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COLLECTION ÉNERGIE RÉSEAUX
Stocker l’énergie
• UN MARCHÉ MONDIAL, UNE OPPORTUNITÉ POUR LES PME FRANÇAISES
• UN ENJEU MAJEUR POUR LES ÉNERGIES RENOUVELABLES
• UN CRÉNEAU PORTEUR POUR LES INNOVATIONS DE RUPTURE

Stockage de l’énergie :
une des clés de la transition énergétique
02
Enjeux
L’avènement des énergies
renouvelables, des usages
nomades et de la voiture
électrique a suscité l’explosion
d’un nouveau marché mondial, ce-
lui du stockage de l’énergie. Stoc-
ker l’énergie, c’est déplacer, fournir
ou soustraire une quantité d’éner-
gie, qu’elle soit d’origine électrique,
thermique, mécanique... Si la ma-
jorité des énergies primaires (gaz,
pétrole ou charbon) se stocke faci-
lement, il est en revanche difcile
de stocker l’électricité en quantité.
Il est alors possible de la conver-
tir en d’autres formes d’énergies
intermédiaires et stockables (po-
tentielle, cinétique, chimique ou
thermique).
Ce marché lance des dés im-
menses, et le stockage d’énergie
est devenu une cause internatio-
nale. De nombreuses analyses
soulignent l’urgence d’apporter de
la exibilité et de renforcer la a-
bilité des systèmes énergétiques,
équilibrant de la sorte l’offre et la
demande en énergie, aussi bien
pour la fourniture d’électricité, de
chaleur et de froid :
• Dans un de ses rapports publiés
en 2009, l’Agence internationale
de l’énergie estime les besoins
de stockage supplémentaires
pour l’Europe occidentale entre 0
et 90 GW d’ici 2050, en fonction
notamment des progrès du déve-
loppement des réseaux électriques
intelligents, sur des estimations
fondées sur l’hypothèse d’une
production électrique assurée à
30 % par des énergies renouve-
lables (Blue Map Scenario 2050).
• Le cabinet McKinsey cite le stoc-
kage d’énergie parmi les innova-
tions de rupture qui auront, à l’ho-
rizon 2025, une incidence majeure
sur l’économie mondiale1 .
• Le stockage d’électricité est
identié comme une lière d’avenir
pour l’industrie française parmi
les 34 plans de reconquête indus-
triels présentés par le Président
de la République Française, le 12
septembre 2013.
• Il fait partie des priorités des
Sept ambitions pour la France de
la Commission Innovation présidée
par Anne Lauvergeon2.
Actuellement, 85% de l’énergie
commerciale provient de combus-
tibles fossiles ; mais si les énergies
fossiles se stockent aisément, la
maîtrise du stockage de l’énergie
est beaucoup plus difcile pour les
énergies nouvelles, telles que le
solaire et l’éolien, sûres et renou-
velables, mais par nature intermit-
tentes.
Le stockage de l’énergie est donc
devenu l’une des clés de la transi-
tion énergétique.
- Pour répondre aux besoins de
flexibilité et de gestion intelligente
des systèmes énergétiques.
- Pour créer de l’activité et de l’em-
ploi au niveau local.
- Pour faire émerger une lière
d’excellence française, exporter les
technologies et les savoir-faire sur
un marché mondial à fort potentiel
de croissance.
Une étude lancée conjointement
par l’ADEME, l’ATEE et la DGCIS3
évalue le potentiel du stockage
d’énergies dans le pays à l’horizon
2030, montrant qu’il constitue un
véritable enjeu de création d’une
lière industrielle française. Les
auteurs estiment en outre qu’il
devrait générer des milliers d’em-
plois en France, s’il s’exporte dans
le monde.
DEUX ENJEUX :
Faire de la France
un acteur majeur
du stockage d’énergie
dans le monde
Développer de nouvelles
solutions de stockage,
sans lesquelles l’essor
des énergies
renouvelables
sera ralenti.
1
2
“Le stockage de l’énergie est
l’une des clés de la transition
énergétique.
1. Stockage de l’énergie : quelles technologies ? Pour quelles applications ? Pour quand ? – Colloque UIMM et Cap’Tronic, Paris, 3 et 4 décembre 2013.
2. Rapport de la commission Innovation 2030. www.Elysee.fr
3. Etude sur le potentiel du stockage d’énergie - ADEME, ATEE et DGCIS, Paris, 2013, 235 pages, étude consultable sur les sites internet www.ademe.fr/presse, www.atee.fr, www.dgcis.gouv.fr/

03
Des technologies diversifiées pour multiplier les solutions
La régulation de la demande d’électricité est principa-
lement pilotée par l’importation d’électricité, la mise
en fonctionnement de centrales à gaz ou oul et le
stockage hydraulique (STEP). Ce dernier, qui utilise
l’eau des barrages, est prometteur. Mais des formes
de stockages très réactifs (volants d’inertie, batteries)
le sont également pour fournir des réserves de puis-
sance mobilisables en cas de déséquilibre du système
électrique (réserves primaires). Le stockage d’énergie
thermique, particulièrement sur les réseaux de chaleur
ou couplé avec des cogénérations, apparait également
intéressant. Déployer d’autres systèmes de stockage
permettrait d’une part d’abaisser le coût de l’électri-
cité importée, d’autre part de diminuer, de manière
signicative, les émissions de CO2 engendrées par
l’utilisation de centrales thermiques et la dépendance
de la France aux ressources fossiles. La capacité de la
France à faire face aux pics de consommation énergé-
tique se dégrade en effet d’année en année. Exporta-
teur il y a dix ans, notre pays doit aujourd’hui importer
une partie de son énergie.
Le besoin de stockage lié aux énergies renouvelables
est fonction du taux d’insertion. En métropole, le be-
soin de stockage de l’électricité n’existe pas encore
dans les réseaux vis-à-vis des contraintes d’intégra-
tion des énergies renouvelables (et d’après la RTE ne
le sera pas avant 2 décennies). En revanche, la baisse
des coûts du stockage rend compétitif son usage pour
moduler la puissance de manière rapide en lieu et
place des moyens de production conventionnel. Cette
utilisation n’est pas liée aux énergies renouvelables. Il
en est autrement dans le cas de petits territoires et/
ou petits réseaux (ex. iles, Guyane, Afrique…) où les
solutions de stockage sont développées avec succès.
Le stockage de l’énergie apparaît étroitement asso-
cié au développement des énergies renouvelables
en garantissant un courant de qualité sur le réseau
de distribution. Mais à ce jour, le stockage direct de
l’énergie électrique n’étant pas possible, l’électricité
est convertie en énergie potentielle. Stockée, elle est
alors récupérée et retransformée pour être utilisable.
De son côté, la chaleur peut être stockée directement
via un matériau spécique ou transformée en énergie
chimique.
Marion Perrin / INES CEA
Nicolas Martin / INES CEA
Pascal Gouarec / Serma
Jean-Michel Navarro
Jean-Michel Amaré / Ataway
Jean Remy / Intelligible
Michel Deprost / Enviscope
Cécile Mériguet / Savoie Technolac
Marie Popkowska / Savoie Technolac
Sommaire
Comité de rédaction
P. 02
P. 10
P. 04
P. 14
P. 06
Enjeux
Compétences
Usages
Extension
Technologies
Ce document a été réalisé suite à la journée technique « Stockage d’énergie : état de l’art, problématiques » du 3 avril 2014, organisée par Captronic, CEA/INES, Serma Technologies et Savoie Technolac.

Du stockage stationnaire au stockage embarqué
04
Les technologies de stockage stationnaire de l’énergie sont diversifiées
et répondent à des services et à des besoins en capacité donnés,
principalement les techniques de stockage gravitaire par pompage (STEP),
de stockage par air comprimé (CAES), les batteries et supercondensateurs,
les volants d’inertie.
Si le stockage peut être à usage délocalisé ou centralisé, de manière
stationnaire, il peut aussi être mobile. Dans ce cas, il est dit “embarqué”
(moyens de transport, appareils électroniques, etc.).
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Usages