Stocker l’électricité grâce à de l’air comprimé injecté dans une cavité saline, anciennement utilisée comme site de stockage gaz, c’est le projet dans lequel s’est lancé EDF UK (R&D et Thermal Generation) ! A l’heure où le Royaume-Uni décarbone massivement son système énergétique, ces systèmes dits de stockage d'énergie à longue durée (LDES) seront cruciaux pour garantir sa sécurité d’approvisionnement. Découvrez le projet « Stratastore » qui a permis d‘en démontrer la faisabilité technique, et d’enrichir au passage les réflexions du Groupe sur les réformes des marchés de l’énergie.

Vers le stockage de l'énergie par air comprimé

Historiquement, au Royaume-Uni, les systèmes de stockage d'énergie à longue durée (LDES) ont principalement consisté en des systèmes de pompage hydroélectrique, comme la STEP de Dinorwig dans le Pays de Galles. Plus récemment, la technologie de Stockage de l'Energie par Air Comprimé, ou CAES en anglais, a suscité l'intérêt des investisseurs. Le principe du CAES est d’utiliser l’énergie pour comprimer l'air, qui est ensuite stocké dans une cavité souterraine à l'aide d'un compresseur. Pour restituer cette énergie, l'air comprimé stocké est libéré et dirigé vers une turbine à air, produisant de l'électricité grâce au flux d'air à haute pression. Le Royaume-Uni possède un très bon potentiel pour le CAES, couvrant largement ce qu’on estime être son besoin long terme en stockage, en raison de l'abondance géologique des cavités salines.

​​​​​​​​​​​​​​

 ​​​​​​​On sait que les LDES seront cruciaux dans la décarbonation du système énergétique de la Grande-Bretagne. En effet, lorsque les dernières centrales à gaz seront mises hors service, le réseau britannique sera dominé par l’éolien offshore, et ce malgré le développement des capacités nucléaires supplémentaires récemment annoncées. Le Royaume-Uni aura alors besoin de quantités substantielles de nouveaux systèmes de stockage d'énergie longue durée, flexibles et fiables pour compenser l’intermittence des sources d’énergie renouvelables et ainsi garantir la sécurité d’approvisionnement.
Schéma de fonctionnement d’un CAES. Source : Hydrostor

 

Projet StrataStore: EDF UK au centre d'un consortium pour le développement de la technologie CAES

Dans ce contexte, le Ministère des Affaires, de l'Energie et de la Stratégie Industrielle (BEIS) a lancé un concours visant à promouvoir des démonstrateurs de LDES, dans le cadre d’un programme de recherche autour de la transition énergétique porté par le gouvernement britannique, le « Net Zero Innovation Portefolio ». C’est grâce à un premier cycle de financement de ce programme que le Groupe EDF, en consortium avec IO Consulting et Hydrostor Inc. a remporté en 2022 une subvention d’un million de livres sterling pour étudier la technologie de CAES développée par Hydrostor.  Potentiellement, un actif désaffecté de stockage de gaz d'EDF UK dans le Cheshire pourrait être transformé en stockage d'électricité longue durée.  L’objectif de ce projet, appelé StrataStore, est d’étudier la faisabilité, de concevoir et ensuite de construire un démonstrateur de CAES.

Des scénarios pour évaluer la rentabilité du CAES

En tant que partenaire du projet, le centre d’EDF R&D au Royaume-Uni a analysé la rentabilité du CAES en envisageant différentes hypothèses pour évaluer la sensibilité des revenus aux paramètres du système. La rentabilité a été envisagée au regard de trois sources : la vente de l’électricité sur le marché journalier, la rémunération au titre du mécanisme de capacité et enfin la rémunération en tant qu’acteur participant aux services systèmes.

En voici les principales conclusions :

1- Les prix journaliers devraient diminuer avec l’augmentation de la part des énergies renouvelables. Toutefois, cela conduira à des prix plus volatils, offrant des opportunités d’arbitrage avec les moyens de stockage sur les marchés court terme. ​​​​​​​

2- Le facteur de déclassement est un paramètre clé qui affecte considérablement les revenus octroyés dans le cadre du mécanisme de capacité. Ce facteur, attribué par National Grid - gestionnaire du réseau de transport au Royaume-Uni, est fonction de la durée maximale possible de fonctionnement en continu de l’actif. Par conséquent, augmenter la durée de fonctionnement d'un actif de stockage d'énergie peut se révéler crucial pour maximiser les revenus.

3- Enfin, une dernière source de revenu est la participation aux services système, notamment à réponse rapide. Dans le cas du CAES, la rémunération à la participation à la STOR (réserve opérationnelle court terme) est faible, représentant a priori moins de 20 % du bénéfice total du projet, sous la règlementation actuelle.

Renforcer les positions de EDF sur les réformes en cours des marchés de l’électricité

Ces résultats préliminaires ont établi que les structures actuelles du marché britannique sont peu susceptibles de refléter la pleine valeur d’usage des projets LDES pour le système électrique. Ils ont été diffusés à un public d’industriels, de décideurs politiques et réglementaires fin 2022. Ils seront précieux pour la construction d’argumentaires en faveur de l’amélioration des incitations économiques des acteurs du stockage, dans le cadre des différentes réformes des marchés de l’électricité en cours.

Par ailleurs, au-delà de la collaboration établie avec les institutionnels britanniques, cette étude intéresse plusieurs filiales et unités du Groupe, tels que EDF en Amérique du Nord et au Chili, d'EDF Pulse Ventures, ainsi que d'autres centres de R&D d'EDF en France et à l’international. Cet écho confirme le fort enjeu des LDES pour le Groupe pour l’atteinte de ses engagements climatiques.