Le stockage de l’électricité renouvelable intermittente (éolienne et solaire) par des batteries stationnaires est en train de passer dans le monde du statut de technologie de niche à celui d’élément essentiel de la stabilité des systèmes électriques. Au cours de la dernière décennie, le stockage par batteries de réseau a connu une croissance annuelle moyenne de 75%. Et cela devrait s’accélérer, notamment en Chine et même aux Etats-Unis. L’Europe est un peu plus à la traîne. La clé est évidemment la question de coût des batteries pour pouvoir développer des infrastructures à l’échelle des besoins d’une grande ville ou d’une région. Même si leurs prix ont beaucoup baissé, les lithium-ion ne sont pas les plus compétitives. Le développement de technologies sodium-ion, de batteries à flux et de modèles fer-air ouvre des perspectives.
Le principal problème avec le développement planétaire de la production électrique par des renouvelables intermittents est… leur intermittence. Les éoliennes et les panneaux photovoltaïques permettent de produire de l’électricité décarbonée quand les conditions météorologiques sont favorables.
Quand il y a du vent et du soleil. Cela signifie que les renouvelables intermittents produisent souvent trop ou trop peu, ne permettent pas d’ajuster la production à la demande et déstabilisent les marchés de gros de l’électricité avec des prix qui s’effondrent quand il y a du vent et du soleil en abondance et s’envolent quand il n’y en a pas. Cela ne retire rien à leurs avantages : des productions locales, le coût des installations (à l’exception notamment des éoliennes marines), leur modularité et la facilité et rapidité de déploiement des équipements. Et leur expansion, même si son rythme a commencé à diminuer, ne peut que se poursuivre.
Mais pour limiter les problèmes créés par leurs inconvénients, il n’y a qu’une seule solution. Il faut parvenir à stocker une partie de l’électricité produite quand les conditions sont favorables pour pouvoir la réinjecter dans les réseaux quand elles ne le sont pus. Il y a trois solutions dont en fait deux réellement opérationnelles aujourd’hui.
Les STEP, l’hydrogène et les batteries
La plus performante des solutions, car elle permet de stocker de l’électricité en grande quantité avec une efficacité énergétique élevée, est le procédé mécanique des STEP (Station de transfert d’énergie par pompage). Ce sont en quelque sorte des barrages à l’envers. L’électricité en surabondance fait fonctionner des pompes qui remontent l’eau du bassin en aval d’un barrage vers le bassin en amont. Leur inconvénient ? Il faut avoir des situations géographiques et des emplacements favorables. Les investissements sont lourds et les oppositions locales sont en général fortes quand il faut élargir les bassins.
La deuxième solution, qui n’est pas vraiment opérationnelle aujourd’hui, est chimique. Elle consiste à fabriquer de l’hydrogène vert (décarboné) par électrolyse avec l’électricité en surabondance. Une fois fabriqué, l’hydrogène est stocké et réutilisé via des piles à combustible pour produire …
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6 réponses
Le problème, c’est de savoir comment dimensionner ce genre d’installation : combien de jours consécutifs sans vent ?
… et donc, est-ce que ça permet de se passer d’un doublon de production (au gaz par exemple) pour pallier tout risque de black-out ?
1 MWh de stockage ne stocke qu’une puissance de 1 MW pendant 1 heure.
La STEP la plus connue est le barrage de Grandmaison en Isère ; Mr Lemperriere, un grand patron du BTP, a imaginé depuis longtemps d’installer ce genre de bassins sur les côtes de Normandie et du Nord pour profiter d’un abrupt important ; on pourrait également en installer des plus petites dans les zones montagneuses à forte déclivité, où les pluies sont abondantes ; le stockage de volumes importants apporterait aussi des sécurités pour les risques d’incendie dans les forêts avoisinantes ; sans compter que les investissements nécessaires n’entraîneraient que très peu d’importations contrairement aux éoliennes et aux panneaux photovoltaïques quasi tous importés et feraient travailler des entreprises françaises. Mais ce serait effectivement des bassines doubles difficilement acceptables par certains…
Mon observation très concrète sur les batteries:
J’ai une maison dans dans le Sud en « site isolé », cad sans accès EdF ou autres. Je fonctionne avec 12 panneaux photovoltaïques et des batteries depuis 12 ans, 12 batteries au plomb pour un volume d’environ 1 m3, capacité 5kWh avec 50% utile, ce qui est très peu ..! Je viens de remplacer ces batteries, usées, par une seule batterie Huawei, dimension d’une valise avion, capa de 7 kWh avec 85% utile. Donc une densité énergétique multipliée par >25 en 12 ans (c’est vrai aussi pour les batteries auto) . Je peux facilement rajouter 1 ou 2 « valises » batterie pour passer à 14 kWh ou 21 kWh
Il me semble ainsi qu’un nombre très important de maisons pourraient fonctionner en quasi autonomie, avec un abonnement EdF ou autres, en secours; en été avec le soleil les dépenses de clim et pompe de piscine seraient couvertes facilement ! cela serait amorti sur 4 ou 5 ans!
J’accueille volontiers les commentaires à mon commentaire!
JM Leroy
2,5 kWh utiles, effectivement, on ne peut pas aller très loin avec çà !
Votre maison, c’est pour l’été, ou seulement pour les vacances (d’été et/ou d’hiver) ?
Vous vous chauffez comment ? … et pour le chauffe-eau ? … et pour le lave-linge ? … et la mise hors gel de la maison en hiver, etc. ?
en réponse
Pour cette maison (90m2) en site isolée, je dispose actuellement de l’ordre de 6 kWh stocké dispo, mais pouvant passer à 12, 18 facilement!); Chauffage au fioul et au bois et Cuisine et eau chaude au gaz !
Et évidemment une « utilisation raisonnée », cad éclairage led, repassage dans la journée, de m pour les machines, lorsque les panneaux débitent. On s’y fait facilement. J’ai toutefois un groupe en secours car dans mon cas, pas d’accès en secours chez EdF ou autres. Je reconnais volontiers que c’est moins facile qu’un abonnement classique.
Mon propos vise simplement à illustrer qu’au vu des capacités actuelles (et encore à venir) des batteries et aussi des panneaux, une prod d’électricité quasi-autonome par maison n’est plus une vue utopique, surtout dans le Sud ..; ce qui diminuerait d’autant les gros investissements en batteries ou autres évoqués dans l’article pour palier l’intermittence des renouvelables
JML
Dans ces conditions, cela peut effectivement fonctionner avec très peu de recours au groupe électrogène (ou au réseau), mais cela suppose:
– Chauffage au bois (mais il n’y a pas assez de bois pour tout le monde) ou aux fossiles.
– Eau chaude par énergie fossile
– Pas de véhicule électrique
– Gros appels de puissance en fonction de la disponibilité et donc de la météo (gros panier à linge sale, aspirateur quand on peut ou remplacé par robot aspirateur ou balai, vaisselle lavée à la main, etc.)
– De préférence ne pas travailler à l’extérieur pour être disponible quand l’électricité arrive !
– Disposer de quelques connaissances en électricité / électronique pour les réparations courantes et « urgentes » !
Mais, même dans ces conditions, cela ne résout pas le problème du 100% électrique: transports en commun, éclairage des rues, besoins de l’industrie, chauffage des bureaux, écoles, hôpitaux, etc.