Stockage des énergies renouvelables : solution d’avenir ou mirage ?

Le 1^er décembre dernier, d’anciens hauts responsables et spécialistes des questions énergétiques ont signé une lettre ouverte pour dénoncer le développement massif des énergies renouvelables. Parmi les griefs énoncés figurent le coût des subventions profitant surtout aux producteurs privés, l’inflation des prix de l’électricité et la perte de la souveraineté énergétique induite par l’importation des matériaux.

Relever le défi de l’intermittence

Les signataires déplorent aussi la fluctuation de la production d’électricité du fait de la dépendance des énergies renouvelables aux conditions météorologiques. Le stockage de ces énergies, pendant les périodes de surproduction d’électricité, peut-il compenser ces variations de production pour l’ajuster à la demande ? Les différents procédés de stockages actuels comprennent notamment le stockage électrochimique (batteries lithium-ion), le stockage par pompage hydraulique (STEP^[1]), ou encore le stockage par hydrogène.

L’île d’El Hierro et ses résultats mitigés

En 2015, l’île d’El Hierro, située dans l’archipel des Canaries, inaugurait un parc éolien couplé à une STEP. Deux bassins de rétention d’eau remplis grâce à des pompes ont été creusés pour alimenter la centrale hydraulique. Ce système devait se substituer à l’ancienne usine électrique à générateurs Diesel.

Avec son fort potentiel de vent et son relief volcanique offrant le dénivelé nécessaire, l’île semblait être un site de choix. Le surplus produit par les éoliennes devait être utilisé pour pomper l’eau du bassin inférieur vers le bassin supérieur afin de produire du courant lorsqu’il n’y aurait pas assez de vent. Le projet a bénéficié d’une couverture médiatique internationale qualifiant hâtivement El Hierro d’« Île 100 % autonome ». Aujourd’hui, le rapport coût/bénéfice de la STEP déçoit puisque ce sont les turbines diesel qui compensent encore en grande partie les périodes sans vent. La contribution de cette structure à l’alimentation électrique de l’île a seulement atteint 42 % en 2016. Le projet, surtout alimenté par une politique de subventions, a coûté 5,5 fois plus que le coût d’installation d’éoliennes seules.

En outre, le pompage hydraulique ainsi que la création de réservoirs artificiels peuvent perturber les écosystèmes locaux aquatiques.

Stockage par hydrogène ou par batterie lithium-ion

On peut stocker l’électricité produite en excédent sous forme d’hydrogène grâce à une électrolyse dont le produit sera réinjecté dans la chaîne de conversion. Le coût de cette technique est très élevé. Le kWh d’électricité restitué est au total près de dix fois plus coûteux que celui produit par un réacteur nucléaire.

En outre, le rendement de la chaîne hydrogène est estimé à 25 % environ quand celui obtenu avec le stockage par batterie est de 70 %. Le taux de perte d’énergie lors du stockage et de la restitution approche les 70 % pour l’hydrogène alors qu’il est inférieur à 10 % pour la batterie lithium-ion.

L’hydrogène, gaz extrêmement léger, nécessite des technologies augmentant sa densité pour réduire le volume des stockages. En maintenant des températures extrêmement basses, l’hydrogène passe sous forme liquide, ce qui augmente sa densité énergétique. Cependant, l’hydrogène liquide ayant tendance à se gazéifier lors de l’augmentation des températures, des matériaux isolants doivent être développés pour éviter les fuites.

L’hydrogène peut aussi être stocké sous forme gazeuse dans des réservoirs naturels tels que les cavités souterraines. Depuis 2021, Storengy^[2] développe un dispositif pilote en cavité saline. En 2023, le groupe français Vallourec innove avec son système souterrain et vertical de stockage d’hydrogène gazeux pour des applications à grande échelle.

Concernant le stockage par batterie, la société TagEnergy a annoncé, le 3 décembre dernier, le lancement de la construction de la future plus grande plateforme de stockage d’énergie par batteries en France. Celle-ci bénéficiera de la technologie Tesla Megapack.

[1] Stations de transfert d’énergie par pompage

[2] Une filiale d’Engie