Résumé exécutif
- La capacité de stockage d'énergie par batterie aux États-Unis est passée de 1 GW en 2020 à 17 GW en 2024 et pourrait approcher les 150 GW d'ici 2030.
- CAISO et ERCOT devraient mener le développement, chacun dépassant 40 GW d'ici 2030, tandis que PJM pourrait passer de 400 MW à 30 GW.
- Seulement 28 % des projets dans les files d'attente d'interconnexion des ISO atteignent historiquement l'exploitation commerciale, ce qui met en lumière les risques liés à la capacité totale projetée.
Les abonnés à la Recherche de Modo Energy découvriront également :
- Comment les réformes des files d'attente d'interconnexion et les ordres de la FERC pourraient accélérer les délais des projets de batteries.
- Pourquoi les contraintes de la chaîne d'approvisionnement, la disponibilité des terrains et la rentabilité pourraient limiter le développement total du stockage par batterie aux États-Unis.
- Comment la croissance des centres de données et les tendances à l'électrification stimuleront la demande de stockage parallèlement à l'expansion du solaire et de l'éolien.
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Introduction
Les systèmes de stockage d'énergie par batterie sont devenus la technologie énergétique à grande échelle connaissant la plus forte croissance aux États-Unis, aux côtés du solaire.
Actuellement, environ 17 GW de capacité de stockage par batterie sont en exploitation commerciale, toutes puissances confondues, chez les différents opérateurs de réseau indépendants américains. Ce chiffre a rapidement augmenté, puisqu'il était d'environ 1 GW il y a seulement quatre ans.
Mais cette situation ne durera pas. D'ici la fin de la décennie, le déploiement des batteries au sein des ISO américains devrait presque certainement dépasser 100 GW.
Quelle capacité de stockage par batterie se trouve dans les files d'attente d'interconnexion ?
Dans les files d'attente d'interconnexion des ISO américains, on compte environ 570 GW de systèmes de stockage d'énergie par batterie.
Toute cette capacité a une date d'entrée en service commerciale prévue au début des années 2030.
En réalité, une grande partie de cette capacité affiche, selon les données des files d'attente, une mise en service prévue dans les douze prochains mois.
Mais cela n'est pas réaliste : la majorité de ces projets en sont encore aux premiers stades de développement.
Dans le graphique ci-dessus, nous avons révisé les dates prévues de mise en service commerciale de chaque projet de stockage d'énergie par batterie.
Pour ce faire, nous avons déterminé le stade d'avancement de chaque projet à partir des données des files d'attente d'interconnexion des différents ISO.
Ensuite, en utilisant notre analyse précédente des délais d'interconnexion dans ERCOT ainsi que celle d'une étude du Lawrence Berkeley National Laboratory sur l'interconnexion de la production, nous avons révisé les prévisions pour des dates de mise en service plus réalistes.
En 2023, la Federal Energy Regulatory Commission a approuvé plusieurs ordres visant à accélérer les délais d'interconnexion de la production, qui ralentissaient dans de nombreux ISO ces dernières années.
L'impact réel de ces ordres reste à évaluer. Cependant, pour les ISO soumis à la juridiction de la FERC, des amendes seront infligées si les études nécessaires à l'avancement des projets dans la file d'attente ne sont pas menées dans les délais.
Cela pourrait accélérer les délais d'interconnexion dans certains ISO — comme CAISO et NYISO — où l'interconnexion de la production a pris du retard.
Cependant, il est peu probable que les délais d'interconnexion puissent être plus rapides que ceux observés dans ERCOT. ERCOT applique une approche « connect and manage » avec des exigences moins strictes concernant, par exemple, la congestion du réseau.
En conséquence, la plupart des projets de batteries nécessiteront au moins 3 ans pour passer de l'entrée en file d'attente à la mise en service commerciale.
Quelle capacité peut-on réellement espérer voir entrer en exploitation commerciale ?
Il est crucial d'évaluer correctement quand un projet a des chances d'entrer en exploitation commerciale. Mais il est encore plus important de déterminer la probabilité qu'un projet de stockage par batterie y parvienne réellement.
En utilisant les mêmes analyses que pour les délais d'interconnexion, on peut évaluer les taux de retrait des projets des files d'attente.
Sur l'ensemble des ISO, seulement 28 % des projets — historiquement — sont passés en exploitation commerciale.
De plus, les projets plus avancés dans le processus d'interconnexion sont nettement moins susceptibles de quitter la file d'attente.
En fait, dans ERCOT, les projets de stockage par batterie ayant signé un accord d'interconnexion ont atteint un taux de mise en service commerciale de 100 %.
Supposons donc que les projets continuent d'atteindre l'exploitation commerciale à un rythme similaire.
Cela aboutit à une projection d'un déploiement total de stockage d'énergie par batterie juste en dessous de 150 GW d'ici fin 2030.
CAISO et ERCOT continuent tous deux de connaître une forte croissance, chacun atteignant environ 40 GW de capacité opérationnelle d'ici fin 2030.
PJM pourrait connaître la plus forte croissance de toutes les régions. Selon cette méthode de projection, la capacité de stockage par batterie dans PJM pourrait passer d'environ 400 MW aujourd'hui à près de 30 GW d'ici la fin de la décennie.
Quels obstacles pourraient empêcher le développement du stockage par batterie d'atteindre ces niveaux ?
Au final, cette projection pourrait encore s'avérer assez optimiste pour plusieurs raisons.
Des goulets d'étranglement dans la chaîne d'approvisionnement, les autorisations et le foncier continuent de limiter la réalisation des projets de stockage par batterie dans certaines régions du pays.
La FERC a tenté de limiter certains des défis liés à ces problèmes et aux longs délais d'interconnexion dans certains ISO. Cependant, dans certaines régions — comme PJM ou NYISO — les réformes n'ont pas encore permis un développement concret du stockage.
Par ailleurs, il est possible qu'il n'y ait pas suffisamment d'opportunités de revenus pour soutenir un tel niveau de développement.
Cela pourrait être le cas si :
- la demande ne croît pas aussi vite ou autant que ce que prévoient certains ISO — conduisant les opérateurs de stockage existants à cannibaliser leurs propres revenus,
- des technologies concurrentes comme les véhicules électriques ou la demande industrielle réactive aux prix limitent le besoin de stockage par batterie,
- les dépenses d'investissement pour les systèmes de stockage par batterie commencent à stagner au lieu de continuer à baisser.
Cependant, les batteries se sont révélées être une technologie unique et utile pour les gestionnaires de réseau. ERCOT et CAISO ont démontré que les batteries peuvent à la fois fournir des services essentiels au réseau et générer des revenus importants.
La demande d'électricité devrait croître rapidement dans tout le pays. Les centres de données, ainsi que l'électrification des secteurs commercial et résidentiel, sont deux raisons majeures d'anticiper une croissance sans précédent.
Si le solaire et l'éolien peuvent répondre à une grande partie de cette demande, des sources d'énergie pilotables restent nécessaires.
Les batteries seront essentielles pour continuer à faire baisser les prix de l'électricité tout en réduisant les émissions de carbone à l'avenir.
Et si la demande augmente comme prévu, tandis que le coût de construction des projets de stockage par batterie continue de baisser, atteindre 140 GW d'ici la fin de la décennie pourrait être plus réaliste qu'il n'y paraît.
