Stockage massif d’électricité

Développer et évaluer des solutions de stockage pour accompagner le développement des énergies renouvelables et renforcer la flexibilité des réseaux électriques.

Stockage massif d’électricité
Vision de la transition

Stocker l’électricité pour accompagner la transition énergétique

Le stockage d’électricité regroupe les technologies permettant de stocker l’énergie produite afin de la restituer ultérieurement en fonction des besoins du réseau. Il constitue un levier clé pour intégrer des productions renouvelables variables comme l’éolien ou le solaire et renforcer la flexibilité des systèmes électriques.

En quelques chiffres :

  • environ 5 GW de capacités de stockage massif sont aujourd'hui installés en France, principalement sous forme de STEP
  • entre 9 et 26 GW pourraient être nécessaires à horizon 2050 pour accompagner le développement des énergies renouvelables (RTE, Futurs énergétiques 2050)
  • les capacités mondiales de stockage d'électricité pourraient atteindre 600 GW d'ici 2030, soit plus de six fois leur niveau actuel (IEA)

Réseaux électriques et stockage : IFPEN classé 9e mondial pour ses innovations

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Développer les flexibilités nécessaires aux systèmes électriques

L’atteinte de la neutralité carbone à horizon 2050 repose sur le développement massif des énergies renouvelables, en particulier l’éolien et le solaire. Cette évolution accroît fortement les besoins de flexibilité du système électrique et nécessite des solutions capables de stocker et restituer l’électricité sur des durées variables, allant de quelques minutes à plusieurs heures.Il n'existe pas de solution unique : le futur des systèmes électriques reposera sur un ensemble de technologies complémentaires couvrant des besoins de stockage de courte, moyenne et longue durée.

Les principaux enjeux portent sur :

  • Le développement de capacités de stockage adaptées aux différents usages et besoins du réseau
  • La réduction des coûts et l’amélioration des rendements des technologies
  • Le passage à l’échelle industrielle des solutions de stockage

La sécurité d'approvisionnement en électricité et la robustesse des systèmes électriques face à la variabilité des énergies renouvelable.
 

IFPEN développe et évalue plusieurs technologies de stockage stationnaire afin de répondre aux besoins de flexibilité des systèmes énergétiques. Les travaux portent sur le stockage longue durée, c’est-à-dire au-delà des quelques heures couvertes par les batteries lithium-ion classiques, les performances énergétiques, l’intégration aux réseaux et le passage à l’échelle industrielle.


"The Conversation" : un article pour approfondir le sujet du stockage d'électricité

Solutions & innovations

Développer des solutions de stockage

IFPEN développe et évalue des solutions de stockage stationnaire permettant de répondre à des besoins de flexibilité variés, du stockage de quelques heures au stockage longue durée. Les travaux portent sur des technologies de stockage massif, leur intégration dans les systèmes électriques et l'évaluation de leurs performances techniques, économiques et environnementales.

Stocker l’électricité par air comprimé

Développer des solutions de stockage massif longue durée adaptées aux réseaux électriques.

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AA-CAES (Adiabatic Advanced Compressed Air Energy Storage)

  • Procédé de stockage massif d’électricité par air comprimé dans des cavités salines, avec récupération et réutilisation de la chaleur produite lors de la compression afin d’améliorer les rendements énergétiques
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I-CAES (Isothermal Compressed Air Energy Storage)

  • Procédé de stockage par air comprimé reposant sur une compression quasi-isotherme permettant de limiter les pertes thermiques et d’améliorer l’efficacité énergétique du système
  • Utilisation de cavités salines et de pipelines réaffectés pour le stockage de l’air comprimé

Applications

  • Stockage longue durée d’électricité
  • Flexibilité des réseaux électriques
  • Intégration des énergies renouvelables variables

Convertir l’électricité en chaleur stockable

Développer des solutions de stockage thermique pour les besoins longue durée.

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Batteries de Carnot (Power to Heat to Power via stockage thermique)

  • Systèmes de stockage convertissant l’électricité en chaleur, stockée puis reconvertie en électricité lors des besoins du réseau
  • Stockage thermique haute capacité pour valoriser les surplus de production renouvelable

Applications

  • Stockage thermique longue durée
  • Valorisation des surplus d’électricité renouvelable
  • Soutien à la stabilité du système électrique

Évaluer les technologies et les systèmes de stockage

Comparer les solutions et accompagner leur intégration dans les systèmes énergétiques.

Approches

  • Études technico-économiques sur les technologies de stockage longue durée (Long Duration Energy Storage – LDES)
  • Évaluation des performances, usages et modèles économiques
  • Analyse des conditions d’intégration au réseau électrique
     

Applications

  • Aide à la décision pour les acteurs publics et industriels
     
  • Planification énergétique
     
  • Structuration des filières de stockage
Impacts

Des impacts concrets pour la flexibilité des systèmes énergétiques

Climat — accélérer la décarbonation des systèmes électriques

  • Intégration massive des énergies renouvelables intermittentes
  • Réduction des émissions associées à la production électrique

Industrie — développer des solutions de stockage longue durée

  • Solutions capables d’atteindre des puissances de plusieurs centaines de MW et des capacités de plusieurs GWh
  • Durée de vie supérieure à 30 ans avec peu de contraintes liées au nombre de cycles

Filière — structurer les flexibilités du système énergétique 

  • Contribution aux réflexions sur les besoins de stockage dans la PPE
  • Participation aux dynamiques nationales sur les réseaux et flexibilités énergétiques
  • Développement de collaborations industrielles et territoriales

Économie — améliorer la compétitivité des flexibilités énergétiques

  • Faible recours aux matériaux critiques et faible empreinte au sol
  • Rendement énergétique estimé supérieur à 70 % pour certaines solutions de stockage par air comprimé
  • Solutions compétitives pour les stockages longue durée (> 4 h), là où les batteries deviennent plus coûteuses
Recherche & expertise

Une expertise scientifique pour développer le stockage stationnaire

IFPEN développe des approches de modélisation, de thermodynamique et d’analyse système pour concevoir et évaluer les technologies de stockage d’électricité et leur intégration dans les réseaux énergétiques.

Compétences scientifiques mobilisées

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Thermodynamique Physique du transfert et du transport Modélisation et simulation des systèmes  Génie énergétique= Génie chimique et génie des procédés? Science des surfaces, des interfaces et des matériaux Méthodes numériques et optimisation  Analyse des systèmes énergétiques= Analyse et caractérisation ? Évaluation des impacts environnementaux & ACV

Accéder à toutes les compétences

Infrastructures et plateformes 

  • Outils de dimensionnement intégrant les aspects technico-économiques et ajustés en fonction des cas d’usages (puissance, énergie, profils de production et consommation, services rendus au réseau)
  • Moyens d’essai et de caractérisation des Thermal Energy Storage (TES) 
  • Tenues mécaniques, vieillissement, effet thermique des TES 
  • Modélisation en mécanique des fluides et thermiques

Accéder aux infrastructures

Formation

Former les compétences des systèmes énergétiques et du stockage

Formation académique

IFP School

→ Programme Énergie et produits

Formation professionnelle

IFP Training

→ Formation ‑ Place du stockage de l'énergie dans la transition énergétique

Formation par la recherche

Thèses

Encadrement de x travaux de thèse sur le stockage d’électricité et les flexibilités énergétiques (à compléter)
→ Accéder au site des thèses

Contribution à la filière

Ingénieur spécialisé

• Diffusion des compétences en stockage stationnaire et systèmes énergétiques
• Accompagnement des professionnels dans l’adoption des nouvelles technologies énergétiques 

Utilité publique

Éclairer les trajectoires de déploiement du stockage massif d’électricité

IFPEN agit comme tiers de confiance scientifique pour accompagner les acteurs publics et industriels dans le développement des flexibilités nécessaires aux systèmes énergétiques bas-carbone.

Évaluer les besoins et les trajectoires de stockage massif

  • Études technico-économiques sur les besoins mondiaux de stockage longue durée
  • Analyses des conditions d’intégration des technologies dans les systèmes électriques
  • Contribution aux réflexions sur les flexibilités énergétiques et la PPE

Contribuer au débat public sur la transition énergétique

Organisation des Rendez-vous IFPEN de l’innovation sur le stockage massif d’électricité

Voir le Replay : RDV IFPEN | EnR, flexibilité et stockage massif d’électricité : le trio gagnant ?
 

Collaborer

Collaborer pour développer les flexibilités énergétiques

Le développement du stockage massif d’électricité repose sur des collaborations entre recherche, industrie et acteurs publics afin de qualifier les technologies, sécuriser leur passage à l’échelle et structurer les filières industrielles.

FAQ

Foire aux questions

Toutes nos questions/réponses

Nous contacter

Yannick Peysson

Yannick Peysson

Responsable des programmes "Stockage & gestion de l’énergie" et "Ressources & usages du sous-sol pour la transition énergétique"