(Encadrant : Laurent Cornaggia (MINES Centre PERSEE - RTE))
Avec le développement des énergies renouvelables, le stockage d’électricité s’impose comme incontournable pour respecter les accords de Paris dans le monde mais aussi en France dans la perspective d’un mix électrique qui ne sera pas entièrement nucléaire et donc soumis à des besoins de flexibilités non négligeables.
Toutefois, les coûts des technologies de stockage ne sont pas toujours compensées par les valeurs qu’elles apportent au système, et toutes les technologies de stockage ne sont pas forcément pertinentes. Par ailleurs, un stockage d’électricité a plusieurs façon de créer de la valeur, par exemple :
En participant aux marchés de l’électricité : En achetant (quand les prix sont bas) et vendant (quand les prix sont hauts) de l’électricité
En participant aux marchés de réserve : Mise à disposition d’une partie de la capacité de la batterie pour réguler les variations sur le réseau
En participant au marché de capacité : Rémunération pour une certification d’une capacité installée
Aujourd’hui, beaucoup de technologies de stockage sont mises en avant, et il est difficile de savoir lesquelles sont les plus intéressantes économiquement. Ainsi, l’étude de la pertinence des différents types de stockage d’électricité est fondamentale pour les pouvoirs publics qui doivent choisir quelles technologies subventionner afin de baisser les coûts de production ou pour assurer l’émergence d’acteurs économiques.
L’exercice qui vous est proposé dans ce mini-projet vise à se placer dans la peau d’un investisseur qui souhaiterait investir dans un stockage d’électricité, et qui souhaiterait analyser les facteurs qui assurent la rentabilité d’un tel investissement. Il est proposé de séparer le travail en trois temps :
Essayer de modéliser techno-économiquement un stockage d’électricité générique : trouver les paramètres qui le caractérisent, et essayer de créer un modèle via un script Python ou en Excel qui permet de calculer la Valeur Actualisée Nette d’un tel projet.
Une fois le modèle construit, le remplir avec des données les plus réalistes possibles (dans le contexte Français) afin d’évaluer la rentabilité de différentes technologies de stockage d’électricité.
Faire des analyses de sensibilité ou d’autres techniques statistiques sur les paramètres incertains afin de déterminer quels sont les facteurs majeurs qui assurent la rentabilité d’un stockage d’électricité, et les expliquer qualitativement.
Il est attendu des étudiants qu’ils construisent un modèle d’optimisation linéaire (en utilisant le Solveur d’Excel ou Python) avec un fonctionnement au pas de temps horaire, à minima pour une rémunération basée sur les prix de l’électricité. Si le groupe avance rapidement, les revenus des marchés de réserve et de capacité pourraient être ajoutés au modèle.
Un certain nombre de données utiles est fourni ci-dessous, mais les étudiants sont libres de les compléter ou de les remplacer par des données plus pertinentes ou plus pratiques. Pour envisager des données dans le futur (typiquement prix de l’électricité), les étudiants sont libres de proposer les évolutions qui leur semblent intéressantes.
Les “Principaux résultats” de l’étude “Futurs énergétiques 2050” de RTE : afin d’avoir une idée de la place des stockages d’électricité en fonction des futurs énergétiques possibles
Une étude du futur des stockages d’électricité en France s’intéressant à la valorisation de nouveaux stockages à la marge des scénarios de RTE : PEPS5.
Une page de RTE décrivant les différentes valorisations possible pour un stockage d’électricité Valoriser vos moyens de stockage dans le système électrique - RTE Portail Services (services-rte.com)
| Une page de la CRE décrivant qu’est ce que la réserve : [Services système et mécanisme d’ajustement | CRE](https://www.cre.fr/electricite/reseaux-delectricite/services-systeme-et-mecanisme-dajustement.html) |
Un exemple de script d’optimisation de batterie : [ici)(https://github.com/romilandc/Battery-Storage-Optimization-Strategy)
Historique des prix de l’électricité et de la réserve primaire : https://transparency.entsoe.eu/
Données technico-économiques sur les différents stockages d’électricité :
En France (2022): PEPS5 Fiches Technologiques & Tableau 7 de FE2050 _Rapport complet_ANNEXES.pdf (rte-france.com)
Aux Etats-Unis (2024): Lazards LCOE+