Le principal problème avec le développement planétaire de la production électrique par des renouvelables intermittents est… leur intermittence. Les éoliennes et les panneaux photovoltaïques permettent de produire de l’électricité décarbonée quand les conditions météorologiques sont favorables. Quand il y a du vent et du soleil. Cela signifie que les renouvelables intermittents produisent souvent trop ou trop peu, ne permettent pas d’ajuster la production à la demande et déstabilisent les marchés de gros de l’électricité avec des prix qui s’effondrent quand il y a du vent et du soleil en abondance et s’envolent quand il n’y en a pas. Cela ne retire rien à leurs avantages : des productions locales, le coût des installations (à l’exception notamment des éoliennes marines), leur modularité et la facilité et rapidité de déploiement des équipements. Et leur expansion, même si son rythme a commencé à diminuer, ne peut que se poursuivre.
Mais pour limiter les problèmes créés par leurs inconvénients, il n’y a qu’une seule solution. Il faut parvenir à stocker une partie de l’électricité produite quand les conditions sont favorables pour pouvoir la réinjecter dans les réseaux quand elles ne le sont pus. Il y a trois solutions dont en fait deux réellement opérationnelles aujourd’hui.
Les STEP, l’hydrogène et les batteries
La plus performante des solutions, car elle permet de stocker de l’électricité en grande quantité avec une efficacité énergétique élevée, est le procédé mécanique des STEP (Station de transfert d’énergie par pompage). Ce sont en quelque sorte des barrages à l’envers. L’électricité en surabondance fait fonctionner des pompes qui remontent l’eau du bassin en aval d’un barrage vers le bassin en amont. Leur inconvénient ? Il faut avoir des situations géographiques et des emplacements favorables. Les investissements sont lourds et les oppositions locales sont en général fortes quand il faut élargir les bassins.
La deuxième solution, qui n’est pas vraiment opérationnelle aujourd’hui, est chimique. Elle consiste à fabriquer de l’hydrogène vert (décarboné) par électrolyse avec l’électricité en surabondance. Une fois fabriqué, l’hydrogène est stocké et réutilisé via des piles à combustible pour produire de l’électricité à la demande. Le problème est que le procédé est très peu efficace sur le plan énergétique. L’électricité réintégrée dans le réseau représente environ 30% de celle utilisée dans les électrolyseurs…
Le dernier procédé, toujours chimique, est celui des batteries stationnaires. Il permet d’avoir une bonne efficacité énergétique, d’être assez facile à implanter mais pose des problèmes de coûts, de durée de vie effective et de capacités par rapport aux besoins d’une ville, d’une région ou d’un pays. Sans compter l’empreinte carbone liée à la fabrication des batteries qui consomme beaucoup d’énergie et de minéraux et métaux stratégiques.
Accélération du stockage par batteries à grande échelle
Les systèmes de stockage d’énergie par batterie à l’échelle des réseaux sont aussi des installations nécessitant une surface au sol pour être capables de stocker des centaines, voire des milliers de mégawattheures d’électricité.
La plupart des systèmes actuels utilisent la technologie lithium-ion, mais elle reste coûteuse même si les prix ont considérablement baissé au cours des dernières années et nécessite des quantités importantes de lithium. D’où le développement d’alternatives telles que le sodium-ion, les batteries à flux et les modèles fer-air qui n’offrent pas les mêmes performances par rapport à leur poids et leur taille que les lithium-ion mais cela n’a pas beaucoup d’importance pour le stockage stationnaire contrairement à celui dans des véhicules.
The Statistical Review of Energy 2025 montre l’accélération du stockage par batteries à grande échelle. En 2024, la capacité mondiale de stockage sur réseau a atteint 126 gigawatts, soit plus du double des 59 GW enregistrés un an plus tôt. Bien que ce chiffre reste modeste par rapport, par exemple, aux 1.865 GW de capacité solaire photovoltaïque installée dans le monde, la trajectoire est intéressante. Et il faut souligner que la plupart des nouveaux systèmes de stockage sont directement associés à l’énergie solaire. Le cabinet spécialisé Rystad Energy est aussi optimiste sur le développement du stockage par batteries. Il estime que les capacités mondiales pourraient atteindre 4 TW d’ici 2040.
La Chine numéro un mondial de loin
Cette technologie est en train de passer du statut de niche expérimentale à celui d’infrastructure devenant un élément essentiel de la stabilité des systèmes électriques. Au cours de la dernière décennie, le stockage par batteries de réseau a connu une croissance annuelle moyenne de 75%. Il existe trois régions clés dans le monde qui mènent le développement de cette technologie. Sans surprise, la Chine qui est le numéro un mondial avec 75 GW installés en 2024, plus de la moitié de la capacité mondiale totale.
Les Etats-Unis suivent à distance et avec l’administration Trump la croissance devrait ralentir. Les capacités installées représentaient 28 GW en 2024, avant tout en Californie et au Texas qui sont des Etats où se trouvent d’importants parcs solaires et qui sont parmi les plus peuplés. En Europe, le stockage réseau par batteries décolle moins vite et représentait 11 GW en 2024, surtout au Royaume-Uni, en Allemagne et en Irlande. Et contrairement à la Chine et aux Etats-Unis, ce sont des productions éoliennes qui sont surtout stockées.
Plusieurs autres pays investissent dans le stockage par batterie. Plusieurs gigawattheures ont été approuvés ou sont en cours de développement en Arabie saoudite, en Afrique du Sud, en Australie, aux Pays-Bas, au Chili et au Canada.
Le problème de fond est évidemment celui du coût qui a fortement baissé au cours des dernières années. Il était de 150 dollars par MWh en 2020 et est descendu et a 117 dollars américains en 2023. Le cabinet Rystad estime qu’il pourrait tomber à 60 dollars par MWh dans les prochaines années.
