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20 novembre 2012 2 20 /11 /novembre /2012 12:35

 

20 Novembre 2012

Nous avons rappelé dans l’article du 16 Novembre que le stockage de l’énergie est un passage obligé que les industriels devront franchir pour prétendre au basculement vers les énergies nouvelles.

Nos amis allemands, toujours en avance d’une guerre, fut-elle économique, nous ont devancés dans la course au solaire et à l’éolien.

Cet empressement a été dû à des raisons écologiques ( réduire les émissions de CO2), à des raisons politico-écologiques ( sortir du Nucléaire), et à des raisons économiques sous tendues par la recherche de l’indépendance énergétique.

Ces raisons existent également chez nous, mais demeurent à l’état théorique et s’expriment sous forme de programmes d’études non ( ou peu) suivis de réalisations industrielles.

Par contre, l’enthousiasme industriel coutumier Outre-Rhin s’est vite concrétisé par une abondance d’installations productrices d’énergies nouvelles. Et tout aussi rapidement le secteur de l’énergie s’est trouvé confronté au mur du stockage créé par le caractère intermittent de la nouvelle production électrique.

C’est ainsi que l’on a vu des parcs éoliens arrêtés pour éviter une saturation du réseau en période de basse consommation mais de fort vent, ou des centrales à charbon appelées en renfort dans la situation inverse !

Cette situation ne saurait être acceptée dans un pays soucieux de cohérence et qui fonde de très grands espoirs sur le Solaire et l’Eolien.

Le stockage de l’énergie est ainsi devenu le problème numéro un, autour duquel se mobilisent tous les acteurs de l’énergie.

En premier lieu, et pour des raisons historiques, il a été fait appel à l’hydraulique qui permet, par le pompage/turbinage, de stocker des quantités importantes d’énergie avec un rendement intéressant ( 70 à 80%).

Cette technique est utilisée depuis longtemps, mais sur une échelle réduite.

Elle était jusqu’à présent utilisée surtout pour stocker de l’énergie lorsqu’elle peut être produite à bas coût afin d’échapper aux fluctuations des cours du MWh en période de forte demande.

L’Europe possède ainsi un parc de pompage/turbinage de 45 GW de puissance installée, en 170 sites. D’ici 2020, 60 nouvelles installations apporteront une capacité supplémentaire de 27 GW.

La France possède ses propres sites de pompage/turbinage permettant de fournir plus de 5 GW , dédiés au stockage de l’électricité nucléaire produite en période de basse consommation.

La consommation annuelle Européenne d’électricité est de l’ordre de

3 000 Twh.

Ce montant déjà considérable ne doit pas faire oublier que la consommation d’énergie finale est beaucoup plus élevée, environ 15 000 TWh ( incluant toutes les énergies ).

La stratégie de retrait des énergies fossiles, aidée par le simple bon sens, suppose que la plupart des applications qui y recourent aujourd’hui se convertissent aux énergies nouvelles, c’est-à-dire essentiellement à l’électricité.

Donc, pour les énergies nouvelles le challenge est de fournir non seulement les 3000 TWh de la consommation électrique actuelle, mais aussi au moins 50% du reste à moyen terme, ce qui conduit à un objectif voisin de 9 000 TWh.

Encore cet objectif ne pourra-t-il être maintenu que grâce à un programme drastique d’économies d’énergie.

La puissance moyenne correspondant à cette quantité d’énergie est de l’ordre de 1 000 GW , qui ne pourra être fournie par les énergies nouvelles que si les moyens de stockage nécessaires existent.

Rappelons qu’il est prévu 70 GW de moyens de stockage pour 2020, ce qui donne la mesure de l’effort à fournir.

Effort d’autant plus considérable que le besoin de stockage porte sur des durées beaucoup plus importantes qu’actuellement.

Aujourd’hui le stockage/turbinage est appelé pour intervenir durant quelques heures seulement, pour répondre à un besoin de courte durée.

Demain il faudra relayer le Soleil et/ou le vent sur des période non plus de quelques heures, mais de quelques jours, voire même quelques semaines !

Les capacités de stockage devront donc être augmentées en conséquence, ce qui implique des retenues d’eau absolument colossales.

Il faudra donc mettre en œuvre d’autres procédés de stockage capables de compléter la ressource nécessaire.

Parmi les candidats, l’électrolyse de l’eau avec stockage de l’Hydrogène semble prometteur grâce à des capacités potentielles très importantes constituées par les infrastructures du réseau de distribution du gaz.

L’idée de mélanger de l’Hydrogène au gaz naturel n’est pas nouvelle et a déjà été mise en pratique par le passé. Notre ancien gaz de ville était déjà un mélange d’hydrogène, de Méthane et d’oxyde de Carbone.

Les expérimentations en cours montrent que les infrastructures actuelles pourraient tolérer un apport de 15% d’Hydrogène dans le réseau de distribution, ce qui réduirait d’autant les émissions de CO2 .

L’utilisation de l’Hydrogène comme vecteur d’énergie entre d’une part les installations solaires et éoliennes, et d’autre part les sites de stockage ou de consommation, est une idée qui fait son chemin.

Ce gaz peut également être stocké dans des matériaux solides, comme l’Hydrure de Magnésium, avec une efficacité très améliorée grâce aux nanotechnologies. Il peut ainsi être utilisé dans une pile à combustible ou dans une turbine pour équiper des véhicules, sans les inconvénients et les risques associés à un stockage sous forte pression.

La filière Hydrogène semble donc appelée à un brillant avenir.

Mais l’Hydrogène et le pompage/turbinage ne suffiront pas à absorber les fluctuations liées à la production intermittente du solaire et de l’éolien.

D’autres procédés devront être mis en œuvre pour s’accommoder de la situation nouvelle:

Par exemple, stockage distribué sous forme de chaleur dans des matériaux à changement de phase, sous forme d’énergie cinétique dans des volants à inertie, ou sous forme chimique dans des batteries.

Côté distribution, il sera nécessaire d’adapter la consommation à la production afin de minimiser les capacités de stockage nécessaires. Chaque logement devra comporter une capacité de stockage tampon à la mesure de la puissance souscrite, et sera équipé pour laisser au fournisseur d’énergie le contrôle de la gestion des équipements de puissance dans le cadre d’un contrat négocié.

Le passage aux énergies nouvelles ne se fera pas sans de profonds changements de mentalités et d’habitudes de consommation.

Une ou deux générations seront nécessaires pour que notre société s’adapte à cette petite révolution.

Les esprits doivent y être préparés dès maintenant…

 

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