Electricité 100% renouvelable : pour s'éclairer de nuit et sans vent, quel mix entre batteries et centrales à gaz ?
L'idée que la solution à l'intermittence de l'éolien et du solaire passe par le déploiement massif de batteries est largement répandue, en dehors des cercles d'experts.
L'objectif principal de ce mini-modèle : déconstruire cette idée (qui coûterait des dizaines de points de PIB), et montrer qu'à l'inverse la combinaisons de quelques heures de stockage (hydraulique plutôt que batterie) et d'un backup par des centrales à (bio)gaz permet d'atteindre un niveau d'émissions acceptable, pour un coût modéré.
Jouez sur le niveau de stockage installé
Stockage :
0 h
0 h
240 h
Surcapacité de production renouvelable / demande annuelle :
0 %
Emissions CO2 selon le stockage installé
Ligne repère : intensité carbone du système électrique français actuel (très peu carboné grâce au nucléaire)Coût électricité selon le stockage installé
Lignes repères :- ligne du bas = coût des renouvelables seules
- ligne du haut = 100€ / MWh, tarif élevé des centrales fossiles.
Autres paramètres :
Coût du kWh de batterie, en €
Les coûts actuels sont supérieurs à 300€ / kWh. Chacun va de son estimation pour les décennies à venir, il n'y a pas de consensus. Ici, les projections de l'agence internationale de l'énergie.Mix éolien / solaire
Que retenir ?
- Pour compléter l'écart entre production renouvelable et demande d'électricité, les "premières heures" de capacité de stockage sont très efficaces : le besoin de production par des centrales à gaz chute fortement.
- Ces "premières heures" sont en partie déjà installées : grâce aux barrages hydrauliques.
- Mais cette efficacité du stockage n'est pas linéraire et s'effondre vite : au-delà de 24 heures de capacité de stockage installée, les nouvelles capacités de stockage font peu baisser le besoin de backup par des centrales à gaz. Le stockage par batterie devient terriblement coûteux si on ne compte que sur lui.
- A partir de 24h-48h de capacité de stockage installée, le besoin de backup par centrales à gaz fossile est assez faible pour avoir un impact "acceptable" sur l'intensité carbone du système complet.
- Or, avec un volume de backp de seulement 5%-10% de la demande globale, il est crédible d'alimenter les centrales avec du biogaz (ce qui n'est pas pris en compte ici).
- L'installation de surcapacités de production éolienne et solaire est contre-intuitive, mais elle est efficace pour limiter le stockage et le backup nécessaire.
- Le mini-modèle ne prend pas en compte l'électrification du chauffage et néglige donc la problématique essentielle du pic de demande. On raisonne ici uniquement en quantité d'électricité à produire, pas en puissance maximale disponible.
- Pour résumer, la gestion de l'intermittence de l'éolien et du solaire passe par :
- L'installation de surcapacités de production éolien et solaire (dans des proportions difficiles à préciser)
- Pour lisser la production :
- Quelques minutes ou heures de stockage par batterie : cher mais mobilisable en quelques dixièmes de secondes.
- Quelques dizaines d'heures de stockage hydroélectrique (barrages et STEP). Pour caricaturer, cela permet de déplacer la production solaire de midi vers les usages de la soirée.
- Production de la différence entre la production lissée et la demande par des centrales à (bio)gaz, pour 4% à 10% de la demande totale en fonction des hypothèses.
- Sans compter les possibilités d'effacement.