Étude sur le stockage d'énergie industriel durable publiée

Alors que la mobilité électrique progresse constamment, le développement continu des technologies de stockage d'énergie durables est indispensable. De nombreuses entreprises de production intègrent également des systèmes de stockage d'énergie, notamment pour garantir une alimentation électrique ininterrompue (UPS) pour des processus sensibles. Des options d'utilisation supplémentaires émergent grâce à l'intégration des énergies renouvelables et de leur production volatile. Parmi celles-ci figurent notamment la réduction de la consommation d'énergie du réseau ou l'optimisation de l'autoconsommation.

Dans ce contexte, le Fraunhofer IPA et l'Institut pour l'efficacité énergétique en production (EEP) de l'Université de Stuttgart, soutenus par le ministère de l'Environnement, du Climat et de l'Économie de l'énergie du Bade-Wurtemberg, ont mené et publié l'étude ESIP « Stockage d'énergie dans les systèmes de production ». Elle identifie les options potentielles d'utilisation des systèmes de stockage d'énergie dans les systèmes de production et décrit l'état actuel des technologies de stockage d'énergie ainsi que leurs défis et opportunités actuels.

Pour évaluer le potentiel du stockage d'énergie, des entretiens avec des experts et une enquête en ligne ont été réalisés. Entre le 1er août et le 18 octobre 2018, 269 personnes ont participé à l'étude, dont 136 jeux de données ont finalement été inclus dans l'analyse. La question portait notamment sur les possibilités d'intégration technique, les technologies de stockage utilisables, la concurrence, les défis, la motivation et la rentabilité. De plus, huit entretiens avec des experts ont été menés. Dans la majorité des entreprises des experts sélectionnés, des systèmes de stockage d'énergie sont déjà en service.

Options pour l'utilisation

Il existe de nombreuses options d'utilisation du stockage d'énergie dans le secteur industriel. Fondamentalement, on peut distinguer entre les options pour sécuriser la production, optimiser la consommation d'énergie et les services système. Les options pour sécuriser la production sont déjà établies, tandis que celles pour optimiser la consommation d'énergie deviennent de plus en plus intéressantes pour les entreprises de production. Les options via les services système sont considérées comme un effet secondaire pour augmenter la rentabilité.

Technologies disponibles

Les stockages par masse inertielle, les condensateurs et les batteries au plomb-acide font partie des technologies matures disponibles sur le marché. Les batteries au lithium sont en bonne voie de devenir également une option. Les batteries Redox-Flow peuvent également jouer un rôle important en raison de la séparation de la puissance et de la capacité.

Réduction des coûts

Toutes les technologies de stockage d'énergie ont des coûts de fabrication élevés en raison du faible volume de production. Une réduction des coûts d'investissement pourrait être atteinte par la production de masse pour presque toutes les technologies de stockage considérées. Une autre possibilité de réduire les coûts d'investissement élevés des systèmes de stockage est l'utilisation de batteries de seconde vie provenant de véhicules électriques, car la réutilisation de batteries usagées pour des applications stationnaires peut générer des effets économiques et écologiques positifs.

Réduction des obstacles

Outre la rentabilité, la réglementation constitue également un défi pour l'intégration des systèmes de stockage d'énergie. De plus, le secteur manque d'expérience, de savoir-faire et de démonstrateurs pratiques. Le principal moteur de l'intégration des systèmes de stockage est la nécessité d'améliorer l'efficacité, tant d'un point de vue économique qu'énergétique.

Conclusion

Pour les applications stationnaires, ce sont actuellement principalement les systèmes de stockage électriques ou électrochimiques qui sont utilisés. À l'avenir, ces technologies de stockage d'énergie continueront de dominer le marché, du moins pour des options à court et moyen terme. Les stockages thermiques gagneront en importance. Les batteries au lithium ont également un grand potentiel pour les applications stationnaires, et des technologies de stockage encore non commercialisées, comme les batteries Redox-Flow, pourraient devenir intéressantes pour ces applications à l'avenir, selon les participants à l'enquête. Une grande opportunité pour les entreprises réside dans le développement et la mise en place de systèmes hybrides de stockage d'énergie.

Ils consistent en des systèmes de stockage électriques et électrochimiques ou électriques et thermiques. L'intégration des systèmes de stockage pour optimiser la consommation d'énergie devient de plus en plus intéressante pour les entreprises, mais la rentabilité reste le principal défi. Les entreprises tendent plutôt à opter pour un grand stockage centralisé afin de se découpler énergétiquement du réseau. Grâce à ces grands systèmes centralisés, leur utilisation multifonctionnelle est possible. Cela permet une meilleure utilisation du stockage et augmente la rentabilité. La réduction des coûts, stimulée par le développement technologique et la montée en puissance de la production de masse, demeure le facteur le plus important pour la rentabilité.

En un coup d'œil

L'étude « Stockage d'énergie dans les systèmes de production » identifie différentes options d'utilisation pour le stockage stationnaire dans le secteur industriel. Elle présente également les technologies actuelles de stockage d'énergie ainsi que les opportunités et défis actuels.

Soutenue par : Ministère de l'Environnement, du Climat et de l'Énergie, Bade-Wurtemberg

Auteurs : Fabian Zimmerman, Alexander Emde
Institut Fraunhofer pour la production et l'automatisation (IPA)

Raoul Laribi, Diana Wang, Alexander Sauer
Institut pour l'efficacité énergétique en production (EEP)
Institut Fraunhofer pour la production et l'automatisation (IPA), Stuttgart
Institut Fraunhofer pour l'organisation du travail et la gestion (IAO), Stuttgart

Année : 2019