Pour les consommateurs finaux d'électricité, la transition énergétique actuelle se matérialise par des moyens toujours plus nombreux et plus efficaces d'agir sur sa consommation. Portée par le développement de la mobilité électrique, la baisse quasi constante des coûts du photovoltaïque (technologie de production décentralisée par excellence) et des batteries, rend désormais rentable l'installation de systèmes de stockage d'énergie. Ceci est d'autant plus vrai pour les entreprises, par opposition aux ménages privés, en raison d'une consommation à la fois plus importante et différente dans ses caractéristiques. Cet article a pour but de décrire et de mettre en perspective les différentes situations dans lesquelles le stockage d'énergie peut s'avérer être une excellente option pour ce type de consommateurs.
Une facture d'électricité réduite
L'entrée en vigueur le 1er janvier 2018 de la nouvelle Loi sur l'énergie a marqué un virage dans les mécanismes de subventionnement des installations photovoltaïques. La rétribution à prix coûtant (RPC), rétribuant l'injection sur le réseau du surplus de production, cède progressivement sa place à la rétribution unique (RU). Comme son nom l'indique, cette subvention est versée en une seule fois et permet de réduire l'investissement lié à une nouvelle installation. À priori anodine, cette modification des méthodes d'encouragement change radicalement la donne. Là où les anciennes installations bénéficiant de la RPC avaient intérêt à injecter dans le réseau une partie de l'énergie produite, les détenteurs de nouvelles installations subventionnées par la RU sont, eux, poussés à maximiser leur autoconsommation. Profitant d'un coût de production marginal quasi nul, cette production d'énergie peut en effet être valorisée au prix de l'énergie soutirée du réseau si elle est consommée localement.
Il existe néanmoins des situations où il est difficile, voire impossible, de faire correspondre dans le temps la consommation d'électricité avec la production photovoltaïque. C'est notamment le cas pour des entreprises présentant une consommation en ruban, quasi constante de jour comme de nuit, ou pour celles dont la consommation baisse drastiquement durant la pause de midi, au moment où la production photovoltaïque est à son maximum.
Dans de tels cas, le stockage de l'excédent momentané de production en prévision d'un prochain excès de consommation reste le meilleur moyen de maximiser la valorisation de la production locale. Les batteries sont particulièrement adaptées à ce type de stockage, dit journalier. Compacts, présentant un rendement énergétique autour de 90% et une durée de vie d'au moins une dizaine d'années, ces systèmes sont un excellent complément aux installations photovoltaïques. Et ceci d'autant plus que leur impact environnemental est appelé à diminuer drastiquement grâce à la mise en place de filières de recyclage ou de l'utilisation de batteries dites de « seconde vie ». Trop usées pour continuer de répondre aux sollicitations des véhicules électriques dont elles sont issues, ces batteries conservent néanmoins des caractéristiques tout à fait suffisantes pour une utilisation stationnaire. Elles sont alors reconditionnées avant d'être installées dans des bâtiments, de manière similaire à des batteries neuves. En Suisse, des projets pilotes tels que celui mené par La Poste et le Laboratoire fédéral d'essai des matériaux et de recherche (EMPA) vont dans ce sens.
L'utilisation de l'énergie stockée lors de période de faible production n'est pas le seul moyen de réduire sa facture d'électricité. Une partie de l'énergie stockée peut également être réservée en prévision des instants lors desquels la consommation est à son maximum. De cette manière, la demande lors de ce pic de puissance ne sera pas exclusivement assurée par le réseau de distribution. Cette utilisation du stockage, connue sous la dénomination anglaise de « peak-shaving », permet ainsi de réduire la puissance maximale soutirée du réseau et de diminuer d'autant la part de la facture associée à cette grandeur. Elle peut se révéler particulièrement intéressante pour des entreprises dont la courbe de charge présente de fortes variations pouvant être créées, par exemple, par le démarrage synchronisé de machines ou le fonctionnement cyclique de compresseurs, de pompes ou de systèmes de ventilation. De plus, l'installation d'un système de stockage utilisé pour du « peak-shaving » peut également permettre, dans le cadre de l'installation de nouveaux équipements, d'éviter un renforcement du raccordement au réseau potentiellement coûteux.
La qualité d'approvisionnement
Bien que les chiffres concernant la qualité d'approvisionnement en Suisse soient globalement excellents, des batteries sont installées depuis de nombreuses années dans les bâtiments où une coupure de courant, même de très courte durée, pourrait avoir des conséquences graves, tels que les hôpitaux ou les « data centers ». De faible capacité, ces batteries sont destinées à fournir de l'électricité durant le laps de temps nécessaire à l'enclenchement de systèmes capables de prendre le relais de façon prolongée, des groupes électrogènes dans l'immense majorité des cas.
Ces systèmes, nommés UPS (pour l'anglais « uninterruptible power supply »), sont traditionnellement complètement autonomes et n'ont pour seul rôle que d'intervenir durant les coupures de courant. Ils restent par conséquent le plus souvent inutilisés. Or, des batteries installées conjointement à une installation photovoltaïque dans le but d'augmenter l'autoconsommation peuvent aussi parfaitement remplir ce rôle. De plus grande capacité, elles permettent d'assurer la consommation électrique durant un laps de temps plus long et pour un plus grand nombre d'applications.
Dans un contexte industriel, ce type d'utilisation peut être particulièrement utile pour des chaînes de production robotisées, où une coupure de courant entraînerait la perte de contrôle d'éléments mécaniques se déplaçant à grande vitesse et pouvant potentiellement engendrer des dégâts très importants. À la détection d'une coupure de courant, l'énergie stockée dans la batterie est utilisée pour alimenter la chaîne de production, le temps d'arrêter la production de manière contrôlée et sécurisée.
La valorisation à travers les services systèmes
Il existe une troisième manière de valoriser un système de stockage : la participation aux services systèmes. Ces services, contrôlés par l'opérateur du réseau national Swissgrid, visent à maintenir en permanence l'équilibre entre la production et la consommation, ceci afin de garantir la stabilité de l'ensemble du système de production, de transport et de distribution de l'électricité. Dans les faits, cet équilibre est assuré par l'injection ou le soutirage d'énergie supplémentaire en réaction à la variation de la consommation ou de la production. Ces services systèmes sont organisés en trois catégories, en fonction de la rapidité de la réaction et de la quantité d'énergie en jeu : les services primaires (requérant une réaction rapide mais une relativement faible quantité), les services tertiaires (faisant intervenir de grandes quantités d'énergie sur des temps bien plus longs), et les services secondaires (à mi-chemin entre les deux autres).
Par leur densité énergétique et leur capacité à changer rapidement leur point de fonctionnement, les batteries sont particulièrement bien adaptées à une participation aux marchés des services primaires et secondaires. Pour les entreprises détentrices de batteries, il s'agit d'un moyen supplémentaire de valoriser leur investissement en ne se contentant plus de réduire leurs coûts de fonctionnement, mais en générant également des revenus supplémentaires. Pour cela, les entreprises laissent à des intégrateurs le contrôle partiel de leur système de stockage. Ces intégrateurs mettent alors aux enchères auprès de Swissgrid la capacité d'agir sur l'équilibre du réseau que leur confère le contrôle d'un grand nombre de batteries regroupées au sein de leur parc. Ils reversent ensuite une partie de leurs gains aux entreprises propriétaires des batteries qui peuvent ainsi amortir d'autant plus rapidement leur investissement.
Une utilisation combinée
L'installation de tels systèmes de stockage au plus près de la consommation finale participe clairement à la transition énergétique actuelle, qui voit non seulement la production mais aussi le contrôle du système électrique tout entier se décentraliser. Comme décrit plus haut, cette transition offre aux entreprises de nouvelles opportunités en leur donnant la possibilité non seulement de réduire les coûts liés à leur consommation électrique, mais en générant également de nouveaux revenus. Ces opportunités sont d'autant plus fortes lorsque que les systèmes de stockage sont valorisés par l'intermédiaire de plusieurs services, souvent complémentaires. À l'échelle européenne, de grandes entreprises franchissent déjà le pas. En Allemagne, Daimler a ainsi participé aux projets AREUS et DC-INDUSTRIE qui visaient la mise en place de chaînes de production énergétiquement efficaces et utilisant des systèmes de stockage d'énergie.
Néanmoins, il n'est pas forcément nécessaire que chaque entreprise se munisse d'une batterie et d'une installation photovoltaïque. Sous réserve d'un cadre légal adéquat, les différents services mentionnés plus haut peuvent parfaitement être mutualisés à l'échelle d'un bâtiment ou même d'une zone industrielle, permettant à coup sûr des économies d'échelle. Dans cette perspective, les acteurs majeurs du secteur, tels que Romande Energie, ont un rôle important à jouer. Grâce à leur maîtrise de l'entier de la chaîne et à leur large spectre de compétences, ils sont et resteront des interlocuteurs incontournables pour les entreprises prêtes à emboîter le pas de la transition énergétique.
