Le stockage d’électricité du futur

Comment stocker l’énergie électrique excédentaire pendant une période prolongée ? Quel est le stockage d'électricité du futur ?

Afin de faire avancer le tournant énergétique et de laisser à nos descendants un environnement largement intact, l’utilisation des énergies renouvelables (éoliennes par exemple) pour la production durable d’électricité et de chaleur doit être davantage encouragée. Comme la production d’énergie par le soleil et le vent varie en fonction des saisons et des conditions météorologiques, le stockage d’électricité est la technologie de transition de l’approvisionnement énergétique. Mais comment stocker l’énergie électrique excédentaire pendant une période prolongée ? Quel est le stockage d’électricité du futur ?

Stockage d’électricité possible dans le futur

La transition énergétique entraîne un couplage des secteurs. Cela signifie que les applications des domaines de l’électricité, de la chaleur et de la mobilité basées sur les énergies renouvelables se mettent en réseau. A voir aussi : Quelle est l’importance du stockage d’électricité ?. Dans ce contexte, le stockage d’électricité du futur jouera un rôle décisif à l’avenir.

De nombreuses solutions innovantes sont déjà développées sous le terme générique de « Power-to-X ». « Power » représente ici les surplus d’électricité qui apparaissent à certains intervalles de temps. La lettre « X » fait référence aux différentes formes d’énergie ou à leur utilisation. Les technologies power-to-X peuvent être classées comme suit :

Power-to-Gas (production de gaz à partir d’électricité)

Power-to-Heat (production de chaleur à partir d’électricité)

Power-to-Liquid (production de carburant liquide à partir d’électricité)

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Power-to-Gas

Dans le stockage d’électricité du futur il y a le power-to-gas relie l’infrastructure électrique et gazière et augmente la part des énergies renouvelables dans l’approvisionnement énergétique. En utilisant de l’électricité renouvelable, de l’hydrogène ou du méthane est produit sans CO2 (CO2 : dioxyde de carbone/dioxyde de carbone). Jusqu’à présent, l’utilisation des technologies power-to-gas pour le stockage saisonnier de l’électricité est plus ou moins sans alternative. Voir l’article : Solution de stockage d’électricité hybride pour les ménages. Le power-to-gas n’est pas encore économiquement réalisable. Selon les estimations, ce sera le cas dans 10 à 20 ans.

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Power-to-Heat

L’objectif est d’établir l’électricité issue des énergies renouvelables dans le secteur du chauffage. L’énergie renouvelable c’est le stockage d’électricité du futur. Les chauffe-eaux instantanés à grande échelle ou les fours industriels électriques et les chaudières à électrodes, par exemple, doivent y contribuer. Mais les chauffages directs à l’électricité et à accumulation ainsi que les pompes à chaleur électriques font également partie du concept. Sur le même sujet : Le stockage d’électricité pour les caméras. Les pompes à chaleur et les chaudières, en particulier, peuvent être utilisées dans des puissances allant de quelques kilowatts à plusieurs mégawatts. Il est ainsi possible d’alimenter en chaleur ambiante et en eau chaude des bâtiments individuels ainsi que des quartiers entiers de manière renouvelable. Malheureusement, les installations power-to-heat ne sont actuellement guère rentables.

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Power-to-liquid

Lors de l’électrolyse, le CO2 et l’eau sont transformés en hydrogène. Celui-ci peut être utilisé directement, mais aussi être stocké dans un stockage d’électricité. L’hydrogène peut être reconverti à tout moment en énergie électrique. Il peut également être transformé en gaz et en carburant synthétique. Si l’électrolyse se fait avec de l’électricité issue d’énergies renouvelables, tu obtiens par exemple un écocarburant synthétique.

La première installation de production à l’échelle industrielle doit maintenant voir le jour en Norvège. Dès le début de la production en 2023, il est prévu de produire 10 millions de litres par an, puis 100 millions de litres à partir de 2025. Les partenaires européens du projet veulent prouver que cela est économiquement réalisable

Batterie Carnot

Outre les possibilités de stockage d’électricité du futur mentionnées ici, il existe de nombreuses autres approches innovantes – par exemple la batterie Carnot. Ce système de stockage d’électricité est encore en phase de développement. L’électricité est transformée en chaleur dans un réservoir à haute température. Le sel liquide, les pierres ou les métaux liquides doivent ensuite stocker cette énergie presque sans perte. La transformation en électricité est à nouveau possible via un processus de production de vapeur.

Accumulateurs en pierre

Sans blague – les pierres pourraient également être les stockages d’électricité du futur. Des chercheurs américains ont modifié des briques de manière à ce qu’elles stockent et transmettent de l’électricité. Un revêtement spécialement développé à partir de nanofibres d’un plastique conducteur d’électricité pénètre l’intérieur poreux des briques.

Associées à des cellules solaires, 50 briques devraient alimenter un éclairage de secours pendant cinq heures. En juin 2019, un stockage d’électricité composé d’environ 1 000 tonnes de roche volcanique a été inauguré à Hambourg-Altenwerder. Un chauffage par résistance alimenté par l’électricité et une soufflerie génèrent un flux d’air chaud qui chauffe les pierres volcaniques à 750 degrés Celsius. Le stockage d’électricité électrothermique peut, si nécessaire, reconvertir l’énergie accumulée en électricité via une turbine à vapeur. 130 mégawattheures d’énergie thermique peuvent être stockés pendant environ une semaine. Dans un avenir proche, plusieurs gigawattheures devraient déjà être stockés. Cela suffirait à alimenter plusieurs centaines de milliers de foyers en électricité.

Quel stockage d’électricité du futur est réellement viable ?

Plus les énergies renouvelables seront utilisées pour l’approvisionnement en électricité, plus le stockage d’électricité sera important. Les techniques actuellement disponibles ne pourront pas y faire face à elles seules.

Il existe aujourd’hui de nombreuses solutions et de nombreux projets de recherche, petits et grands, pour le stockage d’électricité du futur. Cependant, ils sont souvent encore trop chers ou se trouvent dans la phase de planification et de développement. C’est pourquoi la recherche et le développement sont actuellement au cœur de l’actualité du stockage de l’électricité. C’est surtout l’utilisation économique et la maturité du marché qui posent encore un problème. L’hydrogène semble avoir les meilleures chances dans ce domaine. Avec sa stratégie nationale pour l’hydrogène, le ministère de l’Écologie a créé un « cadre d’action pour la production, le transport, l’utilisation et la réutilisation futurs de l’hydrogène et donc pour les innovations et les investissements correspondants ».

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