Stocker
Le développement des énergies renouvelables qui ne produisent pas en continu, comme le solaire et l’éolien, impose de développer des systèmes de stockage.
Il faut en effet compenser les services non rendus par ces énergies : stabilité du réseau, production au moment du besoin… pour garantir la qualité d’alimentation électrique attendue par les consommateurs.
Les différentes solutions de stockage
1. Le stockage hydraulique
La STEP (Station de Transfert d’Énergie par Pompage) est un système de stockage mécanique, composée de deux retenues d’eau positionnées à des hauteurs différentes. Quand on dispose d’un surplus d’énergie, on en profite pour pomper de l’eau du bassin inférieur vers le bassin supérieur. Si on a besoin d’injecter de l’électricité sur le réseau, on ouvre les vannes pour créer une chute vers le bassin inférieur et faire tourner les turbines.
Maturité : La STEP est une technologie mature. Il en existe depuis de nombreuses années à travers le monde entier.
En Nouvelle-Calédonie : Enercal travaille actuellement sur un projet de STEP à Tontouta.
2. La batterie électrochimique
Il s’agit sans doute du système de stockage d’énergie le plus connu.
À l’intérieur, se trouvent deux électrodes entourées d’une substance conductrice : l’électrolyte. Les électrons circulent dans un sens ou dans l’autre selon que la batterie se décharge ou se charge. La batterie électrochimique la plus produite est la batterie lithium-ion (Li-Ion), mais on trouve aussi des batteries lithium-polymère, lithium-air, sodium-soufre, plomb-acide, nickel-cadmium, et bien d’autres. Les capacités de chacune varient en fonction des matériaux utilisés.
Maturité : les batteries électrochimiques sont en phase d’industrialisation.
En Nouvelle-Calédonie : La batterie Enercal de Népoui est le premier système de batteries de régulation de la tension et de la fréquence sur le réseau de la Grande Terre. Son rôle principal est de contribuer à la régulation de la fréquence du réseau. Les batteries installées à Maré et à l’île des Pins ont vocation à fournir tous les services : régulation de la fréquence, inertie, transfert d’énergie, reconstruction du réseau.
3. Les autres types de stockage d’énergie :
Stockage par air comprimé
Le stockage par air comprimé utilise l’énergie excédentaire pour comprimer de l’air dans des cavernes souterraines ou des réservoirs. Lorsque la demande d’énergie augmente, l’air comprimé est libéré pour entraîner des turbines et produire de l’électricité.
Stockage par inertie
Le stockage par inertie utilise des volants d’inertie pour stocker l’énergie sous forme de rotation cinétique. Lorsque l’énergie est nécessaire, l’énergie cinétique est convertie en électricité grâce à un générateur.
Stockage à hydrogène
Le stockage à hydrogène consiste à fabriquer de l’hydrogène par électrolyse puis de produire de l’électricité à partir de cet hydrogène stocké quand on en a besoin. C’est un système encore expérimental.
Stockage thermique et Stockage électromagnétique
Il n’y a pas d’application industrielle à date dans le domaine de l’électricité pour le stockage électromagnétique et le stockage thermique (chaud ou froid).
Les besoins en stockage
1. Le transfert d’énergie
Il s’agit de la principale fonction des moyens de stockage : transférer l’énergie dans les périodes où elle est abondante vers celles où elle est en déficit.
Les moyens de stockage stockent ici le surplus d’énergie et participent à l’alimentation pendant les baisses de production ou les pics de consommation. On peut avoir à stocker des surplus journaliers, hebdomadaires ou saisonniers. Selon le type de transfert à effectuer, le type de moyen de stockage le plus pertinent varie.
Solutions de stockage les plus adaptées :
Les batteries électrochimiques pour un transfert d’énergie journalier
Le stockage hydraulique ou les STEP pour un transfert hebdomadaire
Le stockage hydraulique pour un transfert saisonnier
En Nouvelle-Calédonie : Batteries de Maré et Ile des Pins (Enercal). Projets de batterie de Boulouparis (Akuo), Projet de STEP de Tontouta (Enercal).
2. L’inertie
C’est la capacité à réagir instantanément à une variation de production ou de consommation sur le réseau électrique. En d’autres mots, il s’agit du maintien instantané de la stabilité du réseau.
Solutions de stockage les plus adaptées :
Les systèmes utilisant des machines tournantes, donc principalement les systèmes de stockage mécaniques comme le stockage hydraulique
Les batteries électrochimiques peuvent également fournir ce type de service
En Nouvelle-Calédonie : Batteries de Maré, Ile des Pins et Népoui (Enercal). Projet de STEP de Tontouta (Enercal)
3. Le réglage de fréquence
Le gestionnaire d’un réseau électrique veille à équilibrer en temps réel la production avec la consommation d’électricité afin notamment de maintenir le réseau à une fréquence constante. Les solutions de stockage peuvent participer activement à cette régulation et libérer ainsi la capacité des centrales de production allouée à la fourniture de ce type de service.
Solutions de stockage les plus adaptées :
Les batteries électrochimiques sont très performantes pour fournir ce type de service, de par leur réactivité et la simplicité de leur mise en œuvre technique
En Nouvelle-Calédonie : Batteries de Maré, Ile des Pins et Népoui (Enercal). Projet de STEP de Tontouta (Enercal)
4. La reconstruction d’un réseau électrique après un incident
Certains moyens de production ou de stockage sont utilisés pour redémarrer le réseau en cas de panne. Il faut que ces moyens soient suffisamment puissants pour réalimenter de longues portions de lignes électriques. C’est donc la taille des installations, ainsi que leur capacité à redémarrer de manière autonome qui comptent.
Solutions de stockage les plus adaptées :
Ce sont plutôt les systèmes de grande taille et de forte puissance qui sont dans ce cas les plus intéressants.
Les systèmes de stockage hydraulique comme les STEP
Les grosses batteries électrochimiques sont également bien adaptées à ce type de service
En Nouvelle-Calédonie : Batteries de Maré, Ile des Pins et Népoui (Enercal). Projets de batterie de Boulouparis (Akuo), STEP de Tontouta (Enercal).
