Observatoire mondial des marchés de l’énergie : la transition énergétique

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Comment les batteries lithium-ion et la modernisation du réseau peuvent accélérer le programme de transformation des acteurs de l’énergie

La transition énergétique (le processus de passage d’un système d’énergie fossile à des sources d’énergie renouvelables) est généralement considérée sous l’angle de la production. S’il est vrai que l’augmentation de la part des sources d’énergie verte dans le mix électrique est un facteur essentiel pour atteindre les objectifs énergétiques à long terme, les objectifs à court et à moyen terme seront atteints en grande partie grâce à une gestion plus efficace de l’approvisionnement énergétique existant.

Cette année dans notre rapport annuel de l’Observatoire mondial des marchés de l’énergie (WEMO), qui couvre les principaux indicateurs des marchés de l’électricité et du gaz dans le monde, nous nous sommes focalisés davantage sur la transformation des marchés de l’énergie. Explorant les multiples facettes de la transition énergétique y compris la mise à niveau des infrastructures, l’amélioration des systèmes et les autres technologies qui peuvent accroître son efficacité. Nous étudions ici deux des facteurs les plus indispensables à la transition énergétique : les batteries et la modernisation du réseau.

Les batteries : un élément essentiel de la stratégie de transition énergétique

Notre étude indique que les énergies renouvelables représenteront près de la moitié du mix européen de production d’électricité d’ici à 2025. Afin de gérer cette augmentation de l’alimentation provenant de sources intermittentes, les acteurs de l’énergie devront augmenter l’utilisation des batteries pour capter et stocker l’énergie afin de maintenir la fiabilité du réseau et la sécurité de l’approvisionnement.

La bonne nouvelle, c’est que le coût des batteries a chuté de près d’un cinquième (19 %) au cours de la dernière décennie. De plus, la production de batteries Li-ion, qui avait été majoritairement délocalisée sur les marchés asiatiques, se répand maintenant dans le monde entier. Au moment de la publication, 115 usines géantes étaient prévues dans le monde, ce qui fournirait 2 632 GWh de capacité additionnelle d’ici à 2028, de quoi alimenter 40 millions de véhicules électriques. Alors que la Chine reste en tête de la production avec 88 usines prévues, notre analyse indique que l’Europe va tripler sa part de marché d’usines géantes, passant de 6 pour cent en 2019 à 18 pour cent d’ici 2030.

Notre étude indique également que la supply chain des batteries est de plus en plus localisée, cette tendance s’accélérant suite aux perturbations provoquées par la crise de la COVID. Alors que l’Europe est loin d’être autosuffisante en termes de production de batteries, notre étude montre que de nombreux constructeurs automobiles régionaux prennent des mesures pour réduire leur dépendance au sein de la chaîne de valeur, de l’extraction et du traitement des matières premières à la préparation des processus de traitement nécessaires au recyclage.

Illustration 1 : capacité des « méga usines » par région

Par exemple, un nombre croissant de projets d’extraction du lithium a été lancé en Europe. Selon la Commission européenne, quatre projets d’extraction durable de lithium totalisant 2 milliards d’euros ont été financés. On estime que ces projets pourraient couvrir les quatre cinquièmes de la demande européenne en batteries au cours des cinq prochaines années. En conséquence, la chaîne d’approvisionnement de la batterie lithium-ion évoluera vers un hybride local-mondial dans la mesure où la majorité de la supply chain, y compris la production de cathodes, la finition des anodes, la fabrication des piles et des batteries, l’assemblage des véhicules électriques et le recyclage des batteries sont effectués localement.

La modernisation du réseau : maintenir la sécurité de l’approvisionnement

L’utilisation croissante des sources d’énergie renouvelables soulève également des questions importantes et urgentes sur la stabilité du réseau et la sécurité de l’approvisionnement.

Par exemple, au printemps dernier, National Grid, l’opérateur de transport du Royaume-Uni, a demandé d’urgence aux organismes de réglementation de l’énergie de débrancher les parcs solaires et éoliens. Ces sources, qui représentaient un niveau sans précédent de 40% du mix électrique à ce moment, ont été considérées comme un risque important pour la stabilité du réseau à l’approche d’un jour férié.

De même, l’État de Californie, dont les sources renouvelables couvrent un tiers de la demande, a connu des pannes d’électricité en août dernier à la suite d’une soi-disant « tempête idéale » de conditions : des températures élevées dans toute la région empêchant d’autres États de fournir de l’électricité à la Californie, une diminution de la production provenant de sources renouvelables, en particulier solaire durant la nuit, des perturbations liées aux conditions météorologiques dans les centrales à combustible fossile et, dans certains cas, des centrales mises hors ligne.

Des problèmes similaires sont également courants dans les pays en développement. Par exemple, la Chine limite occasionnellement les sources renouvelables afin d’améliorer la stabilité du réseau. Notre analyse montre que même si la fréquence de ces limitations diminue régulièrement, leur niveau actuel reste encore nettement plus élevé en 2019 qu’en 2014. La Chine vise à remédier à ce problème par l’expansion de son « super réseau » qui relierait les régions où l’énergie renouvelable est produite avec des zones qui ont besoin d’approvisionnement grâce à une série de lignes électriques à très haute tension, tout en prévoyant par ailleurs des pénalités pour les producteurs qui ne parviennent pas à équilibrer la production et/ou à prédire les volumes.

Alors que de nombreux pays et de régions sont confrontés à des problèmes de sécurité d’approvisionnement, le rapport WEMO de cette année identifie plusieurs façons dont les acteurs de l’énergie peuvent moderniser leur réseau.

Nos recommandations sont les suivantes :

  • Construire de nouvelles lignes de transport, renforcer les lignes existantes et mettre en œuvre le réseau intelligent à l’échelle pour améliorer l’efficacité et réduire les risques,
  • Maintenir une production programmable pour soutenir et faire face à la charge et à la demande,
  • Encourager les fournisseurs à prévoir avec exactitude la production intermittente,
  • Augmenter les options de stockage, y compris l’utilisation de batteries lithium-ion,
  • Développer la gestion et la flexibilité de la rémunération en fonction de la demande, en particulier auprès des clients industriels,
  • Faire évoluer les règles de limitation pour encourager une production saine d’électricité, et
  • Étendre le rôle DSO à la gestion de l’équilibre local grâce aux données, à l’analyse et à l’automatisation intelligente.

Pour déterminer laquelle de ces solutions aidera votre entreprise à accélérer et à améliorer ses efforts de transition énergétique, veuillez téléchargez un exemplaire de la 22ème édition de l’Observatoire mondial des marchés de l’énergie et contactez les auteurs de notre rapport dès aujourd’hui.

Le point de vue de nos experts Capgemini :

Alexandra Bonanni, Head of Capgemini Group Intelligence Lab “Energy Strategy Lab”
Ozlem Bozyurt, Managing Consultant, Capgemini Invent
Philippe Vié, Global Head of Energy & Utilities Sector

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WEMO Energy Transition

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