Les sources d’énergie renouvelables représentent une part croissante de l’approvisionnement en électricité dans le monde. Cette évolution reflète à la fois la volonté politique de rendre la production d’électricité plus durable et l’amélioration de la rentabilité des énergies éolienne et solaire. Mais l’essor de ces sources d’énergie propres accroît également le besoin de solutions capables de s’adapter à une offre irrégulière. Les systèmes de batteries jouent un rôle clé à cet égard : ils stabilisent les réseaux, en équilibrant l’offre et la demande, et constituent donc un élément essentiel de la transition énergétique mondiale.

Selon le Global Energy Review 2025 de l’Agence internationale de l’énergie (AIE), les énergies renouvelables et l’énergie nucléaire ont représenté plus de 40 % de la production mondiale d’électricité en 2024. Les sources renouvelables en ont représenté à elles seules environ un tiers. Plus frappant encore : les nouvelles installations d’énergie renouvelable et nucléaire ont contribué à plus de 80 % de la croissance mondiale de la production d’électricité, ce qui constitue un nouveau record et est nettement plus élevé que les deux tiers environ en 2022 et 2023. Les trois quarts de cette augmentation sont imputables aux énergies renouvelables.

Dans les régions plus avancées dans la transition énergétique, comme l’Union européenne, les chiffres sont encore plus élevés. En 2024, environ 75 % de l’électricité de l’UE est provenu de sources renouvelables et nucléaires, les énergies renouvelables apportant la plus grande contribution (plus de la moitié de la production totale d’électricité).

Sous-charge et surcharge : les défis de l’intégration des énergies renouvelables

Si ces chiffres sont prometteurs pour la transition énergétique et la politique climatique, ils vont également de pair avec des défis pour les réseaux électriques. Vu la nature erratique de l’énergie solaire et éolienne, l’énergie produite n’est pas constante, mais dépend de l’ensoleillement, de la force du vent et d’autres facteurs météorologiques.

Les samedis ensoleillés et venteux, l’offre peut largement dépasser la demande, entraînant une surcharge du réseau. En revanche, les jours d’hiver sombres et sans vent, l’offre peut être insuffisante. En outre, les pics de production et de demande ne coïncident souvent pas, ce qui complique l’équilibre entre l’offre et la demande.

Les fluctuations des prix sur les marchés de l’électricité reflètent cette dynamique. En Europe, le nombre d’heures pendant lesquelles les prix de l’électricité sont nuls ou négatifs a fortement augmenté. Cela indique des moments de surproduction structurelle, causés en partie par le développement des énergies renouvelables.

Ces questions d’intégration revêtent un caractère plus urgent en raison de la hausse rapide de la demande d’électricité, en partie due à l’électrification des transports et du chauffage, à la croissance des centres de données et de l’IA, et à l’émergence de la production d’hydrogène et des pompes à chaleur.

La volatilité des énergies renouvelables constitue donc un goulet d’étranglement pour la poursuite de l’expansion. En effet, si l’« énergie verte » perd sa valeur économique en cas d’offre excédentaire, l’incitation à construire de nouveaux projets diminue également.

Le stockage par batterie comme solution à l’irrégularité de l’approvisionnement

C’est là que les systèmes de batteries entrent en jeu. Ils peuvent stabiliser les réseaux et garantir un approvisionnement en électricité régulier. En tant que tels, ils sont devenus indispensables à la réalisation d’un avenir énergétique durable.

Le principe est relativement simple : les batteries stockent l’électricité excédentaire lorsque l’offre est excédentaire ou la demande faible, et la restituent lorsque la demande augmente ou que l’offre diminue. Ils atténuent donc la volatilité du système énergétique et empêchent la perte des excédents. Au Royaume-Uni, par exemple, le surplus d’énergie éolienne de l’hiver 2022-2023 aurait pu alimenter 1,2 million de foyers, à condition d’avoir pu être stocké.

Bien que le stockage par batterie ne soit pas un concept nouveau, jusqu’à récemment, son application au niveau du réseau était limitée par des contraintes techniques. Voici peu de temps encore, les batteries ayant une durée de stockage d’une heure étaient à la pointe du progrès. Mais elles se sont révélées insuffisantes pour faire face aux fluctuations quotidiennes de l’offre et de la demande. Elles ne pouvaient que contribuer au rétablissement de la fréquence du réseau, ce qui a son importance, mais n’étaient pas suffisamment rentables en tant que fonction principale.

Aujourd’hui, les batteries ayant une durée de stockage de quatre à huit heures deviennent économiquement viables, tandis que le nombre de cycles de charge et la durée de vie s’améliorent également. L’innovation technologique permet un déploiement à grande échelle.

À l’échelle mondiale, les autorités reconnaissent l’importance stratégique du stockage par batterie. En Europe, 14 pays ont déjà intégré le stockage dans leur politique énergétique nationale. Cela se traduit par des subventions et des réformes visant à rendre les investissements plus rentables et à développer les marchés.

Opportunités d’investissement dans la révolution des batteries

Ce besoin croissant de stockage par batterie est source d’opportunités pour les investisseurs. La technologie est essentielle pour la transition énergétique et des investissements privés sont nécessaires pour accélérer le rythme d’installation. Le coût de la technologie des batteries diminue également rapidement, ce qui accroît la rentabilité des nouveaux projets.

Mais comment les investisseurs gagnent-ils de l’argent avec des batteries ? En Allemagne, la principale source de revenus a été la fourniture de capacité de batterie à l’opérateur du réseau pour le rétablissement de la fréquence. La compensation a été fixée par le biais d’enchères, les fournisseurs les moins chers étant sollicités en premier.

De tels services de « réponse à la fréquence » existent également au Royaume-Uni. Mais ces marchés sont rapidement saturés par le nombre croissant de batteries, d’autant plus que d’autres technologies peuvent également s’y ajouter.

Un deuxième modèle de revenus est l’arbitrage énergétique : « acheter » de l’énergie lorsque le prix est bas et la « vendre » lorsque le prix atteint des sommets. Ce commerce a lieu sur les marchés Day-ahead, Intraday et d’équilibrage. La volatilité accrue des prix depuis la guerre en Ukraine augmente les opportunités de profit.

Il existe également des programmes publics tels que le Capacity Market Mechanism au Royaume-Uni, qui prévoit des frais de disponibilité fixes pour les batteries qui peuvent intervenir en cas d’urgence.

La fluctuation des revenus est partiellement couverte par des contrats à prix fixe, dans le cadre desquels un intermédiaire (l’« optimiseur ») optimise l’utilisation de la batterie. Il existe différents modèles, tels que :

• Floor agreements : un montant minimum garanti avec une participation aux bénéfices en cas de rendements plus élevés;
• Tolling agreements : une redevance fixe en échange d’une performance garantie.

En fonction de leur appétence au risque, les propriétaires de batteries combinent souvent des contrats fixes avec une exposition partielle aux marchés commerciaux.

Enfin, des opportunités se présentent pour le stockage par batterie dans des lieux où la demande d’électricité est élevée, telles que les parcs solaires ou les centres de données. Cela présente des avantages directs pour l’installation et l’exploitation, car l’énergie stockée a un client local et peut être négociée sur le réseau.

Moteur de la transition énergétique — et de la diversification du portefeuille

Il ne fait aucun doute que le stockage par batterie est essentiel à la réussite de la transition énergétique mondiale. L’augmentation de la part des énergies renouvelables s’accompagne de la nécessité de mettre en place des systèmes qui équilibrent l’offre et la demande, et donc des technologies capables de générer des revenus stables.

Les progrès technologiques rapides et le soutien politique croissant accélèrent le déploiement. La baisse des coûts de production vient consolider le dossier d’investissement, tandis que les techniques commerciales avancées sur les marchés matures, tels que le Royaume-Uni, offrent des possibilités de rendement plus élevé.

Les marchés actuels offrent un large éventail de modèles aux investisseurs en quête de rendements basés sur des contrats et s’apparentant à des infrastructures.

Dans l’ensemble, les systèmes de batteries constituent une classe d’actifs solide. Ils peuvent être la clé permettant de surmonter les défis de la volatilité des énergies renouvelables et de garantir la valeur de l’énergie verte pour la prochaine phase de la transition énergétique.

Lire aussi Batteries included : How storage systems enable the global energy transition, par Schroders Capital.