De l’énergie en réserve

En 2050, 80 % de l’électricité devrait être issue d’énergies renouvelables, en majeure partie d’installations éoliennes et photovoltaïques. Pour répondre à des situations soudaines sans ensoleillement et sans vent en Allemagne, il sera alors nécessaire de disposer d’un système de production d’électricité capable de réagir rapidement et en toute souplesse. Les réservoirs d’énergie sont une option. Pendant les périodes particulièrement venteuses et ensoleillées, ces réservoirs peuvent absorber de l’électricité. Ils peuvent ensuite la restituer en fonction des besoins durant les périodes de calme plat, de ciels couverts et d’obscurité.

Un réservoir d’énergie chez soi : les batteries

Installation photovoltaïque et batteries – la consommation personnelle et l’alimentation du réseau

Utiliser les réservoirs naturels : le pompage-turbinage

Mise sur pied d’un système de pompage-turbinage

Il existe de nombreuses solutions pour stocker de l’énergie. Les réservoirs de stockage d’énergie à court terme tels que les batteries, les condensateurs ou les systèmes de stockage par volant d’inertie peuvent absorber et distribuer de l’énergie électrique à plusieurs reprises en l’espace d’une journée. Leur capacité est cependant limitée.
Pour stocker de l’électricité pendant une période prolongée, l’Allemagne recourt tout particulièrement aux centrales de pompage-turbinage. Environ neuf gigawatts de pompage-turbinage sont actuellement reliés au réseau allemand, sachant qu’une partie des installations se trouve au Luxembourg et en Autriche. Dotée des capacités les plus importantes de l’Union européenne, l’Allemagne n’a néanmoins que peu de marge de manœuvre pour les développer. De ce fait, elle collabore étroitement avec des pays disposant de grandes capacités de stockage. Il s’agit avant tout de l’Autriche, de la Suisse et de la Norvège.
Pour stocker de l’énergie à relativement long terme, il est également possible de recourir au stockage par air comprimé. Ce système consiste à utiliser l’énergie excédentaire pour comprimer de l’air dans des réservoirs souterrains, par exemple dans les cavités de dômes de sel. En cas de besoin, l’air comprimé entraîne un générateur et produit à son tour de l’électricité.
Le concept Power to Gas semble encore plus prometteur pour les stockages de longue durée. Cette technologie consiste à utiliser de l’électricité issue d’énergies renouvelables et à se servir de l’électrolyse pour produire de l’hydrogène ou du gaz naturel synthétique. Les avantages : l’hydrogène et le gaz naturel peuvent être stockés, utilisés directement ou injectés dans le réseau de gaz naturel. Leur transport est simple et leur utilisation est souple. En cas de besoin, les centrales électriques peuvent les retransformer en électricité et en chaleur que les consommateurs finaux utilisent pour cuisiner, pour se chauffer ou pour conduire un véhicule.

Transformer de l’électricité en gaz

Principe de fonctionnement de l’électrolyse et de la méthanisation et usages potentiels

C’est pour cette raison que le gouvernement fédéral encourage la recherche et le développement afin de réduire les coûts des réservoirs d’énergie. Il a créé à cet effet en 2011 l’initiative de financement « Réservoirs d’énergie ». En outre, il subventionne depuis 2013 de petits réservoirs d’énergie décentralisés combinés à des installations photovoltaïques. Les batteries ont désormais un nouveau champ d’application : le rééquilibrage rapide des légers déséquilibres dans le réseau électrique. Lorsqu’elles ne sont pas utilisées. les voitures électriques peuvent ainsi contribuer à la stabilité de l’approvisionnement en électricité. La mise sur le marché de tels systèmes de batteries doit non seulement stimuler la recherche et le développement mais aussi réduire les coûts.
Dans les années à venir, les besoins en dispositifs de stockage de l’électricité iront croissant, notamment pour leur usage dans les véhicules électriques. Ce n’est qu’à long terme, lorsque les énergies renouvelables seront très largement prépondérantes, qu’il sera possible d’alléger sensiblement les coûts globaux de toutes les technologies de stockage d’énergie dans les réseaux électriques. Sur le court à moyen terme, il sera moins onéreux de miser sur d’autres mesures, comme le développement des réseaux électriques ou un pilotage ciblé de la production et de la consommation pour une utilisation efficace de l’énergie.