La ville de Frauenfeld s’est fixé un objectif ambitieux en matière d’énergies renouvelables : elle compte multiplier par trois la production d’électricité renouvelable sur son territoire – de 12,9 GWh en 2020 à 37,2 GWh en 2030. Comme cette augmentation passe surtout par le biais d’installations solaires, la production d’électricité est de plus en plus dépendante des conditions météorologiques et varie fortement.
La « Thurplus Powerbank » remédie à ce constat. Elle permet de lisser les fluctuations de la production et de la demande et d’écrêter les pics de puissance dans le réseau de distribution (peak shaving). Thurplus peut ainsi par ailleurs mettre à disposition de l’énergie et de la puissance de réglage en tant que services système. À cet effet, le service industriel Swisspower a intégré le nouveau système de batterie de stockage dans le réseau moyenne tension. Le conteneur des 240 modules de batterie se situe à l’un des deux points d’injection à Frauenfeld vers le réseau amont. Pour l’augmentation de la tension à 16 kV, un transformateur supplémentaire a été installé dans le poste de transformation existant.
Un type de batterie écologiquement durable
Afin d’établir une base de projet solide, Thurplus a fait réaliser une étude préliminaire avec cahier des charges. L’entreprise a ensuite procédé à un appel d’offres public. L’aspect écologique figurait parmi les critères d’attribution du marché. C’est pourquoi Thurplus a opté pour des batteries lithium-fer-phosphate. Celles-ci n’utilisent ni cobalt ni nickel et présentent donc une durabilité environnementale nettement supérieure à celle de batteries conventionnelles.
La batterie de stockage est fournie par Axpo Grid SA. Thurplus a également conclu avec l’entreprise un contrat portant sur la maintenance régulière et le service de piquet sur dix ans.
Une analyse de rentabilité convaincante
L’étude préliminaire a permis de déterminer la capacité optimale du système de stockage. « Parmi les principaux critères figuraient les besoins d’espace à la fois sur le site pour le conteneur des modules de batterie et dans le poste de transformation pour le transformateur supplémentaire », explique Noël Bänninger, responsable Compétences transition énergétique et développement d’entreprise chez Thurplus.
L’étude préliminaire contenait également une analyse de rentabilité comparant des rendements finaux de 1,25 MW et 2,5 MW. La rentabilité s’est avérée meilleure dans le cas de la puissance plus élevée. « Nous tablons sur une durée de vie technique de la batterie de stockage d’au moins dix ans », dit Noël Bänninger. « Dans un scénario moyen, nous prévoyons le seuil de rentabilité à un horizon de seulement sept ans et demi. » Le montant total des investissements mobilisés pour le projet s’élève à 1,95 million de francs.
«Nous tablons sur une durée de vie technique de la batterie de stockage d’au moins dix ans.»
Une exploitation assistée par algorithme
La rentabilité positive de la batterie de stockage est due à deux facteurs : premièrement aux réductions de coûts réalisées grâce au peak shaving et deuxièmement aux revenus générés grâce à la puissance de réglage primaire et secondaire.
« La décision d’affecter la batterie de stockage au peak shaving ou à la puissance de réglage se fait automatiquement à l’aide d’algorithmes. Ces algorithmes tiennent compte en premier lieu des prix du moment pour la mise à disposition et l’utilisation de services système », explique Noël Bänninger. « L’utilisation à des fins de peak shaving se fait au mois, car dans son calcul des coûts le gestionnaire du réseau amont considère le pic de puissance mensuel. »
Une gestion assurée par un partenaire
La commercialisation d’une batterie de stockage nécessite un savoir-faire spécialisé. Comme Thurplus ne souhaite pas développer de nouvelles ressources à cet effet, le service industriel Swisspower a opté pour un partenariat avec Primeo Energie. « Ses spécialistes ont une expérience solide en matière d’intégration au marché de l’énergie et de la puissance de réglage. De plus, il faut procéder à un regroupement des installations de puissance de réglage secondaire afin d’atteindre la puissance requise pour participer au marché. Seul un acteur d’une certaine taille peut y parvenir », explique Noël Bänninger.
Le défi du facteur temps
Un projet de batterie de stockage haute puissance comme celui de « Thurplus Powerbank » n’a rien de trivial. Noël Bänninger recommande aux services industriels qui envisageraient un projet similaire d’être attentifs à un point particulier : « Veillez tout particulièrement au facteur temps. Dans un tel projet, tout se joue sur le calendrier. »
Plusieurs étapes du projet nécessitent un temps conséquent :
- Procédure d'approbation des plans de l’Inspection fédérale des installations à courant fort (ESTI)
- Préqualification pour la participation au marché de l’énergie de réglage
- Longs délais de livraison pour certains éléments nécessaires comme le conteneur, le transformateur et l’onduleur
Le raccordement de la batterie de stockage au système du gestionnaire constitue également un aspect complexe du projet (transmission du signal de Swissgrid à l’installation et temps suffisant pour l’essai de fonctionnement).
Le responsable de projet à l’interne doit donc bien planifier ses ressources. Pendant une période d’environ deux ans, il doit prévoir régulièrement des temps de travail pour le projet.