Stocker l’énergie L’enjeu du XXIème siècle

C’est l’un des grands enjeux de la décennie à venir. Stocker l’énergie issue des sources renouvelables est une composante essentielle de toute politique de transition énergétique. La planète entière planche sur le sujet. Energie solaire et stockage par concentration en Espagne, hydrogène solide par la société française McPhy, stockage dans du graphène en Italie, projet MYRTE en Corse ; autant de pistes qui témoignent du dynamisme de la recherche sur le sujet.

L’enjeu
Si notre consommation d’énergie croit à vitesse exponentielle dans le monde avec l’arrivée de nouvelles nations à fort potentiel comme la Chine, l’Inde, l’inquiétude légitime liée aux risques émanant du nucléaire, force la recherche à innover en direction des énergies alternatives. La particularité en terme de besoin énergétique tient au besoin immédiat qui est difficilement compatible avec les énergies renouvelables (sauf l’hydraulique), fortement dépendantes de l’ensoleillement, du vent, des caprices météorologiques. Seule alternative possible, le stockage. L’espoir en la matière est de deux ordres, le stockage sous forme de liquide porté à haute température par des capteurs solaires thermiques et l’autre par le stockage de l’hydrogène produit par le craquage de la molécule d’eau ou de gaz par l’énergie issue des filières alternatives.
Solaire à concentration.
C’est le 4 octobre dernier qu’a été officiellement inaugurée la centrale Gemasolar à Fuentes de Andalucia à proximité de Séville. Basée sur la technologie solaire thermique à concentration, la centrale est la première de taille commerciale à utiliser des sels fondus (un mélange de nitrate de potassium et nitrate de sodium fondu) pour stocker l’énergie et lisser ainsi la production électrique sur 24 heures. La centrale sévillane, avec une puissance de 19,9 mégawatts (MW), devrait produire 110 gigawatt heures (GWh) par an. Une production équivalant à la consommation de 25.000 foyers. Concrètement, 2.650 héliostats, des miroirs de 110 m2 qui suivent la course du soleil, répartis sur 185 hectares font converger les rayons solaires vers un réceptacle situé au sommet d’une tour de 140 mètres. C’est 95 % de l’énergie calorifique qui est concentrée sur le réceptacle, permettant d’atteindre une température de 900°C. Cette chaleur est transmise aux sels fondus qui sont portés à 565°C, produisant, via un échangeur thermique, la vapeur qui alimente une turbine couplée à un alternateur électrique. La température très élevée permet de produire de la vapeur sous pression ; ce qui accroît le rendement et assure la production de jour comme de nuit avec une autonomie de 48 H pour le moment. Une centrale de 10.000 miroirs, permettant d’alimenter 75000 foyers, va être installée d’ici à 2013 pour équiper la centrale solaire de Crescent Dunes dans le désert du Nevada. Enfin le projet européen Desertec consiste à utiliser l’énergie solaire du Sahara pour alimenter l’Europe en électricité. Cela pourrait ressembler à de la science-fiction ou à une nouvelle «usine à gaz» conçue par des scientifiques extravagants. Ce sont pourtant de très sérieuses entreprises européennes, surtout allemandes, Siemens, la Deutsche Bank, RWE, Schott Solar…, qui sont à l’origine du projet. Baptisé Desertec, il vise à installer des centrales solaires tout au long de la ceinture saharienne pour produire de l’électricité qui sera acheminée via des câbles à haute tension posés au fond de la mer Méditerranée. Si le calendrier est respecté, l’Europe devrait recevoir ses premiers électrons en provenance du Sahara dès 2015.
Stockage solide de l’hydrogène
Le stockage de l’hydrogène s’avère être une piste à fort potentiel. C’est celle qu’a empruntée McPhy Energy, une jeune société française créée en janvier 2008. Ses promesses d’un stockage d’hydrogène sous forme solide à haut rendement dans des réservoirs utilisables sur site et simples d’utilisation ont suscité une vraie curiosité lors du Cleantech Forum Paris fin avril 2011 où la start-up était venue présenter les atouts de sa technologie. Pour être distribué, l’hydrogène est soit comprimé dans des bouteilles à haute pression, allant de 200 à 700 bars, soit liquéfié et véhiculé dans des camions citernes. L’hydrogène liquide s’obtenant à très basse température (-253°C). Dans les deux cas, la potentialité d’un phénomène d’explosion existe. L’innovation consiste à combiner chimiquement de l’hydrogène à des métaux sous forme d’hydrures. Packagés sous la forme d’iso-containers les systèmes de stockage d’hydrogène solide de McPhy, sorte d’éponges à hydrogène se chargent de H2 au dessus de 5 bars et se déchargent quand la pression baisse et ce, sans risque d’explosion.
La Corse innove
À quelques kilomètres d’Ajaccio, dans le maquis, face à la Méditerranée, se cache une installation de stockage de l’énergie solaire unique en Europe. Après un peu plus de deux années et demie de travail, un large champ de panneaux photovoltaïques a été couplé à un système innovant de production et de stockage d’hydrogène qui permet de compenser l’intermittence inévitable liée à la production d’électricité à partir du soleil à une échelle pré-industrielle. Cette plate-forme appelée Myrte a été inaugurée par l’Université de Corse et ses partenaires, l’industriel Helion, filiale d’Areva spécialisée dans les technologies de l’hydrogène, et le Commissariat à l’énergie atomique (CEA). L’électricité des 4000 m2 de panneaux solaires implantés sur le site sert à séparer par simple électrolyse la molécule d’eau en ses deux composants de base, l’hydrogène (H2) et l’oxygène (O2). Ces deux gaz sont stockés en toute sécurité en attendant d’être réutilisés dans une pile à hydrogène pour produire de l’énergie électrique, le tout sans aucune pollution.
Avis d’écologiste
Au travers de ces exemples, il est évident que ce qui hier paraissait infaisable, justifiant l’existence des filières nucléaire et fossiles est en train de devenir réalité. Demain si les freins pétroliers et atomistes ne font pas barrage, nous pourrons combiner à domicile, énergie renouvelable et production d’hydrogène pour bénéficier d’une totale indépendance énergétique avec une pile à hydrogène. Imaginez les grincements de dents du côté d’EDF et SUEZ, eux qui sont habitués à nous rançonner en toute impunité…



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