Investir dans le stockage de l’électricité ne va plus être un choix, même en France. Pour atteindre ses objectifs climatiques, la France va devoir multiplier par 3 ses capacités d’énergies renouvelables en France d’ici à 2030, selon RTE. L’Europe, elle, devra globalement les multiplier par 6 d’ici à 2050 pour sortir des énergies fossiles. Impossible d’ajouter autant de production d’énergies intermittentes sur les réseaux électriques sans ajouter des outils de flexibilité, effacement, batteries ou station de transfert d’énergie par pompage (STEP). Ces ouvrages hydroélectriques sont composés par deux bassins à différentes altitudes reliés par une conduite par laquelle l’eau est remontée par pompage lorsque l’électricité est en surabondance dans le réseau et relâchée pour turbinage lorsqu’il faut produire de l’électricité.
La plupart ont été construites en Europe il y a 50 ans pour ne pas gâcher l’électricité nucléaire produite la nuit et assurer les pointes de consommation le matin et le soir. C’est le cas notamment de la STEP EDF de Grand’Maison de 1,8 gigawatt (GW) dans la Vallée de la Romanche en Isère, ou de celle de La Coche en Savoie de 320 mégawatts (MW), dont la capacité a été augmentée de 20% en 2017 grâce à un investissement de 150 millions d’euros. Au total, EDF a construit 6 STEP en France dont la puissance cumulée atteint environ 5 GW pour environ 103,5 gigawattheures (GWh) de capacité de stockage. L’électricien traine aussi depuis des années dans ses cartons 2GW de projets de nouveau STEP en France, bloqués par une question de renouvellement de concession.
Un système créé pour stocker l'excédent du nucléaire
Seul autre grand opérateur hydroélectrique en France via ses filiales CNR et Shem, Engie ne dispose pas de STEP et n’a pas de projet en cours dans l’Hexagone. L’énergéticien investit en revanche dans ces actifs clés en Europe. Fruits d’une succession d’acquisitions, Engie en opère déjà 7 d’une puissance totale de plus de 3,5 GW, dont deux via sa filiale First Hydro au Pays de Galles (Dynorwig, 1,7 GW et Ffestiniog, 360 MW), une gérée par Electrabel en Belgique (Coo, 1,1 GW), une en Bavière (Tanzmühle, 31 MW) et trois au Portugal (pour un total de 450 MW) depuis fin 2020.
En 2021, Engie a engagé un projet d’extension de 7,5% des capacités de la STEP de Coo, en Belgique, près de Liège. D’une puissance de 1 080 MW, elle a été mise en service en 1972 pour sa première tranche, et en 1979 pour la seconde. Elle dispose de deux bassins hauts et un seul bassin bas. Les travaux, d’un montant total de 67 millions d’euros, ont déjà permis de rehausser de 2,09 mètres le bassin de Coo 2 pour stocker 1 million de mètres cubes d’eau supplémentaire. Ils visent également à remplacer les trois turbo-pompes fournies par l’allemand Voith pour en augmenter la capacité. Ces dernières permettent aussi de fonctionner en mode compensateur, soit de turbiner de l’air plutôt que de l’eau lorsqu’il faut ponctuellement évacuer un trop-plein d’électricité du réseau.
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Les travaux seront achevés en 2025. Ils auront permis de gagner 79 MW de puissance à 1 159 MW. La STEP est ainsi capable de fournir l’équivalent d’une grosse tranche nucléaire pendant 6 heures. «Ce qui n’arrive jamais», commente Marc Loth, le directeur des opérations du site lors d’une visite avec la presse le 15 novembre.
Maintenant alloué au pilotage des renouvelables
L’ouvrage, piloté par Engie depuis Bruxelles est devenu un actif clé de flexibilité, non seulement pour aider le gestionnaire du réseau belge Elia à stabiliser la fréquence autour de 5 MWh, mais aussi comme réserve de stockage valorisable par le mécanisme de capacité, et pour l’arbitrage, soit stocker l’électricité renouvelables lorsqu’elle est la moins chère pour la remettre sur le réseau lorsque les cours sont au plus haut.
La STEP de Coo est ainsi démarrée plus de 15 000 fois par an ces dernières années, dont 10% pour moins de 15 min et plus de 50% de moins d’une heure, contre environ 2 000 fois en 2010. En 2023, la STEP a même déjà démarré 18 000 fois en modes compensateurs. Pour augmenter encore la flexibilité de l’ouvrage, un élargissement du bassin 2 est aussi à l’étude. Des investissements d’extension similaires sont prévus par Engie sur les STEP de Dynorwig et Ffestiniog aux Pays de Galles, annonce Sébastien Arbola, directeur général adjoint de la division Flex Gen & Retail d’Engie. Ce sont en effet d’excellent complément aux batteries, dont Engie prévoit d’en installer 10 GW dans le monde d’ici à 2030, principalement aux Etats-Unis, au Pérou, au Chili, en Australie, en Italie, en Belgique et aux Pays-Bas, contre 600 MW aujourd’hui.
