Stockage de l’énergie renouvelable :
ce qu’il faut savoir
Lorsque nous parlons de stockage, nous parlons de stockage physique et non pas virtuel. C'est-à-dire le stockage d’électricité produite à partir de sources renouvelables. Tour d’horizon des solutions qui existent actuellement, et des solutions complémentaires.
Pourquoi le stockage ?
Avec la montée en puissance des énergies renouvelables vient inexorablement la question du stockage. Certaines de ces sources d’énergie sont variables, et ne produisent pas de façon constante, ou alors pas forcément au moment des pics de demande. C’est pour cela que diverses solutions sont déployées, dont le stockage.
Cet aspect sera indispensable pour atteindre un mix 100 % énergie renouvelable (EnR), tout comme la flexibilité, dont nous vous avons déjà parlé.
L’un des objectifs du stockage est donc d’accompagner le renforcement des EnR tout en assurant l’équilibre entre leur production et la consommation.
L’Ademe définit ainsi le stockage de l’énergie :
Quels moyens de stockage ?
Si le moyen de stockage le plus connu du grand public à l’heure actuelle est la batterie, il en existe d’autres pour permettre de stocker l’électricité produite par les énergies renouvelables et la restituer au meilleur moment. Différentes technologies de stockage sont aujourd’hui disponibles ou à l’étude. Les différentes technologies citées ci-dessous ont différents niveaux de maturité et existent depuis plus ou moins longtemps. Voici les principales :
1 . Les STEP. Cet acronyme veut dire Système de Transfert d’Energie par Pompage et fonctionne ainsi : l’électricité est utilisée pour pomper de l’eau d’un bassin situé en contrebas vers un bassin situé plus haut. L’électricité est donc stockée sous forme de retenue d’eau. Pour générer de l’électricité, il suffit de laisser descendre l’eau vers le bassin du bas en la faisant passer par une turbine. Les STEP sont des systèmes exploités depuis des décennies en France et qui ont l’avantage d’avoir un bon rendement : 90 % de l’énergie stockée est obtenue lors de la décharge. Cependant, les lieux permettant de créer des STEP, avec des fortes différences d’altitude entre les bassins sont déjà exploités. Il n’est donc pas possible d’augmenter fortement le stockage par ce biais.
2. Le stockage par air comprimé – CAES. L’électricité vient alimenter un compresseur. L’air comprimé est stocké dans des cavernes souterraines, où il circulera ensuite vers une turbine pour re-produire de l’électricité. Ce type de stockage reste encore limité à quelques sites à l’échelle mondiale et à des rendements situés entre 50 % et 70 %.
3. Le “power to gas” avec de l’hydrogène. Lors d’une forte production d’énergie renouvelable, le surplus d’électricité va être utilisé pour produire de l’hydrogène avec le procédé suivant : un électrolyseur va casser des molécules d’eau pour en extraire l’oxygène d’une part et l’hydrogène de l’autre. Le gaz est ensuite stocké soit sous forme comprimée soit liquéfiée ou même solidifiée. Il sera ensuite utilisé via une pile à combustible pour produire de l’électricité (et de l’eau), en le recombinant à l’oxygène. L’hydrogène peut être utilisé autrement que pour produire à nouveau de l’électricité, par exemple pour des véhicules ou des bateaux. L’utilisation d’hydrogène comme moyen pour équilibrer les réseaux électriques reste embryonnaire aujourd’hui quoi que des batteries à hydrogène existent dans des formats de taille moyenne, adaptés à la stabilisation de réseaux locaux. Elles ont l’avantage de permettre un stockage saisonnier mais avec un rendement modéré.
4. Les volants d’inertie ou stockage d’énergie cinétique. L’électricité produite en trop est utilisée pour faire tourner à très grande vitesse une masse autour d’un axe cylindrique dans un caisson isolé. Cette rotation du cylindre crée ainsi de l’énergie cinétique qui peut ainsi être stockée de cette façon. Cette énergie est ensuite récupérée sous forme d’électricité grâce à un alternateur, sur le même principe qu’une dynamo. Cette technologie n’est pas utilisée à grande échelle aujourd’hui.
5. Les batteries. Le stockage d’électricité s’effectue grâce à des réactions électrochimiques qui consistent à faire circuler des ions et des électrons entre deux électrodes. Les composants chimiques peuvent être différents d’une technologie à une autre, créant ainsi une grande variété de batteries. La plus connue est la batterie Lithium Ion, largement utilisée dans les ordinateurs et téléphones, les véhicules électriques ou même à plus grande échelle. Ces batteries ont l’avantage d’avoir un rendement élevé, de l’ordre de 90 % pour du stockage de court terme. Elles présentent cependant des enjeux environnementaux importants. D’autres technologies, par exemple à base de sodium, ont fait leur apparition, quoi qu’elles ne soient pas toujours disponibles pour le grand public.
6. Le stockage électromagnétique – SMES. Encore en développement, cette solution consiste à créer, grâce à de l’électricité, un champ magnétique dans une bobine. L’électricité peut ensuite être récupérée, mais dans un laps de temps très court.
À noter que l’énergie peut aussi être stockée sous forme thermique, par exemple en chauffant une masse d’eau. On sort alors de l’électricité car cette chaleur n’est pas reconvertie par la suite.
Chez Enercoop, nous encourageons la solidarité et la réalisation de projets collectifs. C’est pourquoi nous accompagnons aujourd’hui les projets citoyens d’énergie renouvelable et la flexibilité de consommation pour réduire les besoins de stockage.
