Californie : Les batteries transforment le réseau électrique, fin des alertes d’urgence
Fini les coupures de courant estivales et les appels à réduire sa consommation d’énergie en Californie. Grâce à des investissements massifs dans le stockage par batterie, l’État a atteint une fiabilité énergétique inédite, marquant un tournant décisif dans sa transition énergétique.
Pendant des décennies, les « alertes Flex », ces appels urgents à économiser l’électricité lancés par le California Independent System Operator (CAISO), ont rythmé les étés californiens, souvent synonymes de chaleur accablante et de menaces de pannes. Mais ce rituel estival est devenu un lointain souvenir. Depuis 2022, le CAISO n’a plus eu recours à ces mesures d’urgence. Les experts et les responsables attribuent cette métamorphose à des années d’investissements ciblés visant à renforcer, verdir et fiabiliser le réseau électrique de l’État.
Le stockage par batterie, le nouvel atout maître
Au cœur de cette révolution énergétique se trouvent les systèmes de stockage par batterie. Ces technologies ont littéralement transformé le paysage énergétique californien. Elles permettent de capturer l’électricité, notamment celle produite par les panneaux solaires, et de la restituer au réseau lorsque la demande est la plus forte, par exemple en fin d’après-midi, lorsque le soleil se couche et que les ménages consomment davantage. La Californie a massivement soutenu le développement de cette technologie, contribuant à sa maturité et à sa baisse de coût. Le parc de batteries de l’État a ainsi connu une croissance spectaculaire, augmentant de plus de 3 000 % en six ans, passant de 500 mégawatts (MW) en 2020 à plus de 15 700 MW aujourd’hui.
« Il ne fait aucun doute que le parc de batteries, en pleine expansion depuis 2020, ainsi que le portefeuille croissant d’autres ressources de l’État, tant du côté de l’offre que de la demande, ont véritablement changé la donne en termes de fiabilité pendant les périodes de pointe estivale », affirme Elliot Mainzer, président-directeur général du CAISO.
Il y a à peine cinq ans, une vague de chaleur record avait mis le réseau à rude épreuve, plongeant une grande partie de l’État dans le noir. Suite à cet événement, les dirigeants californiens avaient pris l’engagement ferme de rendre le réseau plus résilient. Depuis lors, le CAISO a supervisé la construction de nombreuses nouvelles capacités de production et de stockage, représentant plus de 26 000 MW au total. Ces efforts ont non seulement renforcé la stabilité du réseau, mais ont également permis d’éviter les pannes répétées depuis 2020.
« Les événements météorologiques extrêmes, les incendies de forêt et autres situations d’urgence peuvent poser des problèmes de fiabilité pour tout système électrique de grande envergure », précise Mainzer. « Cependant, le parc de batteries du CAISO, associé aux capacités supplémentaires et à une coordination étroite avec les partenaires étatiques et régionaux, a apporté un avantage indéniable en termes de fiabilité. »
Un pilier des objectifs climatiques
Les batteries sont désormais un élément clé de la stratégie californienne pour atteindre la neutralité carbone d’ici 2045. Elles ont déjà permis une réduction drastique de l’utilisation des combustibles fossiles, responsables du réchauffement climatique, en offrant une alternative plus rentable et plus fiable aux centrales à gaz vieillissantes. Maia Leroy, fondatrice de la société de conseil en énergie Lumenergy LLC et coauteure d’un rapport sur la montée en puissance du stockage par batterie face à la production de gaz en Californie, explique :
« Historiquement, les alertes Flex se produisaient toujours en été, lorsqu’il fait très chaud et que tout le monde allume sa climatisation. Mais en été également, nous constatons que les centrales à gaz sous-performent, car la combustion ne fonctionne pas bien par forte chaleur ambiante. Par conséquent, lorsque nous pouvons passer de l’utilisation de centrales à gaz à une solution plus stable, distribuable et flexible comme le stockage par batterie, nous sommes alors en mesure de répondre à cette demande estivale sans avoir à dépendre de ces centrales à gaz sous-performantes. »
Défis et innovations futures
Si les batteries lithium-ion, les plus couramment utilisées, offrent une autonomie d’environ quatre à six heures, suffisante pour les pics de demande, elles peuvent encore laisser des « vides » à combler par le gaz naturel. Nikhil Kumar, directeur de programme chez GridLab, une organisation à but non lucratif spécialisée dans la politique énergétique, souligne que des technologies de batteries à plus longue durée de vie existent déjà, notamment les batteries fer-air et les batteries à flux. Bien que moins matures et potentiellement plus coûteuses, leur coût tend à se rapprocher de celui des batteries lithium-ion, rendant le stockage par batterie de plus en plus compétitif face aux centrales à gaz.
« Les batteries vont devenir moins chères », anticipe Kumar. « Le gaz, lui, ne l’est pas. »
Cette transition s’opère alors que l’administration Trump a affiché sa préférence pour les combustibles fossiles. Fin septembre, cette administration a annoncé l’ouverture de 13 millions d’acres de terres fédérales à l’extraction du charbon et un investissement de 625 millions de dollars pour moderniser les centrales au charbon, arguant de bénéfices économiques et de soutien à l’emploi. Lors d’une conférence de presse, le secrétaire à l’Intérieur, Doug Burgum, a qualifié l’énergie éolienne et solaire de sources « intermittentes » et « dépendantes de la météo », omettant de mentionner le rôle crucial du stockage par batterie dans leur fiabilisation.
Ce mouvement vers le stockage par batterie n’est toutefois pas une question partisane. Au Texas, ERCOT, qui gère le réseau électrique de l’État, dispose déjà de plus de 14 000 MW de batteries, triplant sa capacité depuis début 2023. La Californie et le Texas se disputent la première place en matière de stockage par batterie.
Souveraineté et sécurité énergétiques
Paradoxalement, Donald Trump a également pris des mesures pour soutenir la production de batteries aux États-Unis, alors que la Chine domine actuellement le marché mondial. Des tarifs douaniers, y compris une proposition de droits de douane de 100 % sur les produits chinois, ont bénéficié à des fabricants comme Sparkz, basé à Sacramento. Sanjiv Malhotra, PDG de Sparkz, explique :
« L’administration souhaite que la fabrication de matériaux critiques ait lieu aux États-Unis. Ils soutiennent fondamentalement la fabrication nationale de batteries. »
Sparkz se concentre sur les batteries lithium-fer, qui n’utilisent ni nickel ni cobalt, contrairement aux batteries traditionnelles dépendantes de métaux importés. Leur chaîne d’approvisionnement entièrement basée aux États-Unis leur permet de bénéficier de crédits d’impôt fédéraux favorisant la production de composants d’énergie propre fabriqués localement. Malhotra salue les efforts de la Californie pour renforcer la capacité de stockage du réseau ces dernières années, identifiant les batteries comme la principale raison de l’absence d’alertes Flex depuis 2022.
Un réseau à moderniser
Malgré ces avancées, des défis subsistent. Le réseau californien, vieux de plus d’un siècle et initialement conçu pour des centrales à gaz, nécessite des améliorations et des réformes substantielles. Les procédures d’autorisation, souvent longues et complexes en raison des examens environnementaux, constituent également un obstacle. L’État cherche à accélérer ces processus, comme en témoigne l’approbation récente du projet Darden Clean Energy, un immense parc solaire et de stockage par batterie dans le comté de Fresno, grâce à un nouveau programme d’autorisation accéléré.
La sécurité reste une préoccupation majeure. En janvier, un incendie spectaculaire a ravagé l’une des plus grandes installations de stockage de batteries au monde à Moss Landing, comté de Monterey. L’incident, impliquant des milliers de batteries lithium-ion, a nécessité des précautions particulières en raison de la nature inflammable de ces composants. Ce type d’événement souligne l’importance de diversifier les technologies utilisées, selon Maia Leroy :
« Lorsque l’on manipule de grandes technologies, il y aura toujours une forme de danger. Cela souligne le besoin impératif de diversifier les technologies que nous utilisons. »
D’autres sources d’énergie, comme le pétrole et le charbon, présentent des risques sanitaires et environnementaux considérables, notamment en termes d’émissions de polluants atmosphériques contribuant au changement climatique. La Californie est en train d’éliminer progressivement l’énergie au charbon, visant une sortie complète d’ici novembre. Et bien que le gaz naturel conserve une part importante du mix énergétique, les énergies renouvelables représentaient près de 60 % de la production d’électricité de l’État en 2024. Les chiffres continuent d’évoluer positivement : au cours des six premiers mois de l’année, le réseau du CAISO a été alimenté à 100 % par de l’énergie propre pendant une durée moyenne de près de sept heures par jour.
« Nous venons littéralement de démontrer que la Californie est capable de fonctionner avec des ressources ultra-propres, avec des réserves de gaz naturel », conclut Nikhil Kumar. « Et cela fonctionne. Nous n’avons pas d’alertes Flex. »