif de l’électricité avantageux, le stockage permet de diminuer les pics de consommation. D’autre part, cela évite d’utiliser des capacités de production de pointe polluantes (thermique). De l’autre, les réseaux d’électricité bénéficient d’appuis pour gérer les périodes sensibles de pic de consommation. Ainsi, le report de consommation peut être valorisé dans les marchés de l’énergie de l’équilibre (services vendus au réseau) et de l’effacement (par report de consommation).

Une utilité encore relative pour le système

Les solutions de stockage de grande échelle (ensembles tertiaires, hôpitaux) qui permettraient un vrai soutien au réseau restent marginales. Malgré une progression importante du chiffre d’affaires des entreprises du secteur (x2 entre 2012 et 2013), celui-ci ne représente que quelques dizaines de millions d’euros en France. Une paille par rapport aux 33 milliards d’euros de chiffre d’affaire du secteur de l’amélioration de la performance énergétique des bâtiments.

Le stockage dans le bâtiment reste majoritairement résidentiel, basé sur des solutions classiques telles que la combinaison Pompe à Chaleur / Chauffe-eau. C’est d’ailleurs là que réside le principal potentiel. Selon EDF R&D, le potentiel de stockage des chauffe-eaux en France est de 60 GWh/an, contre 10 à 20 GWh  pour le stockage de chaleur dans les bâtiments.

Une solution particulièrement pertinente est le stockage d’énergie produite par des sources renouvelables (ex : des panneaux solaires adossés à des batteries). Cependant, ce type de systèmes est principalement utile pour des bâtiments déconnectés du réseau (ex : refuge de montagne). L’impact sur le réseau est donc négligeable.

Un attrait faible mais grandissant

Malgré de nombreuses solutions commercialisées, les rendements du stockage de grande échelle restent encore trop faibles comparativement au coût d’investissement. Par exemple, le stockage de froid n’est encore rentable que dans des pays avec un grand besoin de climatisation (USA, Moyen Orient, Asie du Sud-Est).

Cuve de stockage à matériaux à changement de phase

Cependant, l’investissement en R&D de grands groupes (Schneider Electric ou Areva avec Helion) et l’implication soutenue de start-ups pérennes (MacPhy, Cristopia) permettent une amélioration régulière des technologies et une baisse du coût d’investissement. Ce qui laisse augurer un développement commercial rentable à moyen terme.

Des axes de développement connus

Pour que le stockage dans les bâtiments se développe, il est nécessaire que des mécanismes de rémunération efficaces soient mis en place pour permettre l’émergence de modèles d’entreprise viables. Le stockage se rémunère grâce aux revenus de l’effacement et au transfert de la consommation vers des périodes où le coût de l’électricité est moindre (du jour à la nuit).

Le stockage dans les bâtiments pourrait donc se développer si le système d’effacement (notamment diffus) évolue. Selon trois  acteurs du secteur (dont GDF Suez), le « cadre actuel pour la contractualisation des services d’exploitation n’est pas adapté pour l’apparition de nouveaux offreurs de services tels que le stockage ».

Une plus grande variation du prix de l’électricité intraday (jour/nuit) permettrait une meilleure valorisation du stockage qui joue sur les écarts en reportant la consommation d’énergie.

Selon l’Institut Français du Pétrole, « les capacités installées supplémentaires seraient réalisées essentiellement dans cinq pays : la Chine, le Brésil, l’Inde, les États-Unis et l’Allemagne, pays où la législation ou la volonté politique sont favorables au stockage. » Ainsi, un cadre adapté (marché et régulation) couplé à l’amélioration actuelle des technologies pourrait avoir un fort impact sur la rentabilité et donc le développement du stockage dans les bâtiments en France.