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.
« 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.
On note que l’orgine Est franco espagnole par contre quand y a des lobbies , c’est toujours un autre qui applique pour la tester . Pourquoi? Demander au lobby gaz en France ils vont vous répondre . ÇA reste expérimentale . Mais c’est Plus qu’intéressant quand le réseau est par exemple nucléaire , éolien et photovoltaïque ( en alternative prod ) que le pic est supérieur à offre mais en prodiode globalement de nuit l’hiver . Quand y a de la neige pendant 3 jours y plus de chauffage car le réseau il est par terre . Intéressant le coupblage… Lire plus »
Merci pour cet article! En France et dans le grand public, cette technologie semble méconnue, alors qu’elle va jouer un rôle primordial dans le futur et particulièrement en Allemagne, avec un grand nombre potientiel de vielles centrales au charbon qui pourraient être ainsi converties en station de stockages zéro émissions.
Rien de nouveau là dedans. Le stockage d’énergie thermique dans de la roche existe déjà mais les sociétés françaises développant cela ne bénéficient certainement pas de la même couverture médiatique. La société Idhelio stocke l’energie thermique dans un lit de roche et est en mesure de la restituer sous forme électrique au travers d’une turbine et d’un cycle ORC. Ecotech Ceram stocke quant à eux l’énergie thermique dans des céramiques réfractaires.
Tout a fait. La difference est le fait qu’ils ont déjà developé un projet pilote et un demonstrateur et prevoient maintenant dans seulement quelques années la phase industrielle à grande echelle. Ils maitrisent aussi toute la chaine industrielle, des turbines à vapeurs jusqu’au alternateurs. Dans le même temps, en France, on préfère brader Alstom à GE, qui s’empresse de demanteler le savoir faire Francais…
Une solution de plus pour le stockage de l’énergie ! Quand je pense que certains écrivent encore « On ne sait pas stocker l’énergie », on ne peut que leur conseiller de s’informer.
La question est combien ca coûte?
Il n’y a aucun mystère côté prix pour toutes les solutions de stockage, du KWh sur Li-Ion au KWh/STEP alors que le floue oscille dans un rapport de 1 à 4 pour le coût d’un réacteur nucléaire. Mais plus le temps passe, plus il se précise vers le haut de la fourchette , « 4 fois plus cher que le budget annoncé »
Et non, l’énergie électrique ne se stocke pas… Il faut la transformer sous une autre forme (chimique, thermique, …) pour avoir stockage (ce qui induit des pertes à chaque conversion).
Pour ceux qui ne savent pas lire j’ai parlé de stockage d’énergie pas d’électricité
J’ajouterai que l’on sait stocker directement l’énergie électrique mais en petite quantité, avec les condensateurs qui stockent bien des charges électriques sans nécessiter d’électrolyte comme dans les batteries qui en font une énergie chimique.
La société carolo bien connue ACEC propose un systéme équivalent au particuliers appelé Accubloc. https://www.acec-chauffage.com/accubloc/
A priori cela paraît idiot de dégrader de l’énergie noble (électricité) en énergie bas de gamme (la chaleur). Cela produit de l’entropie. Et la conversion chaleur vers électricité est forcément assez mauvaise.
Ceci dit, faut voir le résultat, si la température est très élevée, le rendement de reconversion sera meilleur.
L’idée est aussi d’absorber les pics de production électrique quand le prix du kWh devient négatif! On peut aussi imaginer un chauffage solaire à concentration pour charger les roches. L’idée de reconvertir des centrales thermique est intéressante, en effet.
Si on se focalise sur le rendement, ca peut en effet sembler absurde. Mais il faut prendre en compte qu’il s’agit d’un changement de paradigme: j’usqu’a present produire de l’electricité coute cher. Avec la part des energies renouvelables qui se raprochent ou même dépassent les 50% dans le mix dans certains pays, il faut changer de modèle. La matière première ne coute plus rien, elle est gratuite (c’est seulement la construction et la maintenance qui coute quelque chose), mais la production n’est pas pilotable. Donc si il a des pertes pendant le stokage, ce n’est pas primordial puisque la production… Lire plus »
Ce que vous dite est complètement faux: le charbon, le petrole, le gaz et l’uranium sont tout aussi gratuit, ce que l’on paye c’est les infrastructures nécessaires pour pouvoir les utiliser et le terrain sur lequel on les met. Le vent et le soleil à quantité d’energie égale sont beaucoup plus diffus que les énergies fossiles et le nucléaire, il faut donc beaucoup plus d’infrastructures pour les exploiter, ce qui logiquement devrait les rendres plus chères. Or si aujourd’hui elles sont relativement peu cher, c’est que ces infrastructures en question sont construites avec des énergies fossiles: il faut brûler des… Lire plus »
Oui, certes, et donc?
Ce qui est complétement faux, c’est ce que vous dites vous mêmes, toutes ces énergies fossiles sont loin d’être gratuites comme le vent ou le Soleil. les coûts d’extraction et de transformations avant de pouvoir les utiliser sont même colossaux seule la matière première brute est gratuite, avec un record de coût pour le nucléaire par exemple. Il faut extraire et traiter une tonne de minerai uranifère pour ne produire que 500 grammes de « Yellow cake ». Ce traitement consistant dans un premier temps à concasser les roches en une fine poudre à l’aide, là encore, de broyeuses fonctionnant aux énergies… Lire plus »
si l’allemagne Est au charbon c’est qu’elle en possède . Les autres sources d’energies , on les possède pas , on cherche des solutions alternatives à une prod électrique et son stockage , et le meilleur matériaux pour stocker . L’enr Est alternatif , transformer l’eleC peut paraître absurde mais le besoin instant T+1 par l’enr Vous le produisez pas forcément , donc faut stocker à l’instant T quand il se présente. Si on prend certain pic de prod , ni l’enr ni le nucléaire y répondent à l’instant T quand il y a lieu: le concept de la centrale… Lire plus »
L’idée est justement de lier les réseaux chaleurs et la production d’électricité: donc si il y a des pertes de chaleurs au niveau de la conversion, la chaleur peut toujours être en partie récupérée par exemple pour un réseau de chaleur urbain ou la production de vapeur pour un processus industriel qui produit ou à besoin de chaleur. Ça ne réduit pas les pertes à zéro bien sur (à cause du deuxième principe de la thermodynamique…), mais ça permet d’augmenter le rendement total de l’installation.
L’hiver en journée y a pas de pics . Le besoin il est la nuit , le chauffage elec individuel par exemple ou par le biais d’un réseau de chaleur urbain. Le soir , la nuit , le pic besoin dépasse l’offre . En journée par exemple au Havre , vous pouvez d’une centrale produire de l’elec => pour ce type d’infrastructure , stocker l’energie , et la libérer la nuit de la même journée pour absorber le pic et produire 30%delec de + en + de la centrale nucléaire . Revalorisation de site d’une centrale à charbon par exemple… Lire plus »
L’ideal C’est pas le retransformation de la chaleur elec mais en réseau de chaleur . En gros si on prend des villes comme Strasbourg ou plus petite pour la faisabilité de faire un réseau de chaleur urbain , c’est Limiter le pic elec par une alternative chauffage alternatif qui crée le pic besoin elec . Le rendement devient intéressant 98% issu de l’énergie nucléaire . Le nord y a 1 centrale . Flamanville pour la Normandie ect ect .
L’ideal En France , vu que tout est connectée au réseau , c’est évaluer le pic besoin en elec l’hiver , estimer l’equivalent Foyer , prendre X ville = aux nb foyer calculé, les mettre en réseau chauffage urbain . Ça permet d’avoir jamais de pic la nuit l’hiver car c’est plus un besoin Kw/h en elec , et en journée être capable par le smart grid de stocker l’energie Pour la restituer en chaleur ( pas en elec ) , ça fait le meilleur rendement issu de l’elec ( efficacité d’un réseau hybride )