La saturation des marchés de réponse en fréquence fait que le Balancing Mechanism prend rapidement de l’importance pour le stockage d’énergie par batterie. Cependant, une faible utilisation et des taux de saut relativement élevés ont freiné le potentiel des batteries dans ce service. National Grid ESO cherche activement à améliorer cela – notamment via sa future Open Balancing Platform.

Mais même si les batteries sont sollicitées plus souvent dans le Balancing Mechanism, quelle est la profondeur réelle de ce marché ? Et, alors que la capacité de stockage par batterie doit croître significativement, existe-t-il un risque de saturation ?

Il existe de nombreuses façons de calculer la profondeur du Balancing Mechanism. Dans cet article, nous en explorons une : la quantité d’énergie appelée, aussi bien en Bid qu’en Offer.

Le Balancing Mechanism appelle en moyenne 3 GW de puissance en continu

La salle de contrôle mobilise en permanence des Bids et des Offers tout au long de la journée. L’énergie requise à un instant donné, et sa direction, sont très volatiles – et dépendent des conditions du système. Sur une période suffisamment longue, cette volatilité a tendance à s’atténuer.

Au cours des douze derniers mois, la salle de contrôle a mobilisé en moyenne 71 GWh d’énergie par jour via le Balancing Mechanism, en cumulant Bids et Offers.

En termes de puissance, cela équivaut à 1,5 GW de puissance appelée en continu dans chaque sens (soit 3 GW au total).

Les actions signalées par le système ont représenté 39 % de l’énergie appelée via le Balancing Mechanism sur les 12 derniers mois. Toutefois, ces actions ne sont pas toujours accessibles à toutes les batteries, pour des raisons de localisation et/ou techniques. Les actions signalées système pour les batteries restent rares aujourd’hui (l’exemple du site Whitelee étant une exception notable).

En ne considérant que les actions non signalées par le système, un peu moins de 2 GW sont appelés en continu, tous sens confondus.

Le stockage par batterie ne capte actuellement qu’une petite partie de ce volume

Au sein des actions non signalées système, les batteries font face à d’autres limitations. Par exemple, actuellement, les batteries dans le Balancing Mechanism sont effectivement limitées à des appels de 15 minutes ou moins. Pour en savoir plus, cliquez ici.

Cette limitation signifie que les batteries ne peuvent actuellement prétendre qu’à 24 % du volume non signalé système dans le Balancing Mechanism.

Cela représente en moyenne un peu moins de 11 GWh d’énergie totale appelée chaque jour sur ce segment, soit une puissance continue de 440 MW, tous sens confondus.

Le parc de batteries doit encore fortement croître pour couvrir ce volume dans le Balancing Mechanism

La capacité totale de stockage par batterie en Grande-Bretagne s’élève aujourd’hui à 2,9 GW / 3,5 GWh. Les 2,9 GW de capacité dépassent largement les 440 MW requis par le Balancing Mechanism. Cependant, l’appel d’énergie en continu signifie que le stockage par batterie doit encore progresser avant de pouvoir répondre pleinement à ce volume.

Un volume quotidien de 10,5 GWh nécessiterait plus de 5 GW de batteries d’une heure cyclant deux fois par jour – pour couvrir intégralement cette partie des actions du Balancing Mechanism.

Ainsi, même si National Grid ESO parvient à améliorer l’utilisation des batteries dans le Balancing Mechanism, il reste beaucoup de marge de croissance avant que les batteries ne saturent ce besoin.

Mais quelles sont les technologies qui assurent actuellement ces appels ? Et que faudrait-il aux batteries pour les remplacer ?

Le stockage par batterie doit surpasser les CCGT et le stockage par pompage

Actuellement, les turbines à gaz à cycle combiné (CCGT) dominent une grande partie du Balancing Mechanism – et cela reste vrai même en se concentrant sur les actions accessibles aux batteries (actions non signalées système, de 15 minutes ou moins). Le stockage par pompage représente aussi une part importante de ce volume.

• Les CCGT ont assuré 72 % de ce volume sur les douze derniers mois.
• Le stockage par pompage en a couvert 18 % supplémentaires.

Pour que les batteries augmentent leur part de marché dans le Balancing Mechanism, elles devront surpasser ces deux technologies.

Au final, cela nécessitera que le stockage par batterie propose des prix plus avantageux à la salle de contrôle. Actuellement, les batteries se positionnent entre les CCGT et le stockage par pompage en termes de prix.

• Le stockage par pompage bénéficie d’une prime aussi bien pour les Bids que pour les Offers, par rapport aux batteries et aux CCGT.
• Les batteries et les CCGT reçoivent généralement des prix similaires – même si les batteries bénéficient en moyenne d’une légère prime.
• Globalement, les prix du Balancing Mechanism ont baissé au cours des douze derniers mois, en lien avec la baisse des prix du gaz. Les écarts Bid-Offer ont également diminué sur cette période.

Des améliorations en salle de contrôle devraient permettre au stockage par batterie de commencer à remplacer le stockage par pompage

Le stockage par pompage représente en moyenne 2 GWh d’énergie par jour, sur ce segment potentiellement favorable aux batteries du Balancing Mechanism. C’est environ six fois le volume de stockage par batterie mobilisé en août en moyenne. Et ce volume de stockage par pompage est généralement appelé à des prix plus élevés que ceux reçus par les batteries.

Cela s’explique probablement par des raisons techniques. Le stockage par pompage offre une réponse rapide similaire à celle des batteries – mais peut être mobilisé en volumes bien plus importants, ce qui est actuellement plus facile à gérer pour la salle de contrôle.

Cependant, si les taux de saut des batteries peuvent être améliorés, elles devraient commencer à concurrencer le stockage par pompage sur ce segment.

Remplacer les CCGT nécessitera des prix plus compétitifs

Les CCGT représentent 7,5 GWh d’énergie appelée chaque jour dans le Balancing Mechanism (toujours en se concentrant sur les actions non signalées système de 15 minutes ou moins).

En moyenne, sur les douze derniers mois, les CCGT ont reçu des prix 6 % inférieurs à ceux des batteries pour les Offers, et 19 % supérieurs pour les Bids. Résultat : leur spread de prix est 14 % inférieur à celui actuellement perçu par les batteries.

Pour que le stockage par batterie puisse concurrencer les CCGT sur ce volume, il devra être plus compétitif sur les prix. Cela pourrait signifier accepter 14 % de valeur en moins par cycle dans le Balancing Mechanism.

Un volume bien plus important reste accessible au stockage par batterie à terme

Si le stockage par batterie parvient à fournir efficacement le volume d’appels de plus de 15 minutes actuellement, cela ouvrirait les 76 % restants de la capacité énergétique requise pour les actions non signalées système. Cela représente en moyenne 33 GWh d’énergie par jour, soit 1,4 GW de puissance continue totale sur les Bids et Offers.

Sur ce segment, les batteries seraient principalement en concurrence avec les CCGT. Là encore, elles devront probablement réduire leur spread Bid-Offer pour rester compétitives.

Les actions signalées système représentent le reste du volume du Balancing Mechanism. Elles sont moins régulières, car elles répondent à des problèmes spécifiques sur le réseau. Certains jours (ou même mois) peuvent donc voir très peu, voire aucune action de ce type.

Une part importante des Bids signalés système provient de contraintes sur l’éolien en Écosse. La capacité de stockage par batterie devrait fortement augmenter en Écosse. Cela est en partie lié à l’espoir de pouvoir, à terme, réduire le curtailment éolien en stockant cette énergie.

La saturation du stockage par batterie dans le Balancing Mechanism est encore loin – si les taux de saut s’améliorent

Les batteries ont déjà prouvé qu’elles pouvaient surpasser le stockage par pompage et les CCGT sur les prix. La Firm Frequency Response était principalement assurée par ces deux technologies avant l’essor du stockage par batterie. Les batteries ont finalement évincé ces technologies du marché – tout en faisant baisser les prix.

Si le stockage par batterie est utilisé à son plein potentiel, il ne serait pas surprenant de voir ce scénario se reproduire dans le Balancing Mechanism. Mais, vu l’ampleur de l’énergie appelée aujourd’hui, cela ne devrait pas arriver de sitôt.

En résumé, les chiffres montrent que le Balancing Mechanism peut constituer un marché extrêmement profond pour le stockage par batterie. Il devrait même devenir encore plus vaste à mesure que la capacité renouvelable augmente. Tout cela dépend toutefois de la capacité de National Grid ESO à réduire efficacement les taux de saut pour les batteries dans le Balancing Mechanism.

Note : certains chiffres de cet article ont été modifiés après publication.