Le stockage de l'énergie, une arme efficace dans la lutte contre les émissions

30 January 2020 par Radoslav Stompf
Le stockage de l'énergie, une arme efficace dans la lutte contre les émissions

Plus d'un quart de l'ensemble des émissions de CO2 sont des émissions difficiles à éliminer. La volonté politique d'investir dans ces technologies n'est tout simplement pas suffisante dans de nombreux pays. Dans le secteur de l'énergie, le passage aux sources d'énergie renouvelables (SER) semble être une solution logique et économique. Avec FUERGY, le monde entier peut commencer à réduire les émissions de CO2 dès maintenant. Et le meilleur moyen de faire face aux déséquilibres à court terme causés par les pics de consommation, comme la courbe de Duck, est la batterie lithium-ion. Une technologie telle que brAIn by FERGY peut préparer des prédictions très précises sur la production d'énergie. Le stockage d'énergie à court terme (comprenez semaines ou mois) est plus difficile à résoudre. Il existe d'autres méthodes qui permettent de conserver efficacement l'énergie pendant une période plus longue. Les centrales électriques de secours peuvent être utilisées pour stocker l'énergie, nous avons les trains gravitaires en béton qui montent et descendent la colline et les grues qui déplacent les blocs de béton et d'autres méthodes.


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Avec l'augmentation des températures et la fréquence accrue des catastrophes naturelles causées par des conditions météorologiques extrêmes, les débats sur la réduction, voire l'élimination du CO2 et des gaz à effet de serre s'intensifient. Malheureusement, tous les secteurs et toutes les industries ne sont pas aussi faciles à décarboniser.

Une étude réalisée àpartir de 2018 a identifié ces secteurs problématiques et quantifié leur part dans les émissions totales. Comme le montre le graphique, plus d'un quart de toutes les émissions de CO2 sont des émissions difficiles à éliminer. Même si les technologies actuelles peuvent nous aider à les combattre, elles sont souvent à un stade précoce, donc très coûteuses. De plus, la volonté politique d'investir dans ces technologies n'est tout simplement pas suffisante dans de nombreux pays.

En ce qui concerne l'aviation, le transport maritime et le transport routier à longue distance, les carburants de substitution pourraient être la meilleure voie à suivre. L'hydrogène, l'ammoniac, les biocarburants ou les carburants synthétiques ont donc toujours un point commun : leur prix. Ils ne peuvent tout simplement pas concurrencer les combustibles fossiles classiques. Leur adoption et leur utilisation accrues pourraient à terme faire baisser les prix et attirer de nouveaux investissements dans la recherche et le développement. La motivation des clients est malheureusement insuffisante.

Le prix joue également un rôle majeur dans la production de ciment, de fer et d'acier. Ces matériaux sont essentiels pour l'économie moderne et extrêmement difficiles à décarboniser. Oui, nous essayons, l'Europe, par exemple, fait un excellent travail. Mais tous ses efforts seheurtent encore à laconcurrence acharnée et bon marché des pays qui ne se soucient pas autant de la réduction du CO2. Comme la Chine. Ce dont nous avons besoin, c'est d'une solution mondiale.

Réponse à la demande

Dans le secteur de l'énergie, le passage aux sources d'énergie renouvelables (SER) semble être une solution logique et économique pour lutter contre les émissions. Dans le cas de l'électricité, une règle particulière doit être respectée. La quantité d'électricité produite doit être égale à la quantité d'électricité nécessaire à un moment donné. Ni plus, ni moins. Cela pourrait être un défi pour les sources d'énergie verte variables et imprévisibles, comme les panneaux solaires.

Chaque excédent ou déficit d'énergie doit être compensé par des technologies à réaction rapide. Par exemple, les centrales électriques à combustibles fossiles pour produire de l'énergie, l'hydroélectricité de pompage pour stocker l'énergie excédentaire. Cela implique des tonnes d'émissions de CO2. La décarbonisation du secteur de l'énergie n'a donc pas besoin d'être aussi difficile. Avec FUERGY, le monde entier peut commencer à réduire les émissions de CO2 dès maintenant.

Le plus grand mérite de l'élimination des émissions de carbone ces dernières années est dû aupassage des centrales électriques au charbon à celles au gaz. Nous avons également découvert qu'au lieu de remplacer les centrales électriques fossiles, les énergies renouvelables ne font que couvrir la demande croissante d'énergie. En 2018, si nous ne voulions pas continuer à construire de plus en plus de centrales électriques fossiles, nous aurionsdû installer 3,5 fois plus d'énergies renouvelables qu'en réalité. Néanmoins, nous pouvons toujours nous attendre à la lente disparition des combustibles fossiles dans le secteur de l'énergie. Les énergies renouvelables ne suffisent pas à elles seules à remplacer complètement les centrales fossiles. Principalement en raison de leur nature imprévisible. Cependant, associées à une technologie intelligente mettant fin au stockage de l'énergie, elles peuvent ébranler les fondations du secteur énergétique tel que nous le connaissons.

Ensoleillé mais venteux, pluvieux la nuit

C'est ainsi que devrait sonner la prévision météorologique idéale pour les énergies renouvelables. Malheureusement, nous ne savons pas (encore) comment contrôler la météo, de sorte que l'approvisionnement en électricité dépend fortement des centrales électriques de secours. Les décalages de production et de consommation causés par les pics de consommation quotidiens, les événements extrêmes (par exemple les vagues de chaleur) ou le changement de saison ont cependant une solution zéro carbone : le stockage de l'énergie. Il existe quatre grandes catégories de stockage d'énergie : mécanique, chimique, électrochimique et thermique.

La meilleure façon de faire face aux déséquilibres à court terme causés par les pics de consommation, comme lacourbe de Duck, est la batterie au lithium-ion ("li-ion"). Grâce à son évolutivité, cette batterie estidéale pour les installations domestiques. Afin d'en tirer le meilleur parti (financièrement et en termes de capacité), il est nécessaire de charger et de décharger la batterie relativement fréquemment, voire plusieurs fois par jour.

La technologie, telle que "brAIn" de FUERGY, peut non seulement préparer des prévisions très précises sur la production et la consommation d'énergie du site, mais elle peut également répondre rapidement et gérer la batterie en fonction des besoins spécifiques.

L'énergie pour les mauvais moments

Le stockage d'énergie à long terme (comprendre des semaines ou des mois) est une noix plus dure à casser. Outre les piles, il existe d'autres méthodes qui permettent de conserver efficacement l'énergie pendant une période plus longue.

Les méthodes mécaniques qui utilisent l'énergie cinétique et gravitationnelle sont non seulement très simples sur le plan technologique, mais aussi très résistantes aux pertes d'énergie au fil du temps. Outre les technologies mécaniques classiques comme le stockage par pompage ou les générateurs d'air comprimé, nous avons lestrains gravitaires en béton qui montent et descendent la colline, ou les grues qui déplacentles blocs de béton. L'utilisation des infrastructures existantes ou de conditions naturelles favorables peut également aider ces technologies alternatives à être économiquement plus viables. Au Royaume-Uni, par exemple, on veut utiliserles puits de mine désaffectés en se basant sur le système de treuil et de levage.

Le stockage de l'énergie sous forme de chaleur est, dans certains cas, étonnamment plus efficace. Surtout à long terme. Il suffit de chauffer les matériaux comme le sable, le béton ou d'autres types de roches. Le sous-sol offre alors une excellente isolation pour la conservation de la chaleur. La plus grande fosse de stockage thermique du monde, avec un volume d'eau de 200 000 m3, se trouve à Vojens, auDanemark. L'installation de chauffage solaire couplée au stockage peut fournir jusqu'à 50 % de la production annuelle locale de chaleur au réseau.

Les combustibles alternatifs sont une solution chimique pour le stockage d'énergie à long terme et les batteries électrochimiques ont également leur place dans cette catégorie. La batterie à flux redox (RFB) utilise deux électrolytes (un anolyte et un catholyte) pour stocker l'énergie. Cette batterie a une longue durée de vie ainsi qu'une grande résistance à l'autodécharge. Le remplissage le plus approprié semble toutefois être le vanadium, un produit coûteux. C'est pourquoi les chercheurs développent intensivement des alternatives moins coûteuses à base decomposés organiques. La plus grande batterie redox au vanadium, d'une capacité de 800 MWh, devrait êtremise en service en 2020 à Dalian, en Chine.

Les technologies qui peuvent nous aider à éliminer les émissions de carbone sont à portée de main. Certaines d'entre elles ont juste besoin de plus de temps pour être mises au point. Ce dont nous avons le plus besoin, en premier lieu, c'est d'un état d'esprit politique orienté vers l'environnement et de plus de fonds pour leur développement et leur adoption en masse. En attendant, nous pouvons faire notre part en tant qu'individus. Comment ? Nous vous donnerons quelques conseils dans l'un de nos prochains articles ;-) N'oubliez pas de suivre FUERGY sur lesmédias sociaux !