Le stockage d'énergie par batterie est une technologie extrêmement flexible, pouvant être exploité de multiples façons. Le fonctionnement d'une batterie dépend principalement de la manière dont elle peut générer le plus de revenus et des marchés sur lesquels elle intervient.

Mais quel est le profil opérationnel du stockage d'énergie par batterie en Grande-Bretagne ? À quels moments les systèmes futurs devraient-ils charger et décharger ? Et en quoi les systèmes individuels diffèrent-ils ?

Tout d'abord, que signifie « profil opérationnel » ?

Par profil opérationnel, nous entendons la forme de la production physique d'une batterie au fil de la journée. Il peut s'agir d'une production programmée pour l'achat/vente d'énergie ou d'une réaction à des variations de fréquence sur le réseau.

Le profil opérationnel de la flotte correspond à la combinaison des productions physiques de chaque batterie individuelle.

Le marché de gros domine le profil quotidien des opérations des actifs

Les systèmes de stockage d'énergie par batterie en Grande-Bretagne opèrent généralement sur trois principaux marchés : la réponse en fréquence, le Balancing Mechanism et les marchés de gros. Les moments et modalités d'exportation ou d'importation des batteries dépendent des marchés auxquels elles participent.

Le profil de la flotte suit une courbe que beaucoup associent au stockage par batterie : la flotte se charge la nuit et en milieu de journée, puis décharge lors des pics de consommation du matin et du soir. Cette courbe suit globalement les prix du marché de gros : les batteries se chargent lorsque les prix sont bas et déchargent lorsque les prix sont élevés.

Les transactions sur les marchés de gros utilisent en moyenne une proportion nettement plus importante de puissance que les services de réponse en fréquence ou les actions du Balancing Mechanism. C'est donc le principal moteur de la forme du profil opérationnel de la flotte.

De fortes variations quotidiennes dans le fonctionnement des batteries

La production réelle de la flotte de stockage d'énergie par batterie peut différer sensiblement de ce profil moyen selon les jours. En proportion de la capacité totale de la flotte, les importations et exportations peuvent varier dans une large fourchette à tout moment.

• La nuit, les batteries déchargent rarement de façon significative. Le top 1 % des exportations nocturnes n'atteint que 5 % de la puissance totale.
• De même, lors du pic du soir, il est très rare que les batteries se chargent de manière notable.
• Les exportations maximales de la flotte n'ont atteint que 40 % de la capacité totale. Cela s'explique par le fait que la majorité de la capacité batterie a historiquement été engagée dans des contrats de réponse en fréquence.

La réponse en fréquence et le Balancing Mechanism ne suivent pas de profil journalier

Si le profil opérationnel global de la flotte suit une forme journalière marquée, cela est surtout dû au trading sur les marchés de gros. Le profil opérationnel du stockage batterie pour la charge/décharge liée à la réponse en fréquence reste beaucoup plus plat.

D'importantes variations peuvent exister sous cette apparence plate, car les changements de fréquence sont essentiellement aléatoires au cours de la journée. Durant la dernière semaine de juillet 2023, la réponse en fréquence a généré des profils opérationnels très différents chaque jour.

De même, le Balancing Mechanism ne présente pas de schéma clair au fil de la journée. En effet, les offres et demandes peuvent être activées à n'importe quelle demi-heure, selon les besoins du système à cet instant.

Les marchés déterminent le profil opérationnel des actifs individuels

Le lien entre marché et profil opérationnel fait que la production des batteries individuelles peut varier fortement. Celles qui se concentrent sur le trading auront un profil plus marqué. À l'inverse, les systèmes axés sur la réponse en fréquence présenteront un profil beaucoup plus plat.

• Lower Road et Tynemouth présentent un profil relativement plat. Toutes deux ont tiré une grande partie de leurs revenus cette année du service Firm Frequency Response et de la suite dynamique.
• Creyke Beck, Holes Bay, Red Scar et Mannington ont généré une part importante de leurs revenus mensuels sur le marché de gros, ce qui se reflète dans leur profil opérationnel.

Le prix de gros, principal moteur des opérations des actifs

Le lien entre trading de gros et production batterie fait que les prix de gros sont le facteur déterminant principal des sorties de la flotte. Mais cela n'a pas toujours été le cas.

Pendant une grande partie de 2022, la flotte batterie était surtout axée sur la fourniture de réponse en fréquence, notamment Dynamic Containment, avec des prix élevés proposés. Cela a entraîné un profil opérationnel moyen beaucoup plus plat à cette période.

Depuis septembre 2022, les marchés de la réponse en fréquence commencent à saturer. Ainsi, la capacité non contractuelle s'est reportée sur le trading de gros. Le profil opérationnel est donc devenu plus distinct, les opérateurs se tournant vers le marché de gros pour leurs revenus, aboutissant à la forme que nous connaissons aujourd'hui.

Le profil opérationnel de la flotte évolue au fil de l'année

La forme et l'ampleur des prix de gros sont influencées par les saisons et les variations quotidiennes liées à la demande et à la météo.

La production demi-horaire de la flotte d'août 2022 à juillet 2023 montre comment le profil opérationnel évolue au fil de l'année en raison des changements saisonniers.

• Les exportations de batteries lors du pic de demande du soir sont maximales pendant les mois d'hiver, de décembre à mars.
• Le moment du pic du soir dépend principalement de la luminosité. Cela signifie que les pics de prix du soir et les exportations de batteries se décalent plus tard au printemps et en été.
• Les batteries se chargent surtout la nuit en hiver. Mais on observe un fort déplacement vers la charge en début d'après-midi au printemps et en été, l'énergie solaire rendant ces heures moins chères.

Des journées extrêmes provoquent de fortes déviations de la production

Au sein de ces variations saisonnières, certains jours peuvent aussi s'écarter fortement du profil habituel lors d'événements de prix exceptionnels.

Le 12 décembre 2022, les prix ont atteint des niveaux records lors du pic du soir. La flotte batterie a beaucoup déchargé, dépassant 600 MW à 17h – un record à ce jour. La production était très faible le matin.

À l'inverse, lors de prix négatifs records le 2 juillet 2023, la flotte s'est majoritairement chargée en milieu de journée, puis a déchargé plus tard lorsque les prix sont redevenus positifs.

Noël 2022 a également présenté un profil unique d'exploitation des actifs. Les prix les plus élevés ont été atteints vers 13h, au pic de la demande. Ainsi, la flotte a déchargé à ce moment et s'est rechargée le soir.

Le marché de gros va continuer à dominer le profil opérationnel de la flotte

Avec la saturation des services de réponse en fréquence, de plus en plus d'opérateurs se tournent vers le trading sur le marché de gros pour augmenter leurs revenus. Ce service continuera donc de dominer le profil opérationnel du stockage batterie.

La capacité batterie augmente rapidement, alors que les marchés de la réponse en fréquence ne progressent pas au même rythme. Le lien entre le profil opérationnel de la flotte et les prix de gros devrait donc se renforcer. Les nouveaux systèmes, capables de cycler davantage, pourraient accentuer la forme en deux cycles au fil du temps.

Une hausse du trading sur les marchés intrajournaliers pourrait entraîner des écarts par rapport à cette forme, exploitant les différences entre ces marchés et le prix day-ahead. De même, une utilisation accrue du Balancing Mechanism se traduirait par plus d'importations et d'exportations en dehors des fenêtres habituelles.

Cependant, ces effets resteront probablement secondaires face au lien croissant avec le marché de gros day-ahead.

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