Stockage d'énergie et entrepôt frigorifique pour les secteurs commercial et industriel : dormez sur vos deux oreilles cet été

L'été est arrivé, et les propriétaires d'entrepôts frigorifiques passent à nouveau des nuits blanches.

Chaque année, de juin à septembre, les exploitants d'entrepôts frigorifiques sont confrontés à deux problèmes majeurs : une forte hausse des factures d'électricité et un risque accru de coupures de courant.

Faisons un calcul simple : un entrepôt frigorifique de taille moyenne, d’une capacité d’environ 2 000 m³, consomme entre 800 et 1 200 kWh d’électricité par jour. En été, lorsque les températures extérieures dépassent 35 °C, les groupes frigorifiques fonctionnent plus longtemps et la consommation électrique journalière peut atteindre 1 500 kWh. Sur la base du prix moyen de l’électricité pour les secteurs industriel et commercial, soit 0,8 yuan/kWh, la facture d’électricité mensuelle dépasse 36 000 yuans, soit 30 à 50 % de plus qu’au printemps et en automne.

Par ailleurs, l'été correspond à la haute saison pour le réseau électrique, et certaines régions peuvent subir des coupures de courant. Si une coupure dure plus de deux heures, la température à l'intérieur des entrepôts peut descendre en dessous de -10 degrés Celsius, entraînant la décongélation et la détérioration des produits surgelés, ce qui représente des pertes de plusieurs centaines de milliers de yuans.

Existe-t-il un moyen de réduire simultanément les coûts d'électricité et d'atténuer le risque de coupures de courant ? Les systèmes de stockage d'énergie offrent une solution viable : ils se chargent lorsque les prix de l'électricité sont bas et se déchargent lorsqu'ils sont élevés, permettant ainsi aux entrepôts frigorifiques de réduire leurs coûts d'électricité ; ils servent également d'alimentation de secours, alimentant automatiquement les équipements critiques en cas de coupure de courant.

Actuellement, l'application du stockage d'énergie combiné au stockage frigorifique suit principalement deux modèles : l'un est un système intégré photovoltaïque-stockage-charge, et l'autre est un système autonome. système de stockage d'énergie Les deux approches se sont avérées économiquement viables dans de nombreux projets de chaîne du froid à travers le pays.

Pourquoi la consommation d'électricité pour le stockage frigorifique est-elle particulièrement problématique en été ?

La courbe de charge d'un entrepôt frigorifique diffère de celle d'une usine classique. Les groupes frigorifiques doivent fonctionner en continu 24 h/24, mais leur puissance varie en fonction de la température de l'entrepôt et de la température ambiante. La nuit, pendant les heures creuses où le prix de l'électricité est bas, les groupes peuvent fonctionner à pleine capacité pour maintenir le froid. En journée, pendant les heures de pointe, la température est maintenue grâce à l'isolation de l'entrepôt, les groupes s'arrêtant et se remettant en marche de manière intermittente. Cette caractéristique est idéale pour l'écrêtement des pointes de consommation : grâce à un système de stockage d'énergie, l'électricité peut être stockée la nuit et restituée le jour, décalant ainsi la consommation électrique de pointe vers les heures creuses.

Le problème réside dans le fait que la consommation d'électricité des entrepôts frigorifiques augmente fortement durant l'été. Selon les statistiques du Comité professionnel de la logistique de la chaîne du froid de la Fédération chinoise de la logistique et des achats, la capacité totale des entrepôts frigorifiques du pays s'élevait à environ 250 millions de mètres cubes en 2024, pour une consommation annuelle d'électricité dépassant 40 milliards de kilowattheures, dont près de 40 % sont concentrés entre juin et septembre. Si chaque entrepôt frigorifique de taille moyenne était équipé d'un système de stockage d'énergie de 500 kilowattheures, la quantité d'électricité pouvant être transférée annuellement à l'échelle nationale pendant les heures de pointe dépasserait les 5 milliards de kilowattheures. Sur la base d'une différence de prix de 0,8 yuan par kilowattheure entre les heures de pointe et les heures creuses, cela permettrait d'économiser environ 4 milliards de yuans sur les coûts d'électricité chaque année.

Ce chiffre constitue la base commerciale de l'entrée du stockage d'énergie sur le marché du stockage frigorifique.

1. Centrale énergétique intégrée photovoltaïque-stockage-recharge

Ce modèle intègre la production d'énergie photovoltaïque, batteries de stockage d'énergie et des piles de chargement, fonctionnant conjointement avec une installation d'entreposage frigorifique. Plus précisément, panneaux solaires Des panneaux photovoltaïques sont installés sur le toit de l'entrepôt frigorifique ou au sol, associés à un système de stockage d'énergie. Des bornes de recharge pour camions frigorifiques électriques sont également disponibles sur le site. En journée, l'énergie photovoltaïque alimente en priorité l'entrepôt frigorifique, le surplus étant stocké dans les batteries. La nuit, par temps nuageux ou pluvieux, le système de stockage prend le relais pour alimenter l'entrepôt. Ce dispositif améliore considérablement l'autonomie énergétique de l'entrepôt et réduit sa dépendance au réseau électrique.

Prendre un système photovoltaïque de 1 MW À titre d'exemple, dans les régions bénéficiant d'un bon ensoleillement comme le Shandong et le Jiangsu, la production annuelle d'électricité est d'environ 1,1 million de kWh. En supposant une consommation électrique quotidienne de 1 000 kWh pour l'entrepôt frigorifique, le système photovoltaïque peut couvrir environ 30 % de la demande. Grâce à une capacité de stockage d'énergie de 2 MWh, les 70 % restants de la consommation électrique aux heures de pointe peuvent être reportés aux heures creuses, ce qui permet de réduire de plus de 50 % les coûts annuels d'électricité de l'entrepôt frigorifique.

Dans des projets concrets, le modèle photovoltaïque-stockage-recharge combiné au stockage frigorifique a déjà démontré son efficacité.

En janvier 2025, la première station de démonstration nationale combinant photovoltaïque à pérovskite et stockage d'énergie semi-solide a été mise en service au sein du parc logistique de la chaîne du froid de Tianzhuang à Foshan, dans le Guangdong. Ce projet, représentant un investissement total d'environ 18 millions de yuans, dispose d'une capacité de production photovoltaïque de 4,25 MW et d'une capacité de stockage d'énergie de 105 kW/215 kWh, équipée de superchargeurs à refroidissement liquide et de bornes de recharge rapide.

Ce projet utilise des modules photovoltaïques en pérovskite pour les façades vitrées et les abris de voiture, garantissant un bon rendement énergétique même en conditions de faible luminosité. Le stockage de l'énergie repose sur des batteries semi-solides, offrant une sécurité supérieure aux batteries lithium classiques. Pour l'exploitation et la maintenance, des robots de nettoyage intelligents dépoussièrent automatiquement les panneaux photovoltaïques.

La base logistique nationale de la chaîne du froid de Nanjing, située dans le Jiangsu, est un centre de distribution agricole intelligent à zéro émission de carbone de très grande envergure. Couvrant une superficie de 530 mu (environ 35 hectares), le projet sera réalisé en trois phases. Il exploitera pleinement les ressources en carbone. Panneaux solaires photovoltaïques sur le toit , combiné avec stations de stockage d'énergie au phosphate de fer lithié , pour construire un microréseau intégré PV-stockage-recharge Ce système devrait permettre de couvrir 30 % des besoins en électricité pour l'entreposage frigorifique et de réduire les émissions de carbone d'environ 12 000 tonnes par an.

Le projet a officiellement débuté sa construction le 15 octobre 2025. Il est entendu que le projet prévoit également une zone de décollage et d'atterrissage pour drones sur le toit ; les drones de livraison décollant du toit de l'entrepôt frigorifique seront entièrement alimentés par des panneaux photovoltaïques et un système de stockage d'énergie.

Conditions d'application du modèle photovoltaïque-stockage-recharge : Le modèle de station énergétique intégrée photovoltaïque-stockage-recharge convient aux grands parcs logistiques frigorifiques, aux plateformes logistiques nationales du froid, aux usines agroalimentaires, etc., disposant de vastes surfaces de toiture ou de terrains inexploités. Ses principaux avantages sont de faibles coûts d'électricité à long terme, un taux d'autosuffisance élevé en énergie verte et la possibilité de bénéficier de subventions pour les bâtiments écologiques ou les parcs à zéro émission de carbone.

Les inconvénients résident dans l'investissement initial important, généralement de plusieurs millions voire de dizaines de millions de yuans, et dans un délai d'amortissement d'environ 6 à 8 ans. De plus, le projet nécessite la coordination du raccordement au réseau électrique et les procédures connexes.

2. Stockage d'énergie industriel et commercial et stockage frigorifique

Si l'entrepôt frigorifique est de petite taille ou ne remplit pas les conditions requises pour l'installation de panneaux photovoltaïques, un système de stockage d'énergie industriel et commercial distinct peut être mis en place. Le principal avantage de ce modèle réside dans l'arbitrage entre les prix de l'électricité en fonction des variations de consommation (heures creuses et heures pleines), notamment en chargeant le système de stockage pendant les heures creuses (nuit) et en le déchargeant pendant les heures de pointe (journée) pour alimenter l'entrepôt frigorifique.

Par exemple, un entrepôt frigorifique situé dans une certaine zone est équipé d'un système de stockage d'énergie de 500 kWh. Pendant les heures creuses (généralement de 23h00 à 7h00 le lendemain matin), le prix de l'électricité est d'environ 0,3 yuan/kWh ; pendant les heures de pointe (de 10h00 à 15h00), il est d'environ 1,0 yuan/kWh. Avec un cycle de charge et de décharge par jour, le profit d'arbitrage journalier est d'environ (1,0 - 0,3) × 500 × 0,9 (rendement charge/décharge) = 315 yuans. En supposant 330 jours de fonctionnement par an, le profit annuel est d'environ 104 000 yuans. Avec un investissement de 0,9 yuan/kWh pour le système, l'investissement pour 500 kWh est d'environ 450 000 yuans, avec une période de retour sur investissement d'environ 4,3 ans.

Cela n'inclut pas les économies réalisées sur les coûts d'électricité variables selon la demande ni la valeur de l'alimentation de secours. Les systèmes de stockage d'énergie peuvent également réduire le coût maximal de l'électricité des transformateurs en fournissant un complément de puissance pendant les heures de pointe, évitant ainsi leur surcharge. Parallèlement, ces systèmes disposent de capacités d'alimentation de secours hors réseau, prenant automatiquement le relais pour alimenter les équipements critiques, tels que les compresseurs et les ventilateurs des chambres froides, pendant plusieurs heures après une coupure de courant. De ce fait, dans la pratique, les avantages sont souvent encore plus importants.

Laiterie Xinhua Ouest de Chengdu, Sichuan : Cette usine transforme quotidiennement plus de 300 tonnes de lait frais. Le maintien de la chaîne du froid et les étapes de transformation en continu exigent une alimentation électrique fiable. L’usine a déployé un système de stockage d’énergie côté utilisateur de 1,25 MW/2,62 MWh afin de tirer parti des fluctuations de prix de l’électricité et de réduire ses coûts. Ce système sert également de source d’alimentation de secours pour prévenir la détérioration du lait frais en cas de coupures de courant imprévues.

Usine agroalimentaire Chenxin (Taïwan) : Cette usine a déployé un système de stockage d'énergie de 514 kWh après le compteur pour alimenter ses entrepôts frigorifiques de secours. Selon les statistiques de Taiwan Power, la région subit en moyenne 1,2 coupure de courant par an, avec un temps de rétablissement moyen d'environ 2,5 heures par coupure. Grâce au stockage d'énergie, l'usine évite des pertes potentielles d'environ 300 000 yuans par coupure. Le système participe également au programme de gestion de la demande de Taipower et bénéficie d'une subvention supplémentaire d'environ 50 000 yuans par an.

Port d'Odessa, Ukraine : Les tempêtes hivernales en Ukraine provoquent de fréquentes fluctuations du réseau électrique. L'entrepôt frigorifique du port a déployé deux systèmes de stockage d'énergie à refroidissement liquide de 261 kWh pour alimenter en secours un compresseur frigorifique de 85 kW. Le système a fonctionné en continu à une température ambiante de -25 °C, remplaçant ainsi les groupes électrogènes diesel dont l'autonomie était inférieure à 8 heures. Le promoteur du projet a déclaré publiquement qu'il s'agit de la seule solution énergétique n'ayant connu aucune interruption de service au cours des cinq dernières années.

Le parc industriel intelligent CCCC de Wuhan, dans la province du Hubei, est le premier parc industriel intelligent à chaîne du froid entièrement opérationnel de Chine centrale. Il est équipé d'un système de stockage d'énergie extérieur de 100 kW/215 kWh, principalement utilisé pour lisser les pics de consommation et compenser les creux afin de réduire les coûts d'électricité du parc. Selon les informations fournies par le projet, l'écart de prix entre les heures de pointe et les heures creuses est d'environ 0,78 yuan/kWh, ce qui génère un profit annuel d'arbitrage d'environ (0,78 × 215 × 0,9 × 330) = 49 800 yuans. L'investissement dans le système s'élève à environ 190 000 yuans, avec un retour sur investissement d'environ 3,8 ans.

Comparativement aux modèles intégrés photovoltaïques-stockage-recharge, les modèles de stockage d'énergie commerciaux et industriels sont plus adaptés à des applications telles que les usines agroalimentaires, les entrepôts frigorifiques de petite et moyenne taille, les centres de distribution des supermarchés et les entrepôts frigorifiques pharmaceutiques. Leur principal avantage réside dans un seuil d'investissement plus bas ; l'investissement pour un système de stockage d'énergie dans un entrepôt frigorifique de taille moyenne se situe généralement entre quelques centaines de milliers et plusieurs millions de yuans, avec un retour sur investissement d'environ 3 à 5 ans. De nombreux projets peuvent adopter le modèle de contrat de performance énergétique (CPE), où les fournisseurs de services de stockage d'énergie investissent dans la construction des installations et où les propriétaires partagent les économies réalisées sur les coûts d'électricité, sans investissement initial.

Il est toutefois important de noter que les rendements dépendent fortement des écarts de prix de l'électricité entre les périodes de pointe et de creux. Fin 2025, l'écart de prix moyen entre les périodes de pointe et de creux pour électricité industrielle et commerciale Le coût de l'électricité dans l'ensemble des provinces chinoises était d'environ 0,72 RMB/kWh, certaines provinces comme le Guangdong, le Zhejiang, le Jiangsu et le Shandong dépassant les 0,85 RMB/kWh, tandis que d'autres provinces du centre et de l'ouest affichaient des prix inférieurs à 0,5 RMB/kWh. Dans les zones où l'écart de prix est inférieur à 0,6 RMB/kWh, le retour sur investissement des projets de stockage d'énergie peut excéder sept ans, ce qui compromet fortement leur rentabilité.

En résumé, si un entrepôt frigorifique dispose de plus de 5 000 mètres carrés de surface utile en toiture et d'une consommation électrique annuelle supérieure à 2 millions de kWh, le modèle photovoltaïque avec stockage et recharge (PV-SCDMA) offre une meilleure rentabilité à long terme. Si l'entrepôt est plus petit ou si les fonds sont limités, et qu'un retour sur investissement est attendu sous trois ans, le modèle de stockage d'énergie industriel et commercial est plus adapté.