Le développement des énergies renouvelables nécessitera des capacités de stockage de plus en plus importantes. La société Siemens Gamesa a mis au point une nouvelle technologie de stockage de l’électricité en la transformant en chaleur et en stockant celle-ci dans des roches volcaniques. Cette énergie peut ensuite être restituée sous forme d’électricité par une turbine à vapeur. Selon ses concepteurs ce procédé est moins coûteux que les batteries lithium-ion, il a un meilleur rendement que le stockage sous forme d’hydrogène et permet de stocker l’électricité pendant plusieurs semaines

La technique, dénommée ETES (Electric Thermal Energy Storage) est actuellement testée dans une installation pilote à Hambourg. Elle stocke l’électricité produite par un parc éolien voisin. Celle-ci est « transformée en chaleur dans une sorte de sèche-cheveux géant » nous explique Jennifer Wagner, ingénieure en chef du site. L’air chaud est soufflé dans une enceinte isolée thermiquement, contenant 1.000 tonnes de roches volcaniques concassées, lesquelles sont ainsi portées à une température de 600°C. L’épaisseur de l’isolant thermique est d’un mètre.

Pour restituer l’électricité lorsque le réseau en a besoin ou pour lisser la production des énergies intermittentes, cette chaleur est utilisée pour faire fonctionner une turbine à vapeur. Elle peut aussi être exploitée telle quelle dans des processus industriels. Le rendement du stockage sous forme de chaleur est alors de 98 %. En cas de reconversion en électricité le rendement du cycle complet est de 45 %. « C’est mieux qu’un stockage sous forme d’hydrogène, dont le rendement du cycle est inférieur à 35 % » prétend Jennifer Wagner.

Publicité
Installation de chauffe-eau solaire
Installation de chauffe-eau solaire

Demandez 3 devis comparatifs aux installateurs de votre région. Gratuit, sans pub et sans engagement.

« Un des atouts d’ETES  est qu’il s’agit d’un stockage à grande échelle sur une longue durée : nous ne parlons pas en mégawattheures mais bien en gigawattheures et d’une durée de stockage qui se compte en jours, voire en semaines » précise Maximilian Schumacher, business developper large storage chez Siemens Gamesa. « Pour stocker de telles quantités d’énergie avec un coût compétitif, vous avez besoin de grandes quantités de matériaux de stockage à bas prix » ajoute-t-il.
« Nous avons mené des recherches pendant des années pour trouver le matériau qui répond idéalement à ces caractéristiques et nous avons opté pour des roches d’origine volcanique que l’on trouve en grande quantité dans l’écorce terrestre » nous confie à son tour Hassan Oezdem, directeur de la R&D. « Contrairement aux batteries lithium-ion, notre technologie n’utilise pas de ressources rares ou stratégiques et la durée de vie d’une installation est estimée à 30 ans, contre 10 ans pour les batteries ». Avec un sourire, il conclut : « Nous avons inauguré un nouvel âge de la pierre, très prometteur ».

Reconversion de centrales thermiques

Siemens Gamesa, qui se présente comme une entreprise pionnière du secteur des énergies vertes, voit un autre avantage à son innovation : la possibilité de reconvertir les centrales électriques classiques utilisant des énergies fossiles, en stockages géant d’électricité renouvelable. Pour la production d’électricité, les générateurs de vapeur et les turbines pourraient en effet être réutilisées sans modification. Il suffit dès lors, pour offrir une 2e vie aux centrales à charbon qui seront condamnées tôt ou tard à la retraite pour cause d’urgence climatique, de remplir leurs immenses chaudières de concassés de roches volcaniques, d’y adjoindre le « sèche-cheveux géant », et … le tour est joué !

Autre possibilité : un stockage ETES pourrait être mis à profit par les industries à forte intensité énergétique, comme la sidérurgie. Leurs usines fonctionnent à « feu continu », 24 heures sur 24, et 7 jours sur 7. La solution de stockage développée par Siemens Gamesa pourrait récupérer et stocker la chaleur « fatale » que ces industries génèrent, la convertir en électricité et la vendre lors des pics de consommation, lorsqu’elle coûte le plus cher, créant ainsi un nouveau flux de revenus

L’industriel germano-espagnol ambitionne désormais de tester à plus grande échelle cette technologie, dans le cadre d’un projet de démonstration pré-commerciale. Programmé pour 2022, l’installation devrait avoir une capacité de stockage d’1 GWh ; elle nécessitera 10.000 tonnes de roches. Sa puissance en charge sera de 85 MW et de 30 MW en décharge. Le stade commercial capable de libérer des puissances de 100 MW, tant en charge qu’en décharge est annoncé pour 2025. « En théorie il n’y a pas de limite supérieure à la capacité de stockage d’un ETES » déclare Siemens Gamesa sur son site web.