Cet article est le premier d'unesérie de sept articles publiés sur le site et consacrés aux systèmes de stockage de l'énergie. Nous y examinons les questions que nous devrions poser, les hypothèses que nous devrions valider et les éléments que nous devrions surveiller pour garantir le succès du déploiement de cette nouvelle classe d'actifs importante.
2020 a été le point de basculement du stockage de l'énergie en tant que classe d'actifs viable sur le réseau électrique. L'acceptation du marché a atteint un point d'inflexion important alors que l'innovation technique progressait, que les prix baissaient et que la dynamique de décarbonisation du secteur de l'électricité s'intensifiait.
Mais le stockage de l'énergie en tant que catégorie d'actifs est encore immature et dispose de peu d'expérience en matière d'exploitation commerciale pour valider les modèles financiers et justifier les rendements escomptés par les investisseurs. Tout comme la classe d'actifs de l'énergie solaire et éolienne avant elle, nous avons beaucoup à apprendre sur la fiabilité réelle, les exigences de maintenance et l'économie du cycle de vie des systèmes de stockage de l'énergie.
Cette nouvelle série d'articles sur le stockage de l'énergie explorera les questions que nous devrions poser, les hypothèses que nous devrions valider et les éléments que nous devrions surveiller pour assurer le déploiement réussi de cette nouvelle classe d'actifs importante qui participe au réseau électrique mondial.
Tout au long de cette série, j'intégrerai les points de vue des responsables des opérations et de la gestion des actifs dans l'industrie. Et, bien que les articles se concentrent spécifiquement sur les systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS), de nombreux principes s'appliquent à d'autres technologies émergentes de stockage d'énergie.
Il existe deux principaux modèles commerciaux de mise sur le marché pour le marché américain des BESS, chacun ayant ses propres moteurs et exigences techniques :
Dans le cadre du déploiement autonome du stockage d'énergie, l'unité BESS elle-même est contractée pour fournir une capacité et/ou des services auxiliaires à un fournisseur. Ce type de déploiement vise généralement à répondre aux besoins d'adéquation des ressources d'un service public.
L'adéquation des ressources, comme son nom l'indique, est une construction réglementaire visant à garantir une marge de réserve électrique suffisante pour fournir de l'électricité en toute sécurité pendant les pics de demande. Les programmes d'adéquation des ressources sont généralement proposés sous la forme d'un contrat de capacité avec un service public pour fournir de l'énergie pendant les périodes de pointe de la demande ou lorsque les ressources intermittentes, telles que le solaire et l'éolien, diminuent.
Dans le cas d'un déploiement autonome, le système BESS ne fait pas partie d'un schéma global de déploiement solaire-plus-stockage ou éolien-plus-stockage. En règle générale, les tâches de gestion opérationnelle liées aux déploiements autonomes sont moins complexes que pour les systèmes hybrides.
Dans le déploiement hybride, le BESS fait partie d'une installation solaire ou éolienne connectée au réseau. En fonction des exigences d'interconnexion et de la stratégie du propriétaire, le BESS peut être couplé en courant continu ou en courant alternatif à la centrale électrique primaire.
Comme vous pouvez l'imaginer, le stockage de l'énergie associé à une centrale éolienne ou solaire rend plus complexes les fonctions de gestion des actifs et d'exploitation et de maintenance de la centrale en raison de l'option de marché que le système de stockage ajoute à l'installation, ainsi que des différentes exigences en matière de surveillance et de maintenance qu'un système intégré apporte à l'installation.
Par exemple, la fréquence d'entretien du système de stockage peut ne pas coïncider avec les intervalles d'entretien de l'équipement solaire. Des questions telles que la possibilité et la manière de regrouper au mieux les tâches d'entretien de l'énergie solaire et du système de stockage sont encore en cours de réponse.
Il existe de nombreux acteurs sur le marché du stockage de l'énergie. Pour les besoins de cette série d'articles, nous nous concentrerons sur ceux décrits ci-dessous.
Gestionnaires d'actifs: Les gestionnaires d'actifs, qu'ils fassent partie de l'équipe interne du propriétaire ou qu'ils soient sous contrat, sont chargés de superviser la répartition économique des systèmes de stockage, de gérer les travaux de service sur le terrain de l'entreprise d'exploitation et de maintenance, ainsi que de caractériser et de gérer le risque opérationnel. Les gestionnaires d'actifs ont besoin d'une transparence totale en ce qui concerne le déploiement commercial et les opérations du système de stockage d'énergie.
Opérateurs: Le contractant O&M, ou opérateur, est responsable de la surveillance et de l'entretien en toute sécurité de l'équipement du système de stockage d'énergie. L'ensemble des compétences requises pour exploiter et entretenir les équipements d'exploitation de l'énergie solaire et éolienne est facilement adaptable à l'entretien d'un système de stockage d'énergie. Les opérateurs ne sont généralement pas responsables du déploiement commercial (programmation) du système de stockage d'énergie sur le réseau, bien qu'ils aient besoin de connaître les programmes de distribution passés et à venir de l'équipement pour planifier leur travail et surveiller la garantie. Les prestataires de services d'exploitation et de maintenance doivent connaître l'état de fonctionnement de l'équipement et être en mesure de répondre aux alertes et d'assurer la maintenance de l'équipement en toute sécurité.
Coordinateurs de programmation: Les entités de programmation qualifiées (QSE), ou coordinateurs de programmation, soumettent des offres pour le compte des propriétaires de systèmes de stockage d'énergie. Les QSE soumettent des offres de vente et/ou des offres d'achat d'énergie sur le marché Day-Ahead et le marché Real-Time. Les QSE fournissent généralement des services de négociation et de coordination des horaires pour diverses catégories d'actifs de production d'électricité et peuvent être des services publics d'électricité. Les QSE ont besoin de mises à jour périodiques de leurs hypothèses de répartition pour s'assurer que le coût réel du cycle de l'actif est correctement reflété dans leurs modèles.
Off-Takers: Les acheteurs de l'énergie et des services auxiliaires fournis par les actifs BESS sont généralement des services publics d'électricité par le biais d'un contrat RA ou d'un accord d'achat d'électricité (AAE). Les off-takers peuvent avoir un contrôle opérationnel direct de l'actif de stockage d'énergie et être en mesure d'effectuer des cycles de décharge sur l'actif pour répondre aux exigences économiques ou de contrôle opérationnel.
Intégrateurs de systèmes et fabricants: Les fabricants d'équipements BESS fournissent les modules de batterie et d'autres composants que les intégrateurs de systèmes regroupent en un système de stockage d'énergie complet. Cela comprend la batterie et les systèmes de gestion de l'énergie, l'équipement de contrôle de l'environnement et d'autres systèmes auxiliaires.
Propriétaires: Le propriétaire réel de l'actif et le bénéficiaire économique des revenus des contrats de capacité, d'énergie et de services auxiliaires. Les propriétaires ont besoin de savoir que leur investissement est correctement contrôlé, entretenu et exploité, et qu'ils reçoivent un rendement optimal pour l'utilisation de leur investissement.
En raison du peu d'expérience de cette nouvelle classe d'actifs, les modèles financiers intègrent de nombreux paramètres et hypothèses qui ne s'appuient pas sur une expérience d'exploitation historique. Ce manque de données et de transparence entraîne des risques opérationnels et économiques pour les parties prenantes.
Lorsque les premières éoliennes modernes sont apparues sur le marché il y a quelques décennies, qui aurait pu imaginer la fréquence des pannes de boîtes de vitesses dans l'ensemble de l'industrie ? Et qui aurait pu prédire que la quasi-totalité des fabricants de modules solaires et d'onduleurs d'il y a vingt ans auraient fermé leurs usines d'ici à 2021 ?
Nous ne savons pas quel sera le talon d'Achille du segment de marché des BESS - ni même s'il y en aura un. Ce que nous pouvons supposer avec certitude, cependant, c'est que certaines hypothèses du modèle de stockage de l'énergie s'avéreront inexactes et entraîneront des pertes économiques pour certaines parties prenantes.
Les discussions que j'ai eues avec des experts du secteur m'ont permis de constater que les conditions de garantie, d'entretien et de performance varient considérablement d'un fournisseur de système à l'autre pour une technologie essentiellement identique. La variabilité des cycles de charge à vie, des coûts de maintenance et des taux de défaillance des équipements proposés par les fabricants montre qu'il reste encore beaucoup d'inconnues pour cette catégorie d'actifs. Les opérateurs et les gestionnaires d'actifs des systèmes de stockage d'énergie doivent combler ces lacunes d'information si l'on veut que cette nouvelle classe d'actifs énergétiques soit déployée avec succès sur le marché.
Dans cette série d'articles, je parlerai avec les experts des outils et des informations qu'ils recherchent pour gérer et optimiser l'utilisation de cet actif. Les systèmes de stockage d'énergie sont rapidement déployés sur le marché et le besoin de systèmes d'exploitation et d'aide à la décision de niveau industriel augmente.
J'espère que cette série d'articles contribuera à mettre en lumière ce besoin et à proposer des solutions potentielles. J'attends avec impatience vos réflexions et vos idées.
Steve Hanawalt est vice-président exécutif et cofondateur de Power Factors. Pour plus d'articles comme celui-ci, suivez-le sur LinkedIn ou consultez le reste de notre blog.