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Les réservoirs d’air comprimé sont efficaces, techniquement réalisables et respectueux de l’environnement

Représentation graphique des données comparatives sur les réservoirs d’air comprimé, les accumulateurs à pompage et les batteries lithium-ion.

Source :

Sources pour la durée de vie : C. J. Rydh et B. A. Sandén, Energy analysis of batteries in photovoltaic systems. Part II : Energy return factors and overall battery efficiencies, Energy Conversion and Management, 46(11–12) :1980–2000, 2005 (pour les batteries lithium-ion), et J. Giesecke, S. Heimerl et E. Mosonyi, « Wasserkraftanlagen : Planung, Bau und Betrieb », 6. Auflage, Springer-Verlag, 2014 (pour l’accumulation par pompage). Source pour les coûts d’investissement : « Lazard’s Levelized Cost of Energy Storage », Version 2.0, décembre 2016 (conversion 1 $ = 1 CHF).)

Dans l’optique de la Stratégie énergétique 2050, le stockage d’énergie suscite de nombreux débats. Les réservoirs d’air comprimé devraient faire l’objet d’une attention accrue à cet égard, dans la mesure où ils représentent une technologie efficace, techniquement réalisable et respectueuse de l’environnement.

Les réservoirs d’air comprimé avec récupération de chaleur affichent des rendements de l’ordre de 65 à 75 %.Un rendement de 75 % signifie que sur 4 kWh d’électricité stockée, 1 kWh est perdu. Les pertes influencent la rentabilité économique et la compatibilité environnementale. Un rendement élevé est notamment important pour les faibles potentiels d’électricité, comme avec l’énergie éolienne et solaire. 1 Ces valeurs sont proches des valeurs de 75 à 85 % obtenues dans la pratique par les systèmes d’accumulation par pompage. Les systèmes de stockage à air comprimé et par pompage sont moins efficaces que les batteries lithium-ion, qui affichent des rendements autour de 90 %. Face à une telle comparaison, il faut toutefois garder à l’esprit que les dispositifs de stockage à air comprimé ou par pompage ont une durée de vie nettement plus longue et que, à la différence des batteries lithium-ion, celle-ci ne dépend pas de l’ampleur de la décharge.

Aucun obstacle technique majeur ne s’oppose à la construction de systèmes de stockage à air comprimé : les composants importants comme les turbomachines, les accumulateurs thermiques, les moteurs et les générateurs sont déjà disponibles sur le marché ou ont démontré leur aptitude dans une installation pilote ; et la technologie de construction des cavités de stockage bénéficie des nombreuses années d’expérience dans la réalisation de tunnels et de cavernes. Compte tenu des coûts d’investissement élevés et du manque de clarté concernant le cadre juridique et économique, le défi majeur réside dans le financement d’une installation de démonstration.

Sur la base de divers indicateurs, tels que les émissions de gaz à effet de serre, les réservoirs d’air comprimé sont aussi respectueux de l’environnement que les systèmes d’accumulation par pompage. Par rapport à ces derniers, les réservoirs d’air comprimé présentent l’avantage non négligeable de pouvoir être réalisés entièrement sous terre et de ne pas nécessiter l’inondation de vallées entières. On peut par conséquent supposer que l’aménagement de réservoirs d’air comprimé suscitera moins de résistance que la construction ou l’extension d’installations d’accumulation par pompage.

Pour ces raisons, les réservoirs d’air comprimé représentent une technologie de stockage attrayante. En Suisse, ils pourraient s’avérer intéressants pour stocker de grandes quantités d’énergie électrique et en guise d’alternative à l’accumulation par pompage. En outre, les réservoirs d’air comprimé représentent une opportunité économique, en permettant aux entreprises locales d’intervenir dans leur construction ou la fourniture des composants.

  1. Un rendement de 75 % signifie que sur 4 kWh d’électricité stockée, 1 kWh est perdu. Les pertes influencent la rentabilité économique et la compatibilité environnementale. Un rendement élevé est notamment important pour les faibles potentiels d’électricité, comme avec l’énergie éolienne et solaire.

Le contenu de ce site représente l’état des connaissances au 17.11.2019.

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Résumé

Introduction Une technologie à fort potentiel

Du fait de la fermeture des centrales nucléaires et du développement des installations solaires et éoliennes, la production d’électricité va devenir plus volatile à l’avenir. Pour garantir à tout moment l’approvisionnement électrique, même lorsque la production est irrégulière, des unités de stockage de grande capacité sont nécessaires. Les réservoirs adiabatiques d’air comprimé s’avèrent idéaux parce qu’ils sont efficaces, techniquement réalisables et respectueux de l’environnement.

Défis Défis techniques, structurels et écologiques

Défis Défis économiques

Diverses questions subsistent quant au financement des systèmes de stockage d’air comprimé. Les coûts d’investissement par kWh sont estimés inférieurs à ceux des systèmes d’accumulation par pompage, mais il n’a pas encore été clairement établi si un réservoir d’air comprimé peut être rentable.

Recommandations

En ce qui concerne le stockage adiabatique d’air comprimé, les faits sont clairs : la technologie est respectueuse de l’environnement, efficace et sûre. Pour l’aider à percer, des mesures supplémentaires sont cependant nécessaires, notamment de la part des instances politiques, des fournisseurs d’énergie et des associations.

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