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  • AirBattery et CAES, clés de la transition énergétique

    AirBattery et CAES, clés de la transition énergétique

    Lorsque le vent et le soleil s’arrêtent, il faut des réserves fiables. Les systèmes de batterie classiques atteignent leurs limites lorsqu’il s’agit de grandes quantités d’énergie et de longues périodes de stockage. C’est là qu’interviennent les accumulateurs à air comprimé. Ils transforment l’énergie excédentaire en air comprimé et le stockent dans des cavernes souterraines pendant des jours, des semaines, voire des mois. En cas de besoin, l’air est à nouveau détendu pour produire de l’électricité. L’AirBattery et les systèmes CAES modernisés représentent un tournant dans la technologie de stockage.

    Combinaison innovante d’air comprimé et d’eau
    L’AirBattery utilise des cavernes de sel pour stocker de l’air comprimé à une pression pouvant atteindre 200 bars. La détente de l’air déplace l’eau qui entraîne une turbine. Un circuit d’eau fermé assure une grande efficacité avec une faible utilisation de ressources. Les premiers projets pilotes montrent des rendements de 47 %, et la première installation industrielle devrait voir le jour en Allemagne en 2027/2028.

    CAES avec plus de 70% de rendement
    Alors que les anciennes installations CAES se situaient entre 40 et 55 %, de nouveaux développements, comme ceux de la North China Electric Power University, montrent que la récupération thermique et l’hybridation permettent désormais d’atteindre 70 %. Cette innovation rend le CAES économiquement attractif pour la première fois, avec des coûts de production d’électricité compris entre 55 et 120 €/MWh. Parallèlement, la consommation de matières premières est réduite de manière drastique, car aucun métal rare n’est nécessaire.

    Le potentiel est énorme
    Rien qu’en Europe, il existe de très nombreuses cavernes de sel appropriées, avec un potentiel de stockage équivalent aux deux tiers de la consommation annuelle d’électricité. En Suisse, les formations granitiques, les anciennes forteresses ou les cavités stratégiques offrent des opportunités comparables. L’utilisation d’infrastructures existantes rend le CAES particulièrement durable et rentable.

    Rentabilité et potentiel de marché
    CAES marque des points grâce à des économies d’échelle et une longue durée de vie. Les investissements sont particulièrement rentables pour les grandes installations avec des périodes de stockage de plus de 8 heures. Le délai d’amortissement est de 6 à 11 ans et le retour sur investissement peut atteindre 12 %. D’ici 2030, 10 à 20 % des besoins de stockage dans le monde pourraient être couverts par des CAES, ce qui correspond à un marché de plus de 100 GW de puissance.

    La Chine montre ce que l’Europe peut apprendre
    La Chine montre comment une gestion politique ciblée peut faire avancer les technologies de stockage. Des réglementations claires, des subventions publiques et des lignes de crédit vertes y stimulent massivement le développement. L’Europe ne dispose pas encore d’un cadre comparable. Pour exploiter le potentiel, il faut des instruments de soutien ouverts à la technologie, des autorisations plus rapides et des incitations pour les services de réseau.

    Bilan climatique et durabilité
    CAES atteint des émissions de cycle de vie de seulement 20-50 g CO₂/kWh, bien en dessous des centrales à gaz et souvent meilleures que les systèmes de batteries. Grâce à ses composants durables, à son faible encombrement et à sa conception respectueuse des ressources, CAES devient un élément constitutif d’un avenir énergétique climatiquement neutre. La combinaison avec le power-to-gas ou les systèmes de batteries offre une flexibilité supplémentaire.

    Le stockage d’air comprimé devient un facteur de réussite stratégique
    AirBattery et les systèmes CAES modernes pourraient devenir l’épine dorsale de l’approvisionnement énergétique de demain. Leur capacité à stocker efficacement l’énergie renouvelable sur de longues périodes en fait une véritable alternative, y compris sur le plan économique et environnemental. Pour les fournisseurs, les services publics et les investisseurs, c’est le moment de mettre en place des projets pilotes et de créer des conditions réglementaires. Les années à venir détermineront si le CAES passera du statut de produit de niche à celui d’élément du système de la transition énergétique.

  • L’énergie solaire pourrait résoudre les problèmes énergétiques suisses

    L’énergie solaire pourrait résoudre les problèmes énergétiques suisses

    Seul le photovoltaïque peut montrer à la Suisse la voie d’un avenir sans CO2, écrit Peter Richner, directeur adjoint de l’Institut fédéral des essais et de la recherche sur les matériaux ( Empa ), dans un article pour Avenir Suisse . Il est basé sur l’identité dite de Kaya, que le scientifique japonais Yoichi Kaya a utilisée en 1993 pour décrire la quantité totale d’émissions anthropiques de CO2 en fonction de quatre facteurs. Le quatrième seul, une réduction de l’empreinte CO2, a un potentiel suffisant, selon Richner, pour atteindre les objectifs climatiques de la Suisse – grâce à une expansion massive du photovoltaïque.

    Si seulement 50% de tous les toits suisses étaient équipés de modules solaires, l’électricité provenant des centrales nucléaires serait superflue. Richner le démontre en termes d’offre et de demande d’électricité pour 2015. Cependant, si tous les toits et de plus en plus les façades des bâtiments étaient équipés de panneaux solaires, l’écart de production en hiver pourrait également être compensé. Dans le même temps, cependant, il faudrait trouver des solutions pour pouvoir utiliser une part aussi importante du surplus d’électricité que possible en été, à la fois sur une base quotidienne et à d’autres moments de l’année.

    Pour une flexibilité d’utilisation accrue, les systèmes de stockage journalier pourraient déplacer des charges, par exemple via des batteries ou de l’hydrogène. La numérisation offre des opportunités pour la création nécessaire de la flexibilité dans la consommation et la production. L’excès d’électricité pourrait être converti en hydrogène en été et éventuellement, avec le CO2 de l’air, en méthane ou en hydrocarbures synthétiques liquides. Ces sources d’énergie chimique peuvent être facilement stockées et utilisées de différentes manières. Enfin, les systèmes de stockage de chaleur saisonniers pourraient être chargés avec un surplus d’électricité afin de réduire la consommation d’énergie en hiver.

    Le potentiel d’efficacité énergétique, un autre facteur influençant de l’identité Kaya, est loin d’être épuisé, dit Richner. Cependant, les réalisations dans ce domaine seraient contrebalancées par une demande d’électricité plus élevée, des importations d’électricité fossile de l’étranger en hiver ou une consommation d’électricité accrue.

    Afin de parvenir à une Suisse climatiquement neutre, l’un des quatre facteurs de l’identité Kaya doit être nul ou le produit restant est compensé par des technologies négatives en CO2 telles que la séparation du CO2 de l’air et son stockage. Les politiciens doivent fournir un cadre décisif pour cela tant que les centrales nucléaires fonctionnent encore.