La STEP, reine du stockage d’énergie électrique

Face à l’urgence d’intégrer de nouvelles Stations de Transfert d’Energie par Pompage (STEP) pour assurer le déploiement des ENR, HYVITY accélère son déploiement sur cette technologie mature.

La transition énergétique mondiale repose sur le développement massif des énergies renouvelables telles que le solaire et l’éolien. Si ces sources offrent des avantages indéniables en terme de réduction des émissions de gaz à effet de serre, leur nature intermittente représente un défi majeur pour la stabilité des réseaux électriques. À ce titre, les STEP se positionnent comme une solution incontournable pour garantir l’équilibre entre production et consommation d’électricité, tout en se distinguant par leur durabilité et leur faible impact environnemental.

Des solutions de stockage fiables et durables, la clef pour décarboner efficacement nos économies.

La demande mondiale en électricité connaît une croissance rapide et la production augmente en conséquence grâce à l’essor des énergies renouvelables. Le déploiement des technologies solaires et éoliennes, l’électrification accrue des secteurs comme le transport et l’industrie, ainsi que la croissance économique mondiale ont conduit à définir plusieurs scénarii.

En 2030, la demande mondiale d’électricité devrait augmenter d’environ 25 à 30 % par rapport à 2020. Les engagements pris lors de la COP28 (2023) visent à tripler la capacité de production d’énergie renouvelable d’ici 2030 pour atteindre au moins 11 000 GW.

En 2050, selon l’Agence Internationale de l’Énergie (AIE), la consommation aura doublé par rapport à 2020. Dans les scénarii de neutralité carbone, le solaire et l’éolien pourraient représenter jusqu’à 70 % à 80 % de la production électrique totale.

Pour poursuivre le déploiement massif des énergies renouvelables, il est indispensable de l’accompagner de solutions de stockage dont la capacité, selon l’IAE, devra être multipliée par quinze d’ici 2030 à l’échelle mondiale.

On le constate sur de nombreuses géographies. Après une période de croissance exponentielle,  les nouveaux projets solaires et éoliens peinent à voir le jour en raison des limites d’acceptation sur les réseaux. Le Vietnam par exemple ralentit son programme de développement solaire après avoir installé 17 GW de panneaux photovoltaïques trop rapidement. Le Chili connait d’importants “curtailment” et donc, une perte d’énergie conséquente qui ne rassure pas les investisseurs. L’Europe, quant à elle, voit sa fréquence de prix négatifs augmenter, mettant à mal les équilibres économiques…

Le développement de solutions de stockage robustes et efficaces est donc primordial pour répondre efficacement aux challenges à venir. D’ici à 2050, plus de 500 milliards d’euros d’investissements seront nécessaires chaque année pour y parvenir.

La STEP : une solution de stockage durable et propre

Les STEP représentent aujourd’hui plus de 97 % de la capacité mondiale de stockage d’énergie (9000 GWh selon l’IHA). Elles tiennent un rôle prépondérant dans le soutien des réseaux électriques et dans la réduction des émissions du secteur de l’énergie. Par le passé, les STEP remplissaient un autre rôle primordial. Sur des durées plus longues de stockage, elles permettaient d’assurer la souveraineté énergétique des Etats en cas de problème d’approvisionnement des sources thermiques ou de panne sur des centrales stratégiques.

Elles représentent aujourd’hui la technologie de stockage la plus mature et la plus efficace à grande échelle. Leur modularité leur permet de s’adapter aux rythmes journaliers, de stocker la surproduction des parcs solaires et redistribuer cette énergie la nuit tombée.

Les STEP offrent divers avantages :

• Durabilité et longévité : Ces infrastructures ont une durée de vie supérieure à 70 ans, surpassant de loin les autres technologies de stockage. Les STEP ont déjà maintes fois fait leurs preuves par le passé.
• Efficacité énergétique : Avec un rendement de cycle avoisinant 80 %, elles assurent une utilisation optimale de l’énergie stockée tout au long de leur vie, sans perte d’efficacité et de capacité dans le temps.
• Faible empreinte carbone : Les STEP que nous développons émettent en moyenne 25g CO₂eq/kWh, ce qui est nettement inférieur aux autres solutions de stockage.
• Flexibilité opérationnelle : Les technologies modernes de STEP, telles que les systèmes à vitesse variable, permettent une réponse rapide aux fluctuations de la demande et une meilleure intégration des énergies renouvelables intermittentes.
• Capacité de stockage à grande échelle : Elles sont capables de stocker de vastes quantités d’énergie (pour certaines avec une puissance supérieure 1 GW mobilisable sur ces cycles de différentes durées) et sont essentielles pour compenser l’intermittence des énergies renouvelables, particulièrement sur des cycles de 8h et plus.

D’autres avantages, moins fréquemment mis en avant, permettent également à la STEP de se démarquer : les réserves d’eau qui favorisent le développement des usages complémentaires (agriculture, lutte contre les incendies…) ou encore des risques d’incidents minimes par rapport aux autres technologies.

Parmi les projets en cours de développement, 78 GW de nouvelles STEP devraient être mises en service d’ici 2030, principalement en Chine. Cette augmentation de près de 50 % par rapport à 2024 reste assez faible au regard des futurs besoins en matière de stockage et au potentiel encore disponible.

Hyvity, expert dans le développement de STEP à l’international

Hyvity a pour ambition de devenir un acteur clé dans le développement des STEP, en ciblant des régions où ces infrastructures sont particulièrement pertinentes. Notre groupe concentre ses efforts sur des pays confrontés à des défis de décarbonation élevés, dotés de fondamentaux macroéconomiques solides et d’une croissance énergétique soutenue.

Au total, nous projetons de développer un portefeuille de 3 GW de solutions de stockage Hydro (environ 24 GWh par jour) avec une perspective de mise en service pour 2030.

Parmi les pays ciblés en priorité :

• Le Chili, doté d’un cadre législatif sécurisant pour les investisseurs étrangers, dispose d’un marché de l’énergie libéralisé avec une production solaire excédentaire dans sa moitié Nord. Ce pays de l’OCDE possède une importante industrie minière (cuivre, lithium…) dont les acteurs, qui ont forte consommation en continu, visent également à décarboner leur activité. Avec un potentiel significatif pour le stockage hydro qui permettrait de valoriser les grandes quantités d’énergie perdues quotidiennement, le Chili représente une réelle opportunité stratégique. Hyvity a d’ores et déjà sécurisé le développement de nombreuses STEP au Chili et souhaite mettre à disposition du réseau une puissance totale de plus de 1GW, soit 8GWh par cycle journalier, d’ici 2030.

• Le Vietnam dont les besoins énergétiques augmentent considérablement. Ce pays à forte croissance s’est doté d’un plan de déploiement massif des énergies renouvelables pour répondre à la demande exponentielle. Le master plan énergie “PDP8” au Vietnam prévoit le déploiement de plus de 2 400 MW de STEP sur le territoire d’ici 2030. Hyvity est en discussion avec plusieurs partenaires locaux ayant déjà identifiés des projets et mène un étude sur l’adaptation de réservoirs agricoles existants pour proposer des solutions de STEP déployables rapidement.

• Le Costa Rica : Situé au cœur du réseau interconnecté entre les États-Unis et l’Amérique centrale, ce pays a le potentiel de devenir un exportateur majeur d’énergie verte. HYVITY a déjà pu identifier certains sites potentiels et a su bâtir une place de partenaire stratégique avec l’opérateur national pour établir une stratégie de déploiement.

Stockage Hydro ou stockage par batterie ?

Si les solutions de stockage par batterie ont beaucoup de succès depuis quelques années, elles  représentent moins de 3% de la capacité mondiale du stockage actuellement disponible. Sur l’année 2023, malgré une forte mobilisation financière pour l’extraction et la fabrication de batteries, cette industrie n’a pu fournir que 97 GWh de nouvelles capacités stockage à l’échelle mondiale.

Les batteries apparaissent comme complémentaires aux STEP qui ont une bien meilleure rentabilité sur le long terme et sur des cycles de stockage plus longs. La Chine, premier producteur mondial de batteries, et exploitant les mines nécessaires à leur production, mise d’ailleurs sur cette complémentarité et a fait le choix d’un programme majeur de développement de STEP qui devra couvrir à terme plus de 50 % des besoins du réseau chinois. C’est également le cas de nombreux pays développés comme les Etats Unis, le Royaume Uni ou encore l’Australie.

Par ailleurs, le développement massif de BESS aura des impacts très importants sur l’environnement et sur les économies de nombreux pays en raison de l’extraction et l’exportation de métaux rares (également utilisés par d’autres secteurs compétitifs) ainsi que le recyclage des batteries. Une analyse comparative des impacts entre ces deux systèmes de stockage révèle rapidement les enjeux en matière de développement durable liés à leur développement et les limites de la batterie pour répondre seule aux besoins de stockage.

Un engagement environnemental et social

C’est fort de ce constat qu’HYVITY s’engage en faveur du stockage hydro depuis 3 ans dans la recherche et le développement des sites les plus adaptés pour développer des solutions fiables et durables pour un avenir énergétique décarboné.

Dans ce même objectif, nous favorisons quand cela est possible le développement de nos projets sur des infrastructures existantes afin de réduire davantage leur impact environnemental et de les rendre compatibles avec différents usages de l’eau. L’utilisation de réservoirs préexistants, à des fins agricoles ou minières par exemple, minimise la réalisation de travaux et donc notre impact sur la nature et sur les hommes.

En investissant dans des infrastructures durables et en nous alignant avec les meilleures pratiques environnementales et sociales, notre groupe contribue activement à une transition énergétique globale compatible avec les objectifs des Nations Unies.

Les chiffres cités dans cet article sont issus d’études dont les rapports ont été publiés sur les sites internet de l’Agence Internationale de l’Energie et de l’International Hydropower Association.

www.hydropower.org

www.iea.org