Le système énergétique mondial connaît une profonde transformation. Ce qui n’était au départ qu’une transition progressive vers une énergie plus propre est devenu une reconfiguration structurelle de la manière dont l’électricité est produite, transportée et consommée. Nous pensons que la combinaison de la production renouvelable et du stockage d’énergie est en passe de transformer les marchés mondiaux de l’électricité.
Bien que les batteries existent depuis plus de deux siècles, leur importance dans les systèmes énergétiques modernes a considérablement augmenté. Les projets solaires avec stockage à grande échelle peuvent généralement être réalisés en deux à trois ans, bien plus rapidement que les nouvelles centrales à gaz, souvent confrontées à de longs processus d’approvisionnement et d’autorisation. Ce délai de développement plus court est particulièrement précieux dans les marchés où le besoin de capacités de production supplémentaires est urgent. Les coûts des systèmes clé en main1 sont aujourd’hui bien inférieurs à ceux d’il y a quelques années et devraient continuer de baisser. Combinés aux innovations technologiques et aux économies d’échelle, des coûts plus bas ont rendu les systèmes de stockage d’énergie (ESS) commercialement viables (voir graphique 1).
Les projets de stockage par batteries à grande échelle peuvent désormais générer des rendements qui les rendent financièrement attractifs pour les investisseurs. Leur viabilité économique est soutenue par l’élargissement des spreads intrajournaliers des prix de l’électricité et par un éventail plus large de sources de revenus. Celles-ci comprennent non seulement les contrats d’achat d’électricité traditionnels, mais aussi l’arbitrage, les services de soutien au réseau (services système) et les marchés de capacité.
Les énergies renouvelables ont une limite bien connue : la production d’électricité dépend des conditions météorologiques et de l’heure de la journée. Le stockage par batterie répond de plus en plus à ce défi en rendant l’électricité renouvelable disponible au moment où elle est nécessaire, et non plus seulement au moment où elle est produite. L’électricité renouvelable peut ainsi être plus largement mobilisée à la demande et, dans certains cas, fournir une électricité qui se rapproche de la charge de base2.
Les systèmes de stockage déplacent l’électricité des périodes de production excédentaire vers les périodes de forte demande, ce qui contribue à stabiliser les réseaux et à fournir des capacités de réserve en cas de besoin. La production renouvelable devient ainsi plus prévisible et gagne en valeur au sein du système électrique. Dans plusieurs marchés, les systèmes associant solaire et stockage peuvent déjà couvrir une part substantielle de la demande d’électricité continue à des coûts compétitifs par rapport aux centrales à gaz.
L'implantation conjointe du stockage et des énergies renouvelables a ces avantages : l’efficacité s’améliore (p. ex. infrastructure de réseau partagée et économies d’ingénierie, d’approvisionnement et de construction) et de nouvelles sources de revenus se débloquent via l’arbitrage, les services au réseau ou les paiements de capacité, ce qui peut rendre les projets plus bancables et plus attractifs pour les prêteurs.
Les centres de données illustrent parfaitement pourquoi une énergie renouvelable fiable devient plus importante (voir graphique 2). Leur demande d’électricité croît rapidement et une alimentation électrique ininterrompue est essentielle à leur fonctionnement.
Selon BloombergNEF (BNEF), les systèmes associant solaire et stockage peuvent déjà fournir environ 70 pour cent de l’électricité de base requise par les centres de données dans plusieurs marchés, à des coûts compétitifs par rapport aux turbines à gaz à cycle combiné. Il s’agit d’un seuil significatif, car les centres de données dépendent d’une alimentation électrique continue et de haute qualité.
La viabilité économique est particulièrement attractive dans les régions bénéficiant de ressources solaires abondantes ou de prix du gaz élevés, comme l’Espagne, l’Inde et certaines parties du Moyen-Orient. En Espagne, par exemple, le solaire plus stockage peut couvrir une grande part de la demande de base à un coût actualisé de l'électricité nettement inférieur à celui de la production à partir de gaz.
Du point de vue du système, le stockage permet d’aligner la production solaire sur les profils de demande, en transformant la production diurne en approvisionnement pilotable pour les pics du soir ou la consommation continue. Cette flexibilité est particulièrement précieuse pour les centres de données, où même de brèves interruptions ou fluctuations de l’alimentation électrique peuvent entraîner des coûts économiques significatifs.
Ce cas illustre toutefois aussi les contraintes actuelles. Atteindre des niveaux plus élevés de couverture de la charge de base exige généralement un surdimensionnement3 de la production solaire comme de la capacité de stockage, ce qui accroît l’utilisation des sols et les besoins initiaux en capital, surtout dans les régions moins ensoleillées.
Néanmoins, la direction semble claire : le solaire plus stockage devient rapidement une alternative viable au gaz pour alimenter les infrastructures numériques de nouvelle génération, et un levier clé de la décarbonation de l’une des sources de demande d’électricité qui croissent le plus vite.
Les développements géopolitiques récents ont attiré l’attention sur l’importance de l’indépendance énergétique4. Les pays fortement dépendants des énergies fossiles importées sont exposés aux ruptures d’approvisionnement et à la volatilité des prix de l’énergie. Les renouvelables associées au stockage adoptent une approche différente. Une fois installés, ces systèmes produisent de l’électricité principalement à partir de ressources nationales et ne nécessitent guère d’apport continu en combustible, ce qui réduit l’exposition aux marchés mondiaux des matières premières et peut renforcer la sécurité énergétique à long terme. Les périodes de prix élevés des énergies fossiles renforcent également les arguments en faveur de la production renouvelable associée au stockage.
Outre l’intermittence, l’un des défis les plus pressants de la transition énergétique est la capacité du réseau5. Dans de nombreuses régions, le vieillissement des infrastructures et la congestion croissante6 limitent l’intégration de nouveaux projets renouvelables. Le stockage par batterie peut aider à relever ces défis en agissant comme un actif du réseau flexible et décentralisé. Il peut absorber l’électricité excédentaire, injecter de la puissance lors des pics de demande et fonctionner de fait comme une « ligne de transport virtuelle » contribuant à réduire la congestion. Les gestionnaires de réseau peuvent ainsi mieux utiliser les infrastructures existantes tout en réduisant le besoin d’extensions de réseau coûteuses et longues. Le stockage peut aussi réduire l’écrêtement de la production des renouvelables et prolonger la durée de vie des actifs de réseau. Dans les marchés où l’accès au réseau devient un goulet d’étranglement, le stockage devrait devenir de plus en plus indispensable pour débloquer de nouvelles capacités.
Les perspectives du stockage d’énergie restent convaincantes (voir graphique 3), mais elles s’accompagnent de défis, notamment au sein de la chaîne d’approvisionnement des batteries. La production de batteries couvre un large éventail de secteurs, dont les mines, la chimie, les semi-conducteurs et les équipements.
Les minéraux critiques comme le lithium, le nickel et le cobalt représentent plus de la moitié des coûts de production des batteries, et leurs prix peuvent fortement fluctuer – souvent plus que les prix du pétrole. En outre, le raffinage et la transformation sont très concentrés, la Chine étant leader dans la production de matériaux clés pour batteries et de composants de cellules. Cela crée des risques à la fois économiques et géopolitiques, d’autant que la demande mondiale de batteries augmente. Des efforts considérables sont toutefois en cours pour diversifier les chaînes d’approvisionnement, localiser la production et développer des chimies alternatives comme les batteries sodium-ion, qui reposent sur des matériaux plus abondants.
Le recyclage des batteries est un autre élément important du renforcement de la chaîne d’approvisionnement. Récupérer les matériaux clés des batteries usagées et des rebuts de fabrication peut réduire la dépendance aux matières premières primaires et améliorer la sécurité d’approvisionnement. Avec le temps, les matériaux recyclés devraient couvrir une part croissante de la demande. Cette transition introduit de fait une circularité dans la chaîne de valeur des batteries, transformant un processus gourmand en ressources en un système plus durable. Pour l’heure, le recyclage n’en est toutefois qu’à ses débuts. La plupart des batteries sont encore en service, ce qui limite la quantité de matériaux disponibles pour le recyclage, et certains procédés restent techniquement exigeants, notamment pour extraire efficacement certains matériaux. Malgré tout, les progrès des technologies de recyclage et l’augmentation des volumes traités devraient améliorer la résilience de l’approvisionnement, favoriser des coûts plus stables et réduire l’impact environnemental de la production de batteries au fil du temps.
La transition vers l’électricité renouvelable combinée au stockage d’énergie crée, selon nous, des opportunités d’investissement attractives sur l’ensemble de la chaîne de valeur. En amont, les entreprises actives dans l’extraction, la transformation et le raffinage de minéraux critiques comme le lithium, le cuivre, le nickel et les terres rares semblent bien placées pour profiter de la demande croissante d’électrification. En milieu et en aval de chaîne, les opportunités incluent les fabricants d’équipements de production de batteries, de cellules de batteries, de modules solaires, d’onduleurs et d’électronique de puissance, ainsi que les fournisseurs d’infrastructures de réseau et d’équipements de transport d’électricité. Les entreprises de services publics et les développeurs d’énergies renouvelables qui intègrent des solutions de stockage pourraient également en profiter à mesure que les systèmes électriques gagnent en flexibilité et en fiabilité. Ensemble, ces industries offrent aux investisseurs une exposition diversifiée à la croissance structurelle d’un système énergétique plus électrifié, plus sûr et bas carbone.
La combinaison des énergies renouvelables et du stockage change la manière dont les systèmes électriques fonctionnent. Ce qui servait initialement à gérer l’intermittence des énergies renouvelables contribue désormais à un éventail d’objectifs plus large, dont la décarbonation, la stabilité du réseau et la sécurité énergétique. À mesure que les systèmes électriques deviennent plus électrifiés, plus décentralisés et plus numériques, nous pensons que la combinaison des énergies renouvelables et du stockage devrait devenir non pas un simple élément de la transition énergétique, mais une épine dorsale du futur système énergétique.
1. Un système clé en main est une solution livrée entièrement construite, intégrée et prête à fonctionner : l’acheteur n’a plus qu’à « tourner la clé » pour commencer à l’utiliser.
2. La charge de base désigne le niveau continu d’électricité nécessaire pour répondre à la demande en continu, jour et nuit.
3. Construire plus de panneaux solaires et de capacité de stockage que nécessaire pour couvrir la demande moyenne d’électricité, afin que le système puisse continuer à fournir du courant lorsque la production solaire est faible, par exemple la nuit ou par temps nuageux.
4. Voir l’article https://am.vontobel.com/insights/our-world-in-flux-calls-for-energy-sovereignty
5. Voir l’article https://am.vontobel.com/en/insights/make-grids-great-again
6. Désigne la surcharge de certaines parties du réseau électrique lorsque la capacité de transport ne suffit pas à acheminer toute l’électricité produite ou devant être livrée.
