Déballage des systèmes de stockage d'énergie par batterie pour la ville de Cape Town

La ville du Cap publiera, au cours du troisième trimestre de cette année, un appel d'offres pour 100 MW de systèmes de stockage d'énergie par batterie dans le but de renforcer la sécurité énergétique.

Shane Prins, responsable de la gestion de la production pour la ville du Cap, a profité d'une conférence en ligne de l'AFSIA sur le stockage de l'énergie pour exposer la réflexion de la ville sur la manière dont elle déploiera la composante de stockage par batterie de son programme énergétique global.

Il a déclaré que la ville cherchait des systèmes de stockage d'énergie pour faire face aux problèmes de sécurité énergétique et de délestage, ainsi que pour faire face aux futures sources d'énergie variables alternatives, qui introduiraient une plus grande intermittence sur le réseau.

Il y a des changements réglementaires dans le secteur de l'électricité en Afrique du Sud, qui montrent que nous passons à un modèle d'opérateur de réseau de distribution.

De nombreuses recherches ont été consacrées à l'élaboration d'une feuille de route sur le fonctionnement d'un déploiement de systèmes de stockage d'énergie, en commençant dans ce cas par les batteries. Cela a commencé par une analyse approfondie de la sélection de la technologie optimale : "Pas seulement ce qui est disponible, mais ce qui se profile à l'horizon de la planification. Nous voulions nous assurer que nous connaissions les tendances du marché dans le domaine de la fabrication et ce qui se passait avec les prix." dit Prins.

Publié dans le magazineIntroduire le stockage d'énergie par batterie dans les municipalités

En examinant ce que l'introduction d'un système de stockage d'énergie par batterie à grande échelle (BESS) signifierait pour une municipalité, ils ont examiné plusieurs cas d'utilisation pour comprendre quelle flexibilité il pourrait offrir, quel serait l'impact futur sur le système électrique et établir le plus optimal.

La ville du Cap (CoCT) suivra une approche progressive, utilisant ce premier projet pilote comme un moyen d'appliquer les apprentissages à de futurs projets, puis d'intensifier les efforts dans les années à venir, peut-être grâce à une combinaison de PPA et de projets de construction propre.

Le CoCT est actuellement en phase de cadrage et mènera des études de faisabilité pour finaliser l'emplacement préféré (sur les trois sites identifiés), probablement d'ici août, a déclaré Prins.

Ils ont identifié les facteurs applicables non seulement au CoCT, mais probablement à d'autres municipalités locales qui encouragent l'introduction du BESS sur leur réseau électrique local.

"Nous envisageons une augmentation de la pénétration des énergies renouvelables et des SSEG, avec l'impact qui en découle sur la stabilité du système électrique, nous devons donc maximiser notre capacité d'hébergement sans ajouter de complexité supplémentaire pour maintenir la stabilité du système.

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"Il y a des changements réglementaires dans l'industrie de l'électricité en Afrique du Sud, qui montrent que nous passons à un modèle d'opérateur de réseau de distribution. Ce DSO pourrait potentiellement être obligé de se procurer ses propres dispositifs auxiliaires. Les avoir dans des endroits stratégiques pourrait nous aider à maintenir le réseau stable dans tous les types d'éventualités », a déclaré Prins.

Selon la façon dont ils utilisent les systèmes, l'utilisation du BESS sur le réseau municipal pourrait :

Il considère l'arbitrage énergétique comme particulièrement pertinent pour la Ville. "Nous achetons la majeure partie de notre énergie auprès du service public national, et nous avons constaté une augmentation considérable des tarifs d'Eskom au cours des 10 à 12 dernières années - bien au-dessus de l'inflation. Nous payons un tarif horaire à Eskom et prévoyons l'utilisation d'arbitrage deviendra utile."

De plus, certaines des zones périphériques avec des charges assez faibles à la fin des départs de 56 kV, qui ne dépassent la capacité que pendant quelques heures par an, bénéficieraient du déploiement de systèmes de stockage d'énergie par batterie sur la ligne pour différer la construction de la réseau.

"Il est essentiel de comprendre où va le coût des tarifs. Nous avons besoin d'une analyse de rentabilisation solide étayée par une économie de projet solide."

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Côté technique, la Ville a réduit le choix entre les batteries Lithium Ion Phosphate ou Vanadium Redox Flow Batteries. Alors que le premier est une technologie mature avec une efficacité et une fiabilité élevées, ils ont une durée de vie plus courte et une faible possibilité de recyclage.

Le deuxième choix a une durée de vie plus longue, est recyclable et a une dégradation lente des performances. Mais il s'agit d'une technologie beaucoup plus gourmande en capital, moins mature et qui nécessite un niveau de maintenance plus élevé.

"Notre choix technologique a une influence significative sur le CAPEX associé et les futures dépenses d'OPEX", a déclaré Prins.

Il a expliqué que bien que leurs recherches montrent qu'il s'agit de technologies attrayantes, la ville ne négligerait pas l'utilisation d'un type différent de technologie de batterie si sa demande de propositions élaborait des propositions qui constituaient une analyse de rentabilisation solide pour autre chose.

Le déploiement de BESS à un stade ultérieur a également ses mérites - le rand pourrait se renforcer, ce qui influencerait le montant que la ville paierait pour les technologies importées, et les coûts des technologies de batterie diminuent régulièrement - mais une augmentation du nombre d'entreprises choisissant la technologie pourrait conduire à un goulot d'étranglement de la chaîne d'approvisionnement.

"En règle générale, vous pourriez avoir besoin de moins de capital si vous attendez, mais ce ne sera pas le cas s'il y a une inversion à moyen terme des prix de ces systèmes", a réfléchi Prins.

La Ville envisage de placer le système BESS proposé dans une sous-station principale, selon qu'il s'agit d'un terrain appartenant à la CoCT, des caractéristiques nominales de l'équipement et du profil de charge et s'il existe des projets qui se chevauchent et des synergies potentielles avec le plan directeur énergétique.

Encore une fois, l'impact du déploiement futur des énergies renouvelables sur le réseau affectera cette décision.

"En tant que municipalité qui agit en tant que service public, nous sommes connectés au réseau d'Eskom. Tout cela entre en jeu pour l'emplacement, le dimensionnement et le régime d'exploitation [du BESS] à l'avenir.

"Ce qui est important ici, c'est que chaque fois que vous considérez le rôle d'un programme de cette nature, vous devez essayer de cibler autant de cas d'utilisation que possible pour la prise en compte d'un emplacement, pour réduire le risque d'un actif bloqué et pour augmenter la flexibilité de la façon dont vous utilisez l'appareil. Cela améliore le rapport coût-bénéfice de l'appareil et maximise les avantages que vous en tirerez."

La Ville l'a réduit à trois sites potentiels pour le projet, avec sept sites identifiés pour d'éventuels projets ultérieurs de BESS. Chaque site doit faire l'objet d'une étude de faisabilité technico-économique et d'une étude HAZOP (danger et opérabilité) dans le cadre du développement du projet.

"L'espace a été la principale contrainte. Mais nous envisageons soit d'acquérir le terrain autour des sous-stations sur lesquelles ils veulent se concentrer, soit de se concentrer sur un accès plus facile au terrain."

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En plus des deux premiers stimuli mentionnés de l'intégration des ressources énergétiques variables et de l'atténuation du délestage, Prins a également mentionné les utilisations BESS suivantes au-delà de l'intégration à l'échelle des services publics :

Après ce premier projet, la Ville examinera également les mérites de l'approvisionnement en propre par rapport au recours à des producteurs d'électricité indépendants. Quelle que soit la méthode qu'ils utiliseront à l'avenir, ils veulent d'abord développer la capacité de compétences de la ville, puis aider le secteur de l'énergie dans son ensemble. "Nous pouvons le mettre à l'échelle aussi grand que nous le voulons et le modifier à des fins différentes."

Prins a déclaré que la ville n'envisageait pas de se départir du réseau d'Eskom, qui, selon lui, finira par se réinventer en se dégroupant en trois entités distinctes. "Du point de vue de la municipalité, nous avons d'autres responsabilités telles que l'eau et l'assainissement, le logement, les routes et les biens publics qui nécessitent des ressources et un budget. L'énergie est une priorité, mais il doit y avoir un équilibre", a-t-il rappelé.ESI

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