L’utilisation des forces de gravité pour stocker l’électricité n’est pas neuve. C’est le principe des STEP (station de transfert d’énergie par pompage), la méthode de stockage la plus ancienne et toujours la plus utilisée dans le monde. La startup écossaise Gravitricity développe une technique alternative en exploitant les anciens puits de mine.
Actuellement 96 % des capacités mondiales de stockage d’électricité sont assurées par des stations de pompage-turbinage (STEP). La France dispose de 6 centrales de ce type, d’une puissance totale de 5 GW. Mais peu de sites se prêtent à la construction de nouvelles installations exploitant ce principe. C’est pourquoi d’autres techniques sont développées et vous sont régulièrement présentées ici.
La startup suisse Energy Vault a par exemple mis au point un système astucieux de stockage par gravité en utilisant des grues qui soulèvent des blocs de béton pour les empiler en formant une tour, puis les laissent redescendre un à un pour édifier une 2e tour. Pendant cette phase, le treuil électrique de la grue devient un alternateur, lequel, en freinant la chute des blocs, produit de l’électricité et l’injecte sur le réseau. L’avantage de cette invention est de permettre son installation à peu près partout.
La jeune entreprise écossaise Gravitricity développe quant à elle une technologie basée sur les mêmes principes de physique, mais au lieu de hisser des poids en hauteur, les treuils les laissent descendre dans d’anciens puits de mine. Ses fondateurs, imaginent des masses de 5.000 tonnes pouvant descendre jusqu’à 1.500 mètres de profondeur. Selon les configurations locales, la puissance développée par une telle installation peut varier de 1 à 20 MW et pourrait produire de l’énergie pendant 15 minutes à 8 heures. Ils annoncent un rendement de 80 à 90%, ce qui serait remarquable car supérieur à celui d’une STEP (qui est d’environ 75 %) et du même ordre que celui d’une batterie lithium ion. « Il est possible de ralentir ou d’accélérer la vitesse de descente des charges », explique Charlie Blair le directeur de la société, « ce qui permet de faire varier la puissance et la durée de la production d’électricité en fonction des nécessités ». Selon lui, la durée de vie d’une telle installation pourrait atteindre 50 ans. Mais, bien entendu, les câbles qui s’usent pendant le fonctionnement, devront être régulièrement remplacés.
Pour développer son concept et construire un prototype, Gravitricity a reçu une subvention de 750.000 € d’Innovate UK, l’agence britannique pour la promotion de l’innovation. Une somme qui s’ajoute aux 900.000 € que la startup a réussi à lever par une campagne de crowdfunding. Quant à l’Afrique du Sud, elle lui a octroyé 350.000 € pour mener une étude de faisabilité dans les anciens puits de mine du pays.
Pour rappel, en Allemagne, un projet vise aussi à reconvertir une ancienne mine de charbon en stockage d’électricité, mais il s’agit là de la noyer et d’en faire une STEP.
Campagne d’essais
Pour Gravitricity, la prochaine étape, prévue en octobre, sera la construction d’un prototype à échelle réduite, près d’Edimbourg. Il est prévu d’y construire une tour de 16 mètres. Les treuils, placés en hauteur, soulèveront deux poids de 25 tonnes. Lors de leur redescente, l’électricité produite sera injectée dans le réseau local. Les premiers tests, qui devraient être lancés en décembre, auront pour but de vérifier le temps de réaction du système. L’entreprise estime qu’il sera inférieur à la seconde. Elle vise en effet le marché des équipements prévus pour stabiliser les réseaux électriques en cas de risque de déséquilibre entre l’offre et la demande. Elle se positionne donc en tant que challenger des batteries stationnaires géantes qui ont déjà prouvé leur efficacité pour cet usage. Selon Charlie Blair, la solution proposée par Graviticity serait moins chère que les batteries.
Le 2e objectif de la campagne d’essais planifiée à Edimbourg sera de tester la capacité de produire de l’électricité en continu, pendant de longues périodes, en utilisant deux treuils qui hisseront et laisseront redescendre alternativement deux masses différentes.
Si ces tests sont couronnés de succès, la construction d’une centrale de 4 MW est déjà envisagée en 2021.
Pour en savoir plus : https://www.gravitricity.com/
C’est astucieux. L’idée leur est venue le jour où ils ont découvert qu’un ascenseur défectueux pouvait laisser tomber la cabine provoquant un crash bien énergétique!
Comme pour les STEP, la vraie difficulté est de trouver des sites d’installation. Les puits de mine disponibles sont-ils nombreux, profonds et avec quelle section?
Autre problème, beaucoup de mines abandonnées se retrouvent naturellement « ennoyées ». On pourrait certes treuiller des poids dans l’eau, mais cela augmente les pertes par frottement, et aussi cela réduit la capacité de stockage du fait de la « portance » archimédienne de l’eau qui diminue ainsi le poids apparent des poids!