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Le stockage de lnergie : enjeux, marchs et principaux acteurs
Sminaire CAPTRONIC
ESIEE, le 18 Novembre 2010

Les enjeux du stockage de lnergie
Les enjeux lis au stockage de lnergie lectrique
Un contexte indit qui relance le thme du stockage de lnergie
Des attentes fortes en vue de la production croissa nte dnergie dcentralise Pousse par les Directives Europennes, la production dlectricit issue des nergies renouvelables progresse et vient rompre le schma classique dune production dlectricit centralise. Or, les nergies renouvelables sont fluctuantes, do la ncessitde pouvoir les stocker.
Le stockage comme levier de dveloppement conomiqu eDes enjeux qui dpassent le cadre du dveloppement durable : les problmatiques lies aux technologies du stockage de lnergie peuvent constituer dimportantes opportunits conomiques pour de nombreux secteurs dactivits : automobile, quipements nomades, sant Le vhicule lectrique, dont la batterie constitue llment le plus stratgique, est le march le plus emblmatique du stockage de lnergie et pour lequel les technologies dveloppes seront probablement transposes dautres applications.
Des enjeux dordres conomiques et gopolitiquesPrparer la rarfaction des ressources fossiles par la recherche dalternatives au ptrole (et limiter la dpendance nergtique franaise), anticiper la hausse de la demande nergtique mondiale.

Deux catgories de besoins
Exemples dapplication
Applications stationnaires
Applications centralises (rseau lectrique) ou non (stockage local)
Applications dautonomie
Applications portables et portatives
Equipements nomades (PC, tlphones), secteur sant (ex : implants mdicaux), radiocommunication et localisation, applications militaires
Applications mobiles et embarques
Automobile, vhicules urbains, industriels, de dfense
Des besoins stationnaires et / ou grande chelle : le stockage est vu comme une technique de gestion et de pilotage du rseau lectrique (lien avec lintroduction progressive des nergies renouvelables) et, de faon gnrale, recherche dune meilleure gestion des flux dlectricit et rduction du recours des modes de production polluants
Des besoins dautonomie : disposer dune autonomie sur des quipements nomades ou des applications mobiles ou embarques : les marchs concerns sont divers et varis (transversalit de la problmatique) mais ne rpondent pas aux mmes attentes

Limportance du stockage dlectricit pour un rsea u
Principe gnral : lnergie lectrique ne se stocke que de faon indirecte, il est ncessaire de la convertir en une autre forme dnergie potentielle (eau, air comprim, gaz) avant de la retransformer en nergie lectrique en vue de son utilisation.
La France est au 2me rang des pays producteurs dlectricit en Europe (les trois-quarts de la production issue de la filire lectronuclaire).
Autosuffisance avre mais, en labsence de systmes de stockage, le rseau fonctionne en flux tendus , la France peut tre amene importer de llectricitlors de pics de consommation.
Lintroduction attendue des EnR (et des VE) devrait encore accrotre la difficultdes changes. Afin datteindre les objectifs europens en matire dintgration des EnR sans compromettre le maintien dun niveau lev de qualit de fourniture dlectricit et de scurit du systme lectrique, il est ncessaire de tenter doptimiser les flux.
Recherche de technologies de stockage de grande
chelle (ex : STEP, CAES, stockage mcanique par
volant dinertie)
Monte en puissance du concept de Smart Grid
Intgre dans une rflexion plus globale

Vers des rseaux intelligents ( Smart Grid )
Les estimations sur le potentiel du march Smart Grid semblent trs prometteuses : selon le cabinet Pike Research, le march mondial pourrait reprsenter 200 milliards de dollars dans les cinq prochaines annes.
Dfinition : mise en place dun ensemble de technologies visant une optimisation de la distribution dlectricit, du producteur au consommateur, et une meilleure adquation entre offre et demande.
Le stockage de lnergie constitue lune des composantes cls du Smart Grid car il permet :
- une intgration facilite des EnR (faire tampon pour injecter de llectricit dans le rseau de manire plus rgulire),
- un effacement des pics de production (limiter le recours aux centrales thermiques),- de disposer de rserves dlectricit lors de coupures.

Principaux axes dintervention possibles pour tendr e vers lobjectif Smart Grid
Vers des rseaux intelligents ( Smart Grid )

Le vhicule lectrique travers la filire batterie
Un contexte conomique indit : des facteurs de remise en question du vhicule combustion interne
Un engagement volontariste de la France : souhait du gouvernement franais de faire merger une offre industrielle et de lever les obstacles du VE (mise en place du plan national pour le dveloppement des vhicules lectriques et hybrides rechargeables)
Un calendrier toff de lancement de modles lectriques et une agitation mdiatique autour du VE
Des alliances stratgiques autour de la batterie : rapprochements constructeurs automobiles / fabricants de batterie, quipementiers ou sous-traitants automobiles / fabricants de batterie, arrive de nouveaux constructeurs automobiles
Les signaux forts
Exemples de rapprochements :

Les dfis technologiques de la batterie : la batterie lithium ion est actuellement la technologie la plus probable pour le vhicule lectrique. Toutefois, de nombreux dfis restent relever pour rendre possible un dploiement massif du VE : - amlioration de la densit nergtique / dure de vie des batteries- rduction des cots- renforcement de la scurit : dispositifs de contrle lectronique, conception des cellules etc.- diminution du temps de charge des batteries, - approvisionnement de matires premires- organisation du recyclage
Ncessit dune intgration efficace au rseau lectrique
Des stratgies industrielles affirmer : une comptence industrielle franaise limite sur les diffrentes briques technologiques du VE / VHR (systme de stockage, lectronique, moteur lectrique)
De nouveaux usages imposer et des infrastructures dvelopper
Des incertitudes sur la pntration du VE au march (et les futurs modles daffaires)
mais des incertitudes dordres technologiques et conomiques lever

Source : Socits
Des prvisions qui varient selon les sources et qui dpendent trs largement des prises de positions stratgiques de chaque constructeur en termes de motorisation alternative.
La France vise deux millions de VE et VHR lhorizon 2020, avec lobjectif de 100 000 VE achets dici 2015.
En tout tat de cause, le march du VE devrait dabord se cantonner au marchs des courtes distances, dans les zones urbaines ou pri-urbaines et se dployer dans un premier temps auprs des flottes captives.
Perspectives de march : les prvisions de pntrati on du march du vhicule lectrique
Parts de march mondial du vhicule lectrique estimes par les constructeurs lhorizon 2020

Source : SIA Conseil / UFE 2009
Une analyse SIA Conseil/Union Franaise de lElectricit a mis deux hypothses prvisionnelles de pntration des vhicules lectriques et hybrides rechargeables : lhypothse basse se porte 920 000 vhicules lhorizon 2020 et lhypothse haute 1 448 000 vhicules.
Perspectives de march : hypothses de pntration d es vhicules lectrique et hybrides rechargeables lhorizon 202 0
Evolution prvisionnelle du parc de vhicules lectriques et hybrides rechargeables lhorizon 20 20

Le fonctionnement du VE repose sur la batterie et le moteur lectrique, ses composants sont principalement lectroniques : disparition de nombreux sous-systmes traditionnels au vhicule thermique (organes de transmission, organes du circuit carburants, certains composants moteur etc.) jusque l parfaitement matriss par les quipementiers et constructeurs automobiles
Lintgration dun systme batterie, composant nouveau et stratgique sur lequel les constructeurs et quipementiers automobiles possdent peu dexpertise, vient bouleverser la chane de valeur automobile : quel niveau se positionneront les constructeurs?
Vers une transformation de la chane de valeur auto mobile
Chane de valeur classique de la fabrication dun v hicule thermique
Potentielle chane de valeur de la fabrication du V EServices associs : prestations de
service destination du VE (infrastructures de recharge des batteries, services de location de
batteries
Alliances stratgiques autour de la batterie, arrive de nouveaux constructeurs automobiles, nouveaux acteurs du service

Une voiture servicielle : - le vhicule lectrique engendrera aussi une rupture comportementale dutilisation de lobjet automobile- vers une conomie de fonctionnalit en substituant la vente dun service de mobilit la vente de la proprit dun vhicule= dveloppement de nouveau

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