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05.02.2020

Synthèse du projet conjoint du PNR 70 "Stockage d’électricité par compression adiabatique d’air"

La photo montre l’intérieur d’un réservoir d’air comprimé.

Les réservoirs d’air offrent un certain nombre d’avantages par rapport aux réservoirs de systèmes d’accumulation par pompage.

Cette synthèse met l’accent sur le stockage adiabatique d’air comprimé en Suisse. Les réservoirs d’air comprimé couvrent une plage de puissance et de capacité similaire à celle des réservoirs de systèmes d’accumulation par pompage. Par rapport à ces derniers, à rendement et impact environnemental équivalent, les réservoirs d’air comprimé offrent un certain nombre d’avantages :

  • Ils ne nécessitent pas d’inonder des vallées.
  • Les coûts d’investissement et d’exploitation sont considérés comme moins élevés et moins dépendants de l’emplacement.
  • Les réservoirs d’air comprimé fonctionnent avec de l’air plutôt qu’avec de l’eau ; ils ne sont donc pas concernés par les dispositions en matière de débits résiduels et les modifications du cycle de l’eau dues au changement climatique.

Résumé

La fermeture des centrales nucléaires et le développement de l’énergie solaire et éolienne rendent la production d’électricité plus volatile. De nouveaux systèmes de stockage sont nécessaires pour s’assurer que l’électricité est disponible au moment où elle est nécessaire.

Le stockage adiabatique d’air comprimé représente une technologie prometteuse. Il utilise l’excédent de production des installations solaires et éoliennes pour comprimer l’air ambiant et le stocker dans une cavité souterraine. Au besoin, l’air comprimé est à nouveau détendu et entraîne alors une turbine qui produit de l’électricité. En tirant profit de la chaleur générée lors de la compression, cette technologie atteint un rendement de 65 à 75 %, ce qui est semblable à celui obtenu avec l’accumulation par pompage. En termes de potentiel d’émission de gaz à effet de serre et de dommages aux écosystèmes, la compatibilité environnementale des réservoirs d’air comprimé est également comparable à celle des systèmes à accumulation par pompage.

Les réservoirs d’air comprimé sont techniquement réalisables. Les composants importants, comme les turbomachines et les accumulateurs thermiques, sont déjà disponibles sur le marché ou ont été testés dans une installation pilote. La construction de cavités bénéficie de l’expérience acquise lors de la réalisation de tunnels et de cavernes.

Les réservoirs adiabatiques d’air comprimé constituent par conséquent une solution de stockage efficace, écologique et techniquement réalisable. En raison de leurs coûts d’investissement élevés et du manque de clarté qui entoure leur cadre économique et juridique, leur rentabilité demeure toutefois incertaine. Cela complique également le financement d’une installation de démonstration.

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:

  • Les instances politiques doivent mettre en place des conditions-cadres économiques et juridiques claires – et élaborer une "Stratégie de stockage énergétique 2050".
  • Les associations doivent adopter une approche plus active et mieux coordonnée pour informer les instances politiques, l’économie et le grand public sur les solutions de stockage d’énergie. En outre, elles devraient exiger des instances politiques la mise en place de conditions-cadres économiques et juridiques claires en matière de stockage d’énergie.
  • Les fournisseurs d’énergie doivent exiger des instances politiques un cadre économique et juridique clair, et soutenir la recherche et le développement de nouvelles technologies de stockage.
  • La population doit être mieux informée sur les systèmes de stockage d’énergie. Une campagne d’information doit permettre d’accroître leur acceptation sociale.

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 Contact

Dr. Andreas Haselbacher Energy Science Center ETH Zürich Sonneggstrasse 28 8092 Zürich +41 44 632 69 05 haselbac@ethz.ch