Nées de la prise de conscience d’une nécessité de préserver notre environnement et le climat, différentes transitions énergétiques s’opèrent partout dans le monde. Accompagnés de nouvelles technologies, ces changements passent par une limitation des émissions de CO2 et la décarbonation de nos usages énergétiques habituels. L’utilisation accrue d’énergies renouvelables est l’une des clés de la tenue de ces objectifs. Cette énergie, souvent intermittente, ne peut être efficace qu’accompagné d’un système de stockage permettant son utilisation à la demande. Le stockage de l’énergie est un levier pour la transition énergétique, au carrefour d’enjeux techniques, sociaux et industriels.
La transition énergétique. Cette grande expression dont tout le monde parle, mais dont peu connaisse réellement l’étendue des applications. Cette longue période doit permettre à notre de système énergétique actuel, basé grandement sur l’énergie fossile et nucléaire, de devenir un système où les énergies renouvelables seront prépondérantes, tout en réussissant à alimenter l’ensemble de la société, depuis les grandes industries jusqu’à la maison familiale.
Il est acquis aujourd’hui pour les grands acteurs publics internationaux, que cette évolution est une nécessité, un enjeu aussi bien pour l’humanité que pour la sauvegarde de la nature et de la planète. Pour preuves, la récente loi pour la transition énergétique et la croissance verte, le Paquet Energie-Climat de la Commission européenne, les Accords de Paris…
Tous les domaines de la société sont mobilisés pour accompagner cette transition. Dans le domaine du diagnostic d’abord, où les climatologues sont chargés d’établir les faits et les prédictions concernant le changement climatique. En économie également, où les scientifiques calculent les investissements nécessaires pour tenir les objectifs climatiques internationaux. Ou encore dans la recherche, où les innovations technologiques nécessaires à un avenir plus « vert » sont en avancées perpétuelles.
En France, les organismes de recherche et les universités jouent un rôle majeur. Ils dotent la société civile et les acteurs économiques des outils et des technologies capables d’accompagner la mutation de nos usages énergétiques, tout en assurant la préservation de notre environnement pour les générations futures. Ces nouvelles technologies ont bénéficié de nombreuses années de recherche, mais de nouvelles ruptures technologiques seront nécessaires pour atteindre la neutralité carbone visée en 2050.
C’est dans ce contexte qu’entre le grand défi des institutions de recherche et les industriels : le stockage de l’énergie, que ce soit sous sa forme électrique, thermique, mécanique, où d’hydrogène. Car sans prise en compte de ce paramètre essentiel, on ne pourra pas gérer la montée en puissance des énergies renouvelables.
Le stockage de l’énergie, dans quel but ?
Le principe de stockage de l’énergie consiste à préserver une quantité d’énergie pour une utilisation ultérieure. L’énergie peut être stockée sous la forme d’énergie mécanique (hydraulique et air comprimé), électrique, thermique, chimique et électrochimique.
La production d’électricité par procédé fossile et nucléaire est flexible et maitrisable, mais est responsable de 40 % des émissions de CO2 dans le monde, quand l’utilisation d’énergie renouvelable n’en produit quasiment pas. En conséquence, le stockage permet d’abaisser la proportion de CO2, en intégrant mieux les énergies renouvelables au mix énergétique, souvent décentralisée et non programmable. En effet, l’énergie solaire ou éolienne est intermittente. Mettre “de côté” l’électricité produite limite le recours aux centrales thermiques dont la puissance plus flexible est modulable. Cela permet aussi d’adapter l’utilisation à la demande, notamment lors des pics de consommations.
Le stockage de l’énergie répond aux besoins des bâtiments ou d’un territoire, tant aux industries qu’aux particuliers, et qu’ils soient raccordés à un réseau ou isolés, comme les îles. L’enjeu : pallier la variabilité de la production des énergies renouvelables et diminuer les émissions de CO2.
Les besoins en stockage d’énergie pour la mobilité se situent dans le secteur des transports, le plus émetteur de CO2 en France.
De plus, la décarbonation est à prendre en compte : c’est faire appel à des techniques non émettrices de CO2 pour transformer ou stocker l’énergie. Les deux secteurs les plus énergivores : les moyens de mobilités et le bâtiment. Le transport est le premier secteur émetteur de CO2 en France et le bâtiment le premier en Europe. Le stockage de l’énergie doit permettre de décarboner l’énergie utilisée par les véhicules, mieux géré par des systèmes électroniques embarqués plus performants. Dans le bâtiment, le stockage thermique, saisonnier, permet lui de décarboner la production de chaleur en hiver, et de froid en été (avec la climatisation).
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