Le 4ème défi de la transition énergétique, le stockage

Rédigé par Jean-Marie, le 26 Oct 2012, à 12 h 16 min

Suite de notre « revue » des défis auxquels nous confronte la transition énergétique devant faire face à l’explosion de la demande énergétique mondiale, le premier défi de la révolution énergétique concerne l’habitat producteur d’énergie. Le second défi concerne l’efficacité des énergies renouvelables visant à un objectif majeur : la parité réseau. Mais tout cela serait bien inefficace sans le 4ème objectif : celui du stockage de l’énergie.

Troisième défi énergétique : le stockage des énergies renouvelables rentables

stockage energieReste que rien ne servirait de produire des énergies renouvelables partout si on ne peut pas la stocker. En effet, le soleil ne brille que par intermittence, le vent souffle surtout la nuit et irrégulièrement tandis que la demande énergétique fluctue en permanence, … la production d’énergie propre est instable. Il faudra stocker toute cette énergie produire par des millions d’unités de production pour la restituer quand on en a besoin.

Aujourd’hui, les techniques ne sont pas matures mêmes si le stockage chimique de l’énergie en vue…. Des recherches prometteuses sont menées en France. Mais c’est sans doute de l’Europe que viendront les percées décisives avec les recherches menées, à coups de millions de subventions, sur le stockage par l’hydrogène. Le principe en est simple mais l’application difficile : si votre maison produit trop d’électricité, vous l’injectez dans de l’eau, ce qui produit de l’hydrogène.

Le stockage énergétique joue un rôle clé pour l’équilibre de la demande et de l’approvisionnement en énergie. Pour les professionnels, il aide également à sécuriser les contrats en énergie, car l’énergie peut être stockée pour une date future.

Une des techniques éprouvées pour stocker l’énergie consiste à remonter de l’eau dans les barrages quand l’électricité est abondante est en production et laisser s’écouler dans les turbines pour récupérer l’énergie immobilisée en cas de besoin. Inconvénient, on n’a pas de réservoirs d’eau de grande capacité partout … loin de là.

Les industriels développent plusieurs solutions de stockage énergétique. Plusieurs études et projets de démonstration des technologies de stockage de l’énergie sont déjà en place :

  • les dépôts de combustibles, le stockage d’énergie de l’air compressé (CAES – compressed Air Energy Storage) comme sur la photo ci-dessus ;
  • le stockage d’eau pompée (PH, Pumped Hydro Storage) et d’hydrogène sont des solutions à l’excès de production d’énergies renouvelables ;
  • Le stockage chimique de l’énergie est une autre solution : il s’agitd’utiliser des batteries végétales dans lesquelles on n’utilise plus des produits chimiques mais plutôt des substances organiques végétales.
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14 commentaires Donnez votre avis
  1. Le stockage n’est qu’un concept, certes séduisant, mais qui se heurte au fait qu’aucune solution technique n’existe à l’heure actuelle pour permettre de stocker les énormes quantités d’énergie nécessaires pour compenser le fait que les éoliennes ne produisent pas pendant 70% du temps et le solaire pendant 85% !
    Indépendamment du coût que cela représenterait, les installations chimiques ou hydrauliques (stations de pompage) qu’il faudrait construire occuperaient une partie de notre territoire, notamment la totalité de nos vallées alpines pour les stations de pompage.
    Quand on sait que l’éolien ou le solaire PV coûte 2 à 10 fois plus cher que l’électricité traditionnellement fournie par les centrales nucléaires, s’il fallait rajouter à leur coût intrinsèque celui des unités de stockages (dont on n’a pas encore la recette !), il est évident qu’on obtiendrait un chiffre prohibitif.
    N’en déplaise aux Verts (je m’adresse aux politiques, pas aux vrais écolos) : le stockage n’est qu’une vue de l’esprit, et donc les énergies renouvelables qui ne peuvent se développer sans stockage sont une impasse (voir ce qui se passe en Allemagne).

    • Jean-Marie

      Bonjour Alain et merci de tous ces commentaires instructifs et clairs.

      Je réagis juste en soulignant un de vos propos qui dit que c’est quant “on passe du qualitatif au quantitatif” que la vision ne tient plus.
      Vous avez tout à fait raison et cette critique est majeure contre les théories de Rifkin. On en a fait état ici : https://www.consoglobe.com/3eme-revolution-jeremy-rifkin-une-chimere-cg

      La question de savoir si un mix énergétique très large à base d’énergies renouvelables et moins polluantes peut répondre à l’explosion de la demande mondiale est en effet au coeur du débat sur la transition énergétique.
      bonne journée

  2. pourquoi ne parle-t’on jamais de stockage sous forme d’énergie cinétique ? Avec d’énormes roues ou rouleaux de quelques dizaines ou centaines de tonnes qui tournent sur elle-mêmes (éventuellement sous vide pour éviter les frottements) ne pourrait-on pas stocker quelques heures de l’énergie non utilisée ?

    • Faites le calcul, il est à la portée d’un étudiant de Terminale : pour stocker les TWh (milliards de KWh) nécessaires au fait que l’éolien ou solaire ne produisent pas environ 80% du temps (la France consomme 500 TWh d’électricité par an), les masses et vitesses des engins stockant l’énergie sous forme d’énergie cinétique auraient des proportions monstrueuses, et ne pourraient pas être fabriqués. En sus de la technique, les problèmes de sécurité posés seraient insurmontables.

  3. Je reste convaincue qu’il vaut mieux combiner plusieurs sources d’énergies renouvelables plutôt que de ne miser que sur une seule . Ne dit-on pas : ” l’union fait la force ? ” .

    • Votre raisonnement, intellectuellement satisfaisant, ne tient pas quand on passe du qualitatif au quantitatif.
      Sorti de l’éolien et du solaire et plus marginalement de la biomasse, il n’y a pas d’autre technologie industrielle. Et quand il n’y pas de vent ni de soleil, c’est à dire plus de la majorité du temps, l'”union” n’est plus qu’un leurre.
      Les débats sur la Transition Energétique, savamment confisqués par EELV et certains naïfs au PS (on peut être un bon politique mais un piètre ingénieur), ont fait naître des concepts et des raisonnements qui ne tiennent pas dans la réalité de tous les jours.
      Vouloir arrêter le nucléaire qu’il a fallu 50 ans à mettre au point et qui est une réussite nationale, pour des chimères servant de marchandage électoraliste, est un crime pour lequel les responsables devront un jour rendre des comptes devant le peuple.

  4. Enfin! on commence à aborder les vrais problèmes posés par les énergies dites renouvelables: Le stockage!… On découvre, enfin que ces énergies sont (très!) alternatives, et que si on ne peut pas les stocker, on ne pourra pas les utiliser pratiquement!… Le seul stockage de grandes quantités d’énergie actuellement opérationnel est le barrage de pompage (type Grandmaison) qui restitue, en heures de pointe, l’énergie produite en heures creuses. Les autres procédés sont à l’étude, mais aucun n’est vraiment opérationnel, pour l’instant, du moins à l’échelle industrielle!
    Enfin, tant que les conditions tarifaires de rachat de l’énergie par EDF seront aussi avantageuses qu’elles le sont, il est vain d’espérer que les petits producteurs chercheront à s’auto-alimenter! Il est bien trop “juteux” de vendre toute l’énergie produite et de la racheter, 4 fois moins cher, pour ses besoins propres! Quant à l’intérêt général, les “petits producteurs” s’en moquent éperdument!

    • Vous avez raison sur le piège des tarifs juteux de rachat des kWh produits par l’éolien et le solaire : il conduit ceux qui ont les moyens d’investir de se faire une rente sur le dos des autres (ceux qui n’ont pas les moyens) car les subventions sont financées par la taxe CSPE appliquée à toutes nos factures. Pas très social non ? Cela démontre au passage que EELV est mû par sa haine du nucléaire, pas par une éthique sociale.
      Quant aux stations de pompage comme Grand Maison, ouvrage gigantesque qu’il est difficile de reproduire dans nos montagnes, elle ne peut, malgré sa taille, que permettre de passer les “pointes” de consommation, soit quelques heures par an.
      Pour compenser l’intermittence des énergies dites renouvelables, il faudrait des installations permettant de compenser l’absence de ces énergies sur 80% de l’année soit plus de 5000 h, vous voyez donc pourquoi il ne faut pas espérer résoudre le problème de l’intermittence avec des stations de pompage. Mais elles sont très utiles pour les pointes, et évitent des coupures.

  5. A part stocker le CO2 (1m3 de bois stocke l’équivalent d’1 tonne de Carbone), je ne crois pas que le BOIS soit une solution de centrale énergétique alors que la BIOMASSE en est une. A double titre, une centrale de cogénération biomasse détruit toutes sortes de déchets organique (en quantité énorme) et produit de l’énergie à un coût de plus en plus bas. Et là , la biomasse n’est ni complexe, ni trop polluante !

  6. L’électricité stockée sous forme d’hydrogène peut être injectée dans le réseau de transport ou de distribution de gaz naturel. E.ON a construit une centrale pilote au pied d’une éolienne qui fonctionne très bien.
    De plus, l’hydrogène combinée au CO2 donne un gaz de synthèse qui présente les mêmes propriétés énergétiques que le gaz naturel et qui pourra donc être stocké et distribué de même.

  7. BONjour,

    Par rapport aux 2 intervenants, je pense que, comme rarement, il n’y a pas une solution dans une source d’énergie. Il s’agit bien plutôt de combiner intelligemment les différentes sources renouvelables à disposition et en fonction des particularités régionales.

    L’éolien paraît élégant à certains, horrible pour d’autre. Si j’apprécie la grâce des pâles, je ne conçois pas de défricher des côtaux pour acheminer les énormes éléments constituant les éoliennes. Par contre, lorsque l’accès est donné, l’éolien m’apparaît judicieux.

    Idem pour le solaire, je trouve dommage de sacrifier des terres à des champs de panneaux, alors que nombre de toits sont “nus” et idéalement orientés. La mode est aux toits plats, qu’attendons-nous pour les couvrir? Encore une précision s’agissant du solaire… prenons garde à la manière dont il est fabriqué. Atuellement, le solaire indigène est asphyxié par le solaire asiatique qui est produit dans des conditions innommables et qui plus est est vendu à perte (dumping) pour innonder et asphyxier (jutement) le marché…

    Le bois est une formidable matière, au niveau du CO2, le mieux est de l’utiliser comme bois d’oeuvre. Les déchets peuvent par contre avantageusement être valorisés. Reste que la méthode de Jean Pain me semble procurer beaucoup plus d’énergie (compost, chaleur, méthane) que la combustion!

    Avis aux amateurs et au plaisir de lire vos commentaires!

  8. les éoliennes polluent le champ de vision des analphabètes qui auraient interdits les moulins à vent, la tour Eiffel, l’invention du feu,des métaux toutes innovation à partir du moment ou c’est inventé
    (le bois ne fume pas n’envoie pas de carbonne dans l’air )

  9. ca fait 30 ans que cela existe en france pour l’énergie nucléaire!!

    Stocker et restituer l’énergie en masse : on sait faire ! Il existe une dizaine de STEP en France,certaines couplées au parc électronucléaire depuis 30 ans, qui permettent de stocker en masse l’énergie produite en excès la nuit par les centrales nucléaires et de la restituer de jour.

    Une STEP est constituée de 2 bassins d’eau, séparés par un dénivelé de 1000 m environ pour les stations les plus importantes. Entre les 2 bassins, des pompes qui, la nuit, refoulent l’eau du bassin aval vers le bassin amont. Le jour, entraînées par l’eau provenant du bassin amont, des turbines produisent de l’électricité qui est injectée sur le réseau. L’eau circule en circuit fermé d’un bassin dans l’autre. Ces installations, situées en montagne, ne sont pas alimentées par des cours d’eau comme les barrages hydroélectriques traditionnels.

    Compte tenu des opérations de stockage et déstockage de l’énergie, le rendement des STEP est de 82 à 85 %. Cette méthode occasionne donc des pertes, auxquelles il faut ajouter les pertes en ligne lors de l’acheminement de l’électricité des centrales vers les STEP. Cependant, dans le cadre du parc électronucléaire, on a su s’en accommoder sans que personne n’y trouve rien à redire. Imaginons que le développement de l’éolien en vienne à nécessiter ce type de stockage : que n’entendrions-nous pas au sujet des pertes ?

    Six grandes unités totalisent 90% de la capacité totale des STEP : Grand Maison (Alpes), Montézic (Massif Central), Super Bissorte (Alpes), Revin (Ardennes), Le Cheylas (Alpes) et La Coche (Alpes). Et une unité est à venir : la STEP souterraine de Nouvelle Romanche (Alpes). La puissance totale des STEP actuellement installées en France est de 6 000 MW. En comparaison, les réacteurs nucléaires français les plus puissants ont une puissance unitaire de 1 495 MW. Les STEP représentent une production annuelle potentielle de 6 à 7 TWh(2).

    Bien avant l’apparition du nucléaire, la toute première STEP française, celle du Lac Noir (d’une puissance de 80 MW), a été mise en service en 1933 pour réguler la production du barrage hydroélectrique de Kemps sur le Rhin, c’est-à-dire… une source d’énergie renouvelable, comme l’éolien !
    voir : //groupes.sortirdunucleaire.org/Le-stockage-de-l-energie-en-masse

  10. Avant de chercher des choses compliquées,et coûteuses, il faut se rappeler que nous avons en France, une énergie énorme, déjà en stock, renouvelable et propre : LE BOIS.
    Combien y a t’il de centrale de production d’électricité fonctionnant au bois ????
    Elles seraient beaucoup plus productives et discrètes, plutôt que ces horribles éoliennes polluantes dont on couvre le territoire…

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