Le nombre de systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS) pour les applications fixes, y compris les applications à grande échelle et distribuées, a commencé à augmenter de manière significative, selon l'enquête d'apricum, une agence de conseil en technologies propres.Selon des estimations récentes, les ventes devraient passer d'environ 1 milliard de dollars en 2018 à entre 20 et 25 milliards de dollars en 2024.
Apricum a identifié trois moteurs principaux de la croissance de Bess : premièrement, une évolution positive du coût des batteries.Le second est l'amélioration du cadre réglementaire, qui améliorent tous deux la compétitivité des batteries.Troisièmement, Bess est un marché de services adressable en pleine croissance.
1. Coût de la batterie
La condition préalable essentielle à une large application de Bess est la réduction des coûts associés pendant la durée de vie de la batterie.Cela passe principalement par la réduction des dépenses d'investissement, l'amélioration des performances ou l'amélioration des conditions de financement.

2. dépenses en capital
Ces dernières années, la plus grande réduction des coûts de la technologie Bess est la batterie lithium-ion, qui est passée d'environ 500-600 $ US / kWh en 2012 à 300-500 $ US / kWh actuellement.Cela est principalement dû à la position dominante de la technologie dans les applications mobiles telles que les industries "3C" (informatique, communication, électronique grand public) et les véhicules électriques, et les économies d'échelle qui en résultent dans la fabrication.Dans ce contexte, Tesla prévoit de réduire encore le coût des batteries lithium-ion grâce à la production de son usine « Giga factory » de 35 GWH/kW au Nevada.Alevo, un fabricant américain de batteries de stockage d'énergie, a annoncé un plan similaire pour transformer une usine de cigarettes abandonnée en une usine de batteries de 16 gigawattheures.
De nos jours, la plupart des start-ups de technologies de stockage d'énergie se sont engagées à adopter d'autres méthodes à faible investissement.Ils se rendent compte qu'il sera difficile de répondre à la capacité de production des batteries lithium-ion, et des entreprises comme EOS, aquion ou ambri conçoivent leurs batteries pour répondre à certaines exigences de coût dès le départ.Ceci peut être réalisé en utilisant un grand nombre de matières premières bon marché et des technologies hautement automatisées pour les électrodes, les membranes échangeuses de protons et les électrolytes, et en externalisant leur production à des sous-traitants de fabrication à l'échelle mondiale tels que Foxconn.En conséquence, EOS a déclaré que le prix de son système de classe mégawatt n'était que de 160 $ ​​/ kWh.
De plus, un approvisionnement innovant peut aider à réduire le coût d'investissement de Bess.Par exemple, Bosch, BMW et la société de services publics suédoise Vattenfall installent des systèmes de stockage d'énergie fixes de 2 MW / 2 MWh basés sur des batteries lithium-ion utilisées dans les voitures BMW I3 et ActiveE.
3. performances
Les paramètres de performance de la batterie peuvent être améliorés grâce aux efforts des fabricants et des opérateurs pour réduire le coût du système de stockage d'énergie de la batterie (BESS).La durée de vie de la batterie (cycle de vie et cycle de vie) a évidemment une grande influence sur l'économie de la batterie.Au niveau de la fabrication, en ajoutant des additifs exclusifs aux produits chimiques actifs et en améliorant le processus de production pour obtenir une qualité de batterie plus uniforme et constante, la durée de vie peut être prolongée.
De toute évidence, la batterie doit toujours fonctionner efficacement dans sa plage de fonctionnement conçue, par exemple, en ce qui concerne la profondeur de décharge (DoD).La durée de vie peut être considérablement prolongée en limitant la profondeur de décharge possible (DoD) dans l'application ou en utilisant des systèmes avec une capacité supérieure à celle requise.Une connaissance détaillée des meilleures limites de fonctionnement obtenues grâce à des tests rigoureux en laboratoire, ainsi qu'un système de gestion de batterie (BMS) approprié sont un avantage majeur.La perte d'efficacité aller-retour est principalement due à l'hystérésis inhérente à la chimie cellulaire.Un taux de charge ou de décharge approprié et une bonne profondeur de décharge (DoD) sont utiles pour maintenir un rendement élevé.
De plus, l'énergie électrique consommée par les composants du système de batterie (refroidissement, chauffage ou système de gestion de la batterie) affecte l'efficacité et doit être réduite au minimum.Par exemple, en ajoutant des éléments mécaniques aux batteries au plomb pour empêcher la formation de dendrites, la dégradation de la capacité de la batterie au fil du temps peut être atténuée.

4. Conditions de financement
L'activité bancaire des projets Bess est souvent affectée par le bilan de performance limité et le manque d'expérience des institutions de financement dans la performance, la maintenance et le modèle commercial du stockage d'énergie par batterie.

Les fournisseurs et les développeurs de projets de systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS) devraient essayer d'améliorer les conditions d'investissement, par exemple, par des efforts de garantie standardisés ou par la mise en œuvre d'un processus complet de test de batterie.

En général, avec la diminution des dépenses en capital et l'augmentation du nombre de batteries mentionnées ci-dessus, la confiance des investisseurs augmentera et leur coût de financement diminuera.

5. Cadre réglementaire
Système de stockage d'énergie par batterie déployé par wemag / younicos
Comme toutes les technologies relativement nouvelles entrant sur les marchés matures, le système de stockage d'énergie par batterie (BESS) repose dans une certaine mesure sur un cadre réglementaire favorable.Au moins, cela signifie qu'il n'y a pas d'obstacles à la participation au marché du système de stockage d'énergie par batterie (BESS).Idéalement, les ministères verront la valeur des systèmes de stockage fixes et motiveront leurs applications en conséquence。
Un exemple d'élimination de l'impact de ses barrières d'application est l'ordonnance 755 de la Federal Energy Regulatory Commission (FERC), qui exige que isos3 et rtos4 fournissent des paiements plus rapides, plus précis et plus performants pour les ressources mw-miliee55.Depuis que PJM, un opérateur indépendant, a transformé son marché de gros de l'électricité en octobre 2012, l'ampleur du stockage de l'énergie a augmenté.En conséquence, les deux tiers des équipements de stockage d'énergie de 62 MW déployés aux États-Unis en 2014 sont des produits de stockage d'énergie de PJM.En Allemagne, les utilisateurs résidentiels qui achètent de l'énergie solaire et des systèmes de stockage d'énergie peuvent obtenir des prêts à faible taux d'intérêt auprès de la KfW, une banque de développement appartenant au gouvernement allemand, et obtenir jusqu'à 30 % de remise sur le prix d'achat.Jusqu'à présent, cela a conduit à l'installation d'environ 12 000 systèmes de stockage d'énergie, mais il convient de noter que 13 000 autres sont construits en dehors du programme.En 2013, l'autorité de régulation de Californie (CPUC) a exigé que le secteur des services publics achète 1,325 GW de capacité de stockage d'énergie d'ici 2020. Le programme d'approvisionnement vise à démontrer comment les batteries peuvent moderniser le réseau et aider à intégrer l'énergie solaire et éolienne.

Les exemples ci-dessus sont des événements majeurs qui ont suscité une grande inquiétude dans le domaine du stockage de l'énergie.Cependant, des modifications mineures et souvent inaperçues des règles peuvent avoir un impact important sur l'applicabilité régionale du système de stockage d'énergie par batterie (BESS).Les exemples potentiels incluent :

En réduisant simplement les exigences de capacité minimales des principaux marchés de stockage d'énergie en Allemagne, les systèmes de stockage d'énergie résidentiels seront autorisés à participer en tant que centrales électriques virtuelles, renforçant encore l'analyse de rentabilisation de Bess.
L'élément central du troisième plan de réforme énergétique de l'UE, qui est entré en vigueur en 2009, est la séparation des activités de production et de vente d'électricité de son réseau de transport.Dans ce cas, en raison de certaines incertitudes juridiques, les conditions dans lesquelles le gestionnaire de réseau de transport (GRT) sera autorisé à exploiter le système de stockage d'énergie ne sont pas totalement claires.L'amélioration de la législation jettera les bases d'une application plus large du système de stockage d'énergie par batterie (BESS) dans le cadre du soutien au réseau électrique.
Solution d'alimentation AEG pour le marché des services adressables
La tendance spécifique du marché mondial de l'électricité entraîne une demande croissante de services.En principe, le service Bess peut être adopté.Les tendances associées sont les suivantes :
En raison de la fluctuation des énergies renouvelables et de l'augmentation de l'élasticité de l'alimentation électrique lors de catastrophes naturelles, la demande de flexibilité du système électrique augmente.Ici, les projets de stockage d'énergie peuvent fournir des services auxiliaires tels que le contrôle de la fréquence et de la tension, l'atténuation de la congestion du réseau, le resserrement des énergies renouvelables et le démarrage au noir.

Extension et mise en œuvre des infrastructures de production, de transport et de distribution en raison du vieillissement ou de l'insuffisance de capacité, ainsi que de l'électrification accrue dans les zones rurales.Dans ce cas, le système de stockage d'énergie par batterie (BESS) peut être utilisé comme alternative pour retarder ou éviter les investissements dans les infrastructures afin de stabiliser le réseau électrique isolé ou d'améliorer l'efficacité des générateurs diesel dans le système hors réseau.
Les utilisateurs finaux industriels, commerciaux et résidentiels ont du mal à faire face à des charges d'électricité plus élevées, notamment en raison des variations de prix et des coûts de la demande.Pour les propriétaires (potentiels) de production d'énergie solaire résidentielle, le prix réduit du réseau affectera la faisabilité économique.De plus, l'alimentation électrique est souvent peu fiable et de mauvaise qualité.Les batteries stationnaires peuvent aider à augmenter l'autoconsommation, effectuer un « écrêtage des pics » et un « décalage des pics » tout en fournissant une alimentation sans interruption (UPS).
Évidemment, pour répondre à cette demande, il existe différentes options traditionnelles de stockage non énergétique.La question de savoir si les batteries constituent un meilleur choix doit être évaluée au cas par cas et peut varier considérablement d'une région à l'autre.Par exemple, bien qu'il y ait quelques cas commerciaux positifs en Australie et au Texas, ces cas doivent surmonter le problème de la transmission à longue distance.La longueur de câble typique du niveau de moyenne tension en Allemagne est inférieure à 10 km, ce qui fait de l'extension du réseau électrique traditionnel une alternative moins coûteuse dans la plupart des cas.
En général, le système de stockage d'énergie par batterie (BESS) n'est pas suffisant.Par conséquent, les services devraient être intégrés dans une « superposition des avantages » afin de réduire les coûts et de compenser par une variété de mécanismes.En commençant par l'application avec la plus grande source de revenus, nous devons d'abord utiliser la capacité de réserve pour saisir les opportunités sur site et éviter les obstacles réglementaires tels que l'alimentation par onduleur.Pour toute capacité restante, les services fournis au réseau (tels que la régulation de la fréquence) peuvent également être pris en compte.Il ne fait aucun doute que des services supplémentaires ne peuvent entraver le développement des grands services.

Impact sur les acteurs du marché du stockage d'énergie.
L'amélioration de ces moteurs conduira à de nouvelles opportunités commerciales et à la croissance subséquente du marché.Cependant, les évolutions négatives conduiront à leur tour à l'échec ou même à la perte de faisabilité économique du modèle économique.Par exemple, en raison de la pénurie inattendue de certaines matières premières, la réduction de coût attendue peut ne pas se concrétiser ou la commercialisation de nouvelles technologies peut ne pas se dérouler comme prévu.Les changements de réglementation peuvent constituer un cadre dans lequel Bess ne peut pas participer.En outre, le développement d'industries adjacentes peut créer une concurrence supplémentaire pour Bess, comme le contrôle de la fréquence des énergies renouvelables utilisées : sur certains marchés (par exemple, l'Irlande), les normes de réseau exigent déjà des parcs éoliens comme principale réserve de puissance.

Par conséquent, les entreprises doivent porter une attention particulière les unes aux autres, prévoir et influencer positivement le coût de la batterie, le cadre réglementaire et participer avec succès à la demande du marché mondial du stockage d'énergie par batterie fixe..