Énergie : l’avenir passe aussi par les batteries de stockage

 

Énergie : l’avenir passe aussi par les batteries de stockage

Dix ans après l’explosion de la fracturation hydraulique aux Etats-Unis, le marché énergétique fait face à un nouveau bouleversement dû à l’association des énergies renouvelables et des batteries de stockage (Un article du Wall Street Journal)

 

 

Avec 36 centrales thermiques à gaz naturel, Vistra possède un des plus vastes parcs des Etats-Unis. Il n’envisage pas d’en acheter ou d’en construire davantage.

En revanche, l’entreprise a bien l’intention d’investir plus d’un milliard de dollars dans des centrales solaires photovoltaïques et dans des batteries de stockage au Texas et en Californie. Cette transformation de son activité dans un secteur énergétique que de nouvelles technologies sont en train de refaçonner est une question de survie.

« Je n’ai aucune intention de devenir le prochain Blockbuster Video, affirme Curt Morgan, directeur exécutif de Vistra. Hors de question que je regarde sans rien faire cette entreprise ancestrale décliner et se faire évincer. »

Il y a une dizaine d’années, lorsque la fracturation hydraulique (fracking) a permis l’accès à des quantités de cette matière première bon marché, le gaz a supplanté le charbon en tant que première source d’énergie électrique aux Etats-Unis. Aujourd’hui, déjà, le gaz naturel se retrouve lui-même confronté au même type de concurrence, représenté cette fois par des batteries rentables, chargées à l’énergie solaire et éolienne.

L’électricité produite grâce au gaz naturel représentait 38 % du total en 2019, selon l’EIA, l’Agence d’information sur l’énergie américaine. Le gaz est capable de fournir de l’énergie 24h/24 ainsi que d’intensifier sa production pendant les pics de consommation. De leur côté, éoliennes et panneaux solaires ont gagné des parts de marché conséquentes. Or, à mesure que le prix des batteries de stockage baisse, celles-ci sont couplées à cette énergie verte et s’imposent en stockant une énergie renouvelable peu chère qu’elles libèrent lorsque le soleil se couche ou que le vent tombe.

Le stockage d’énergie constitue moins de 1 % du marché de l’électricité américain et, pour l’instant, il concerne principalement les générateurs solaires, dont la production est relativement prévisible et facile à augmenter avec le stockage. Mais l’association des batteries de stockage et des énergies renouvelables menace de gâcher les milliards de dollars d’investissement dans le gaz naturel et fait naître des inquiétudes face à l’idée que les centrales thermiques bâties ces dix dernières années, et financées dans la perspective qu’elles seraient en service pendant plusieurs décennies, ne deviennent des « actifs irrécupérables », c’est-à-dire des équipements abandonnés avant d’avoir été amortis.

Dans tout le pays, une grande part de la croissance des énergies renouvelables est conduite par des réglementations des Etats exigeant des fournisseurs de livrer certaines quantités d’énergie verte, et par des incitations fiscales au niveau fédéral qui rendent les énergies éolienne et solaire plus compétitives d’un point de vue économique.

Mais ces dernières années, les prix des énergies renouvelables sont devenus de plus en plus compétitifs même sans subventions, poussant toujours plus d’entreprises à réduire volontairement leurs émissions de carbone en investissant dans l’énergie solaire et éolienne au détriment de celle produite par les énergies fossiles. Et le spectre de nouvelles régulations fédérales et au niveau des Etats dans le cadre de la gestion du changement climatique pousse à accélérer la tendance.

Le président Biden propose d’étendre les crédits d’impôts sur les énergies renouvelables aux projets d’installations énergétiques autonomes — des systèmes qui ne font pas partie d’un réseau—dans le cadre de son plan de financement d’infrastructures de 2 300 milliards de dollars, ce qui pourrait alimenter encore davantage le marché déjà florissant du stockage d’énergie.

Quoi qu’il en soit, tandis que les batteries de stockage aident le solaire et l’éolien à supplanter les sources d’énergie traditionnelles, certains investisseurs prennent ce projet avec des pincettes en se disant qu’eux aussi pourraient à leur tour se retrouver en mauvaise posture au cours des prochaines années si d’autres avancées technologiques s’avéraient trouver des moyens plus efficaces encore de stocker l’énergie.

Et si les batteries peuvent fournir de l’électricité lorsque les autres sources ne fonctionnent plus, la plupart des batteries actuelles n’en sont capables que pendant quelques heures avant d’avoir besoin d’être rechargées, ce qui les rend pratiquement inutiles lors de coupures prolongées.

Les centrales thermiques à gaz luttent déjà contre la concurrence des parcs éoliens et des centrales solaires. Duke Energy, fournisseur d’énergie basé à Charlotte, en Caroline du Nord, qui livre de l’électricité et du gaz naturel dans certaines régions de sept Etats, envisage encore de construire de nouvelles centrales à gaz. En revanche, il a refait ses calculs financiers afin de répercuter un amortissement plus rapide de ces centrales, dans la mesure où il se pourrait qu’elles ne soient pas opérationnelles aussi longtemps que prévu.

Duke propose de construire rien de moins qu’une capacité de 9 600 mégawatts de nouvelles installations à gaz en Caroline du Nord et du Sud afin de contribuer à répondre à la demande, tout en arrêtant les centrales à charbon et en investissant plus largement dans les énergies solaire et éolienne. Mais dans ses documents officiels, l’entreprise reconnaît que face aux nouveaux progrès technologiques, toute nouvelle centrale à gaz est susceptible de devenir un actif irrécupérable et d’échouer à financer son propre amortissement. Un mégawatt d’électricité peut alimenter environ 200 foyers, selon l’Electric Reliability Council of Texas qui gère le réseau électrique de l’Etat. Certaines estimations placent ce chiffre plus haut encore.

Pour pallier le problème, Duke envisage de ramener la durée de vie attendue de la centrale d’une quarantaine d’années à 25 ans et de récupérer l’argent perdu grâce à un amortissement accéléré, mesure comptable qui permettrait à l’entreprise de sortir davantage de dépenses du bilan plus rapidement que d’ordinaire. Il pourrait également envisager de convertir la centrale pour la faire fonctionner à l’hydrogène, dont la combustion n’émet pas de carbone.

« C’est un risque sur lequel nous gardons un œil, mais c’est un risque qu’il nous faut envisager pour toutes les décisions technologiques que nous prenons », explique Glen Snider, directeur de la gestion intégrée des ressources de Duke, en soulignant que tous les investissements énergétiques sont susceptibles, tôt ou tard, d’être mis en concurrence.

Aux Etats-Unis, plus de 60 000 mégawatts d’énergie à base de gaz ont été livrés depuis 2014, selon l’EIA. A l’instar des centrales à charbon, dont beaucoup ont été forcées de fermer plus tôt que prévu, les centrales à gaz ont été financées dans l’optique d’un fonctionnement sur plusieurs décennies.

Les coûts non amortis résultant de l’arrêt précoce des centrales à charbon sont généralement faibles car nombre d’entre elles ont été construites il y a plusieurs dizaines d’années et approchent de la fin de leur durée de vie utile, estime la société d’analyse financière Moody’s Investors Service. En revanche, une grande partie du parc des centrales à gaz du pays est plutôt récente, ce qui augmente le potentiel de coûts non-amortis dans l’éventualité de fermetures à grande échelle au cours des vingt prochaines années.

Ce sont les centrales à gaz fournissant de l’énergie toute la journée qui courent le plus de risque d’être évincées. Ce genre de centrale « de base » doit généralement fonctionner entre 60 % et 80 % de ses capacités pour être viable économiquement, ce qui les rend vulnérables lorsque les batteries de stockage pallient les manques causés par les centrales solaires et les parcs à éoliennes.

Aujourd’hui, ce type de centrale tourne autour de 60 % de ses capacités aux Etats-Unis, selon la société d’analyse de données IHS Markit. D’ici la fin de la décennie, celle-ci estime que cette moyenne devrait tomber à 50 %, ce qui suscite des perspectives de faillite et de restructuration pour les moins performantes.

« Elles sont menacées par des tonnes d’acteurs du renouvelable, explique Sam Huntington, directeur associé pour le gaz, l’électricité et les marchés de l’énergie à IHS Markit. Comme ce qui est arrivé au charbon. »

Il n’a fallu que quelques années pour que le gaz peu onéreux obtenu par la fracturation hydraulique ne supplante le charbon dans la production d’électricité. Entre 2011, peu de temps après le début de la flambée du fracking, et 2020, plus de 100 centrales à charbon d’une capacité de plus de 95 000 mégawatts ont été fermées ou reconverties pour fonctionner au gaz, selon les chiffres de l’EIA. Et 25 000 mégawatts de plus devraient fermer d’ici 2025.

La plupart des batteries de stockage utilisent du lithium-ion, le type de technologie utilisée dans les véhicules électriques. Elles ressemblent à de grands conteneurs et sont le plus souvent regroupées afin de créer des sites capables de fournir de grandes quantités d’électricité. Certaines sont reliées à des sources d’énergie renouvelable, tandis que d’autres sont indépendantes et utilisent l’énergie du réseau.

Les batteries de stockage sont le plus souvent associées à des centrales solaires plutôt qu’à des parcs d’éoliennes à cause de la prévisibilité de l’énergie fournie et parce qu’il est plus simple d’obtenir des crédits d’impôts fédéraux pour ce genre de dispositifs. Certaines entreprises développent cependant des parcs d’éoliennes couplées avec des batteries, marché qui devrait croître à mesure que les coûts technologiques baissent.

Même au Texas, un Etat qui comporte un marché énergétique à la concurrence féroce et qui n’impose aucune restriction d’émissions de carbone, il n’y a quasiment aucune centrale à gaz en construction alors que le nombre de centrales solaires et de batteries progresse rapidement

Déjà, le coût de décharge d’une batterie de 100 mégawatts fournissant deux heures d’électricité est à peu près équivalent à celui de la production d’électricité par les centrales électriques spéciales qui fonctionnent pendant les pics de demande. Ce type de batterie peut se décharger pour la modique somme de 140 dollars le mégawattheure, tandis que les centrales « d’urgence » les moins chères — qui compensent sur demande quand la fourniture d’énergie vient à manquer — produisent pour 151 dollars le mégawattheure, selon la banque d’investissements Lazard.

Les centrales solaires couplées à des batteries sont en train de rivaliser avec les centrales à gaz constamment opérationnelles. Ces types de systèmes sont capables de produire de l’énergie pour 81 dollars le mégawattheure seulement, selon Lazard, tandis que les centrales à gaz les plus coûteuses tournent en moyenne autour de 73 dollars. Les grands projets de batterie en cours dans les Etats de New York et de Californie sont en partie motivés par des obligations imposées par les Etats de réduire les émissions de carbone et ne visent pas seulement à améliorer l’aspect économique des batteries.

Même au Texas, un Etat qui comporte un marché énergétique à la concurrence féroce et qui n’impose aucune restriction d’émissions de carbone, il n’y a quasiment aucune centrale à gaz en construction alors que le nombre de centrales solaires et de batteries progresse rapidement. Selon l’Electric Reliability Council of Texas, dans l’Etat les entreprises visent près de 88 900 mégawatts d’énergie solaire, 23 860 mégawatts d’éolienne et 30 300 mégawatts de capacité de stockage. En comparaison, seulement 7 900 mégawatts de capacité supplémentaire fournie par des centrales à gaz sont envisagés.

Les fournisseurs d’énergie et les gestionnaires du réseau doivent prendre en compte la perspective que les nouvelles sources ne soient pas aussi fiables que les centrales électriques qu’elles remplacent, en tout cas au départ, et les pannes d’électricité du Texas de février dernier en sont une bonne illustration.

Cet Etat a connu des jours entiers de pannes électriques dévastatrices lorsqu’une violente tempête hivernale a gelé de nombreuses sources d’approvisionnement énergétique : éoliennes, centrales à gaz et nucléaires, alors même que la demande connaissait un pic dû à la chute des températures en dessous de zéro.

Selon les dirigeants d’entreprises et les analystes, même si le Texas avait eu davantage de réserves, cela n’aurait probablement pas fait une grande différence pour pallier la pénurie, advenue à une saison où centrales solaires et parcs éoliens ne sont pas très productifs. La plupart des batteries de stockage actuelles peuvent fournir de l’électricité pendant quatre heures maximum avant d’avoir besoin d’être rechargées.

L’été dernier, la Californie a pâti de sa décision de réduire rapidement sa dépendance aux centrales à gaz. En août, pendant une vague de chaleur intense qui a balayé l’ouest du pays, les gestionnaires de réseau californiens ont dû imposer des blackouts afin de remédier à une pénurie d’offre à un moment où la demande flambait. Dans une analyse a posteriori co-publiée par la California Public Utilities Commission et la California Energy Commission, l’opérateur identifie le passage rapide à l’énergie solaire et éolienne comme un des facteurs ayant contribué au problème.

Comme de nombreux fournisseurs d’énergie, Vistra ne s’attend pas à voir les centrales à gaz évincées dans l’immédiat. M. Morgan, qui a fermé un certain nombre de centrales à charbon et à gaz de Vistra depuis qu’il en est devenu CEO en 2016, estime que la plupart des centrales à gaz que l’entreprise possède encore resteront en fonction pendant les vingt prochaines années.

Après 2030, il anticipe qu’elles seront moins fréquemment utilisées à mesure que les batteries fourniront l’électricité produite par les centrales solaires et éoliennes. Vistra est en train de mettre au point ce qui devrait être le plus gros projet de stockage d’énergie du monde à Moss Landing, juste au nord de Monterey, en Californie. Les batteries sont installées à l’endroit où étaient autrefois les turbines dans l’enceinte d’une centrale à gaz désaffectée de la taille de presque trois terrains de foot. Lorsque le complexe sera achevé, les batteries fourniront 400 mégawatts d’électricité pendant quatre heures, suffisamment pour alimenter plus de 225 000 foyers.

Au Texas, lieu de naissance de la fracturation hydraulique moderne, les entreprises utilisent depuis des années la manne de la flambée du gaz pour alimenter les centrales utilisées en cas de pics de demande, et qui ont pu gagner beaucoup d’argent sur le marché énergétique de gros lorsque celle-ci a explosé

D’énormes batteries sont en train d’évincer des centrales à gaz plus anciennes ailleurs dans le pays. En début d’année, Florida Power & Light, fournisseur propriété de NextEra Energy, a lancé la construction de ce qui devrait être le plus grand système de batterie solaire du monde, destiné à remplacer deux turbines à gaz d’une centrale voisine. Le Manatee Energy Storage Center aura une capacité de 409 mégawatts, suffisamment pour alimenter Disney World en électricité pendant environ sept heures.

Au Texas, lieu de naissance de la fracturation hydraulique moderne, les entreprises utilisent depuis des années la manne de la flambée du gaz pour alimenter les centrales utilisées en cas de pics de demande, et qui ont pu gagner beaucoup d’argent sur le marché énergétique de gros lorsque celle-ci a explosé.

Certaines sont en train de se poser des questions depuis que des investissements massifs dans la construction de centrales solaires et éoliennes ont rendu la concurrence difficile pour les centrales à gaz et que les batteries de stockage menacent de constituer de nouveaux obstacles.

Quantum Energy Partners, une société de capital-investissement basée à Houston, a vendu ces dernières années un portefeuille de six centrales à gaz au Texas et dans trois autres Etats juste en voyant à quel point les énergies renouvelables devenaient concurrentielles. Elle travaille aujourd’hui à développer plus de 8 000 mégawatts de projets solaires, éoliens et de batteries dans dix Etats.

« Nous avons changé notre fusil d’épaule » explique Sean O’Donnell, partenaire qui contribue à la surveillance des investissements de la société. « Tout ce que nous avions en termes d’énergie traditionnelle, nous avons décidé de le vendre, compte tenu des perspectives d’intensification de la concurrence et de baisse des revenus. »

(Traduit à partir de la version originale en anglais par Bérengère Viennot)

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