technologies & enjeux / L’éolien et système électrique

Le stockage de l’électricité

L’électricité est une énergie difficilement stockable à grande échelle. Le seul stockage de masse existant est celui des barrages hydroélectriques. Cependant d’autres technologies se développent, poussées par les perspectives de besoins dans les systèmes à forte proportion de photovoltaïque et d’éolien.

Il existe trois grandes familles de technologies de stockage. Celles-ci en sont cependant à des degrés divers d’opérationnalité et de maturité technique.

Ce sont des batteries ou des super-condensateurs. Les batteries de nouvelle génération Lithium-Ion ou Sodium-Soufre offrent des possibilités de stockage de court terme. Ces équipements sont utilisés dans le cas d’installations autonomes de petite puissance. Pour l’éolien, les volumes d’électricité produite sont trop importants pour un stockage en batterie.

Il s’agit des stations de transfert d’énergie par pompage (STEP). Ce sontdes installations hydroélectriques à 2 réservoirs, qui pompent aux heures creuses de l’eau dans le bassin inférieur afin de remplir une retenue en amont (lac d’altitude). L’eau est ensuite turbinée aux heures de forte consommation, ce qui produit de l’électricité. Elle est appelée en période de pointe, et fournit des capacités de stockage à l’échelle de la journée à la semaine.

Source : Observ’ER

Les STEP représentent la principale technique de stockage de surplus de production éolienne. Toutefois le développement de ces types de stations est restreint car il est limité aux zones de relief. Et leur localisation nécessite aussi le renforcement des lignes de transport d’électricité.

Il s’agit de la conversion de l’électricité en hydrogène. En cas de surplus de production, l’électricité est utilisée pour séparer des molécules d’eau (H2O) en hydrogène (H2) et en oxygène (O2) (électrolyse de l’eau). Contrairement à l’électricité, l’hydrogène converti en méthane est stockable sur de longues durées. L’hydrogène ainsi produit peut alors être valorisé de différentes manières :

  • être injecté dans les réseaux de gaz naturel, en l’état (dans une limite d’environ 20%), ou après avoir été associé à du CO2pour le convertir en méthane de synthèse (réaction de méthanation) ;
  • alimenter des véhicules à hydrogène ;
  • être consommé à des fins industrielles ;
  • être reconverti en électricité via une pile à combustible.

La conversion en hydrogène est en cours d’expérimentation et montre un intérêt technique. Le modèle économique, ouvert aux petites unités décentralisées, dépendra du prix du carbone.

Source : Observ’ER

  LEXIQUE

Batterie lithium-ion : technologie de batterie la plus mature pour le stockage électrique de quelques heures, basée sur les ions lithium. Utilisée pour les voitures électriques.

Power to Gas : en français « conversion d’électricité en gaz », est un procédé de stockage et valorisation de l’électricité qui repose sur l’électrolyse d’eau pour produire du méthane. Le gaz produit est utilisé sur place ou injecté dans les réseaux de distribution ou de transport de gaz naturel.