Dans un contexte où les énergies renouvelables sont au cœur des débats sur l’avenir du mix énergétique français, la question du stockage représente une question incontournable. Pilier essentiel de la transition énergétique, il rend la production d’énergies renouvelables plus flexible et certifie leur intégration dans le système énergétique.
En quoi est-il essentiel pour le développement des énergies renouvelables ? On y répond dans cet article.
Les informations à retenir :
Le stockage des énergies renouvelables est une étape essentielle pour surmonter leur intermittence et optimiser leur utilisation, rendant la production d’énergies renouvelables plus flexible et assurant leur intégration dans le système énergétique :
- Croissance des énergies renouvelables : La part des énergies renouvelables dans la consommation finale brute d’énergie en France s’élève à 19,1 % en 2020, avec une augmentation notable due au développement de l’éolien, du solaire et des pompes à chaleur.
- Problématique de l’intermittence : Les énergies renouvelables, comme le solaire et l’éolien, sont intermittentes par nature, ce qui pose des défis pour leur utilisation quotidienne. Le stockage est donc essentiel pour mettre en phase la production avec la consommation.
- Solutions de Stockage :
- Batteries Lithium-ion et Plomb : Couramment utilisées mais limitées en performance et impact environnemental.
- Batteries à Eau Salée (Sodium-ion) : Plus écologiques mais encombrantes et moins puissantes.
- Stockage Thermique : Une solution prometteuse pour le chauffage et la climatisation, avec une croissance notable dans l’utilisation des pompes à chaleur.
- Innovation Inelio : Une solution de stockage thermique qui transforme et stocke l’énergie solaire en potentiel thermochimique, compatible avec les systèmes de pompes à chaleur air/eau, permettant de réduire la facture énergétique jusqu’à 85%.
Sommaire
Les énergies renouvelables en pleine évolution
Depuis un peu plus de dix ans, la croissance des énergies renouvelables (le solaire, l’éolien, l’hydraulique, la géothermie et la biomasse) est importante. La part des ENR dans la consommation finale brute d’énergie en France s’élève à 19,1 % en 2020 et représente 13,1% de la consommation d’énergie primaire. C’est 10 points de plus depuis 2005. Une belle évolution due au fort développement de l’éolien, du solaire et des pompes à chaleur qui peuvent être alimentées par ces sources d’énergie.
À quelle problématique sont confrontées les énergies renouvelables ?
Si les ENR sont des énergies vertueuses et inépuisables dans le temps, elles connaissent une problématique majeure : leur intermittence et donc l’optimisation de leur production. Leur variabilité dans le temps est une contrainte dans leur utilisation au quotidien : on peut prendre l’exemple assez parlant du soleil pour les panneaux photovoltaïques et du vent pour l’éolien.
En prenant l’exemple du solaire, l’objectif est donc de mettre en phase les consommations du foyer avec la production photovoltaïque. En pilotant les appareils énergivores du foyer pendant les périodes d’ensoleillement, les solutions de gestion intelligentes de l’énergie utilisent en instantané et au maximum l’énergie du soleil. Elles rentabilisent plus rapidement l’installation globale, par les économies qu’elles engendrent, en permettant d’autoconsommer au maximum la production réalisée.
Cependant, les besoins journaliers ne sont pas suffisants pour couvrir instantanément et entièrement la production solaire totale réalisée. Un surplus de production se dessine alors. C’est ainsi que rentre en jeu le stockage.
L’intégration et la stabilité des énergies renouvelables passe aussi par une évolution des habitudes des principaux pôles consommateurs d’énergies fossiles (transport, bâtiment, industrie…). Dans son dernier rapport, le GIEC préconise d’utiliser un maximum les voitures électriques, de privilégier le télétravail et de réduire la consommation d’énergie liée au chauffage et l’eau chaude sanitaire.
Le stockage de l'énergie, le chaînon manquant
Pour palier à cette problématique, le stockage énergétique apparait comme la solution optimale. Il concerne aussi bien les demandes en électricité, qu’en chaleur ou en froid. Le stockage consiste à conserver une quantité d’énergie produite pour une utilisation ultérieure. L’idée est d’assurer l’équilibre entre la production et la consommation de l’énergie, de réduire les pertes d’énergie par le renvoi gratuit sur le réseau de production et d’ainsi optimiser les coûts. L’objectif est de consommer à 100% sa consommation, c’est ce que l’on appelle le taux d’autoconsommation. Dans la majorité des cas, le stockage est combiné à une installation photovoltaïque.
Adéquation entre production et consommation
Les périodes de forte consommation ont lieu généralement le soir, là où la production solaire n’est pas très importante. Le développement des systèmes de stockage permet de conserver l’énergie produite en journée et de la redistribuer hors période d’ensoleillement, en soirée par exemple, pour les besoins énergétiques du foyer.
Différentes technologies possibles
La batterie au lithium-ion est une des solutions les plus répandues, elle est toutefois limitée en performance à cause de sa durée de vie mais aussi de leur aspect néfaste pour l’environnement, depuis son extraction jusqu’au recyclage. Difficile alors de concilier ce genre de système lorsque la volonté est de mettre en avant les énergies renouvelables.
La batterie au plomb est une possibilité de plus. C’est une technologie utilisée pour les batteries de voiture thermique ou encore les installations en autoconsommation avec un budget très serré. Malheureusement, leur durée de vie très limitée, leur entretien fastidieux et leur efficacité peu adaptée aux cycles de charge/décharge du photovoltaïque en font un type de batterie à éviter.
La batterie à eau salée (sodium-ion) représente une des alternatives plus écologique. C’est une technologie relativement récente qui capte l’énergie sous forme d’électricité dans un fluide (ici composé d’eau de mer riche en sodium). Cette batterie présente malheureusement deux très grosses problématiques. Elle est très encombrante (il faut s’attendre à une colonne de 1 mètre de haut pour 100 kg) et, pour l’instant, n’est pas aussi puissante (en kWh) qu’une batterie au lithium. Elle ne peut donc pas assurer entièrement l’alimentation des appareils énergivores d’un foyer.
Le stockage thermique semble être une réponse plus adaptée pour notre avenir. Elle concerne dans sa globalité les réseaux de chaleur d’un bâtiment, allant du chauffage/refroidissement jusqu’à l’eau chaude sanitaire. En 2020, les énergies renouvelables représentaient 23 % de l’énergie totale utilisée pour le chauffage et la climatisation au sein de l’Union européenne. Ce ratio était de 12 % en 2004. Une croissance marquée par l’essor des pompes à chaleur dans les foyers.
La solution vertueuse Inelio
À la place de stocker l’électricité pour ensuite la transformer en chaleur et en froid en dehors des périodes de production, pourquoi ne pas la transformer directement et la stocker en potentiel thermochimique chaud et froid. C’est le principe d’Inelio qui insuffle une nouvelle manière de stocker l’énergie.
Inelio mesure en temps réel le niveau de production de la centrale solaire et seul le surplus d’énergie produite est stocké sous forme thermique. Sans aucune perte de rendement, il restituera cette énergie pour produire la chaleur nécessaire au chauffage et à la production d’eau chaude sanitaire du logement.
Compatible avec tout système d’énergies renouvelables, cette pile thermique est à 95% recyclable ! Elle est donc en parfaite adéquation avec l’essor des énergies vertes. Combinée avec une pompe à chaleur air/eau, cette solution, en plus de participer au développement des énergies renouvelables, aide les utilisateurs à réduire leur facture énergétique jusqu’à 85%.
