Voici comment la Californie a surmonté les problèmes de résilience du réseau durant les vagues de chaleur estivales.
Chaque été, de 2020 à 2022, le réseau électrique de Californie a rencontré des difficultés pour faire face aux pics de demande soudains lors de vagues de chaleur record. Mais cette année, une augmentation substantielle de la capacité de stockage par batteries a aidé l’opérateur du réseau de l’État à faire face à des températures à trois chiffres avec un impact minimal.
La Californie produit plus d’énergie renouvelable que tout autre État, à l’exception du Texas. Les ressources solaires, éoliennes, géothermiques et hydroélectriques représentent 60,8 % de sa production d’électricité à grande échelle, selon l’Administration américaine de l’information sur l’énergie (EIA). Pendant ce temps, l’État s’efforce d’éliminer les combustibles fossiles, visant une alimentation 100 % sans carbone d’ici 2045. Il ne reste qu’une seule centrale à charbon, fournissant aujourd’hui 57 MW de capacité. Et bien que le gaz naturel représente encore 39 % de la production nette d’électricité, cette part a diminué depuis les années 1990.
Au milieu des vagues de chaleur extrêmes au début des années 2020, l’Opérateur indépendant du système de Californie (CAISO) a dû s’efforcer d’équilibrer l’offre et la demande face à l’intermittence inhérente de la production d’électricité éolienne et solaire. Certains jours, l’organisation a émis des alertes d’urgence demandant aux consommateurs de conserver l’électricité pour éviter des coupures. Historiquement, les ressources des combustibles fossiles fournissaient une alimentation de base pour gérer la volatilité de la charge lors de tels événements, mais le plan de décarbonisation de l’État a mis le réseau dans une position précaire.
L’expansion massive du stockage d’énergie en Californie est un facteur que CAISO attribue à sa reprise estivale cette année. La capacité de stockage par batteries dans l’État est passée de 500 MW en 2018 à 10,3 GW aujourd’hui, selon la Commission de l’énergie de Californie. Un autre 3,8 GW doit entrer en ligne d’ici fin 2024.
Le projet Nova Power Bank de 680 MW est en construction à Menifee, Californie. Image utilisée avec la permission de Calpine
Équilibrer les énergies renouvelables avec le stockage par batteries
Au cours des trois dernières années, la Californie a progressivement constitué une flotte de stockage par batteries leader au niveau national pour offrir la flexibilité nécessaire à un fonctionnement fluide du réseau. L’activité de construction dans l’État domine le marché national du stockage par batteries.
En parallèle, les installations à petite échelle se multiplient également, de nombreux Californiens associant le stockage par batteries à leurs panneaux solaires. Selon les données de l’EIA, ces combinaisons représentaient plus de la moitié de toutes les nouvelles installations solaires domestiques en avril 2024, contre seulement 20 % en octobre 2023. Au cours de ces six mois, plus de 40 000 installations de batteries ont ajouté 232 MW de nouvelle capacité dans l’État.
CAISO a tiré parti de cette flexibilité tout au long d’une vague de chaleur presque de deux semaines en 2024. Aujourd’hui, l’opérateur dispose d’une capacité de stockage par batteries suffisante pour égaler le fonctionnement de plusieurs centrales à gaz naturel à plein régime pendant les heures de pointe. Même lorsque la demande a atteint 43,9 GW un jour de juillet, CAISO a maintenu un fonctionnement fluide sans demander aux utilisateurs de conserver de l’électricité.
Nouveaux projets augmentent la capacité
La majeure partie des 10,3 GW de capacité de stockage par batteries de la Californie provient des services publics (8,7 GW), suivie des clients résidentiels avec 1 GW et des installations commerciales avec 571 MW. Les prévisions de l’État anticipent que 52 GW de capacité supplémentaire seront nécessaires d’ici 2045.
Les installations de stockage par batteries de Californie figurent parmi les plus grandes au monde, comme la centrale de Moss Landing de 750 MW/3 GWh et le projet solaire et de stockage Edwards & Sanborn combinant 875 MW de PV avec 3,2 GWh de batteries.
Les services publics se procurent une capacité supplémentaire. Pacific Gas & Electric a mis en service plus de 2 GW. Un autre 772 MW est prévu cette année et 687 MW pour 2025, avec plus de 3,5 GW contractés. San Diego Gas & Electric a plus que doublé sa capacité de stockage détenue par les services publics ces dernières années. Le portefeuille de l utility comprend maintenant 21 systèmes de stockage d’énergie par batteries et micro-réseaux totalisant 335 MW, avec près de 50 MW en développement. Southern California Edison supervise également 3 GW de capacité, avec 8 GW supplémentaires installés ou commandés.
L’installation de stockage d’énergie de Moss Landing de Vistra est parmi les plus grands projets de stockage par batteries de Californie. Image utilisée avec la permission de Vistra Corp.
Southern California accueillera bientôt le Nova Power Bank de 680 MW/2,7 GWh, l’une des plus grandes installations de stockage par batteries autonomes de l’État, sur le site d’une centrale à gaz naturel désaffectée. Les premières phases seront mises en service cette année, avec plus de 1 000 conteneurs de batteries lithium-ion fournis par BYD. Une fois achevé, le site desservira 680 000 foyers.
Un autre grand projet est Bellefield Solar et Energy Storage près de Bakersfield, qui mettra en ligne 1 GW de solaire et 1 GW de batteries à travers deux phases en 2025 et 2026.