Bien qu’il soit difficile d’atteindre la neutralité carbone, des progrès ont été enregistrés dans des endroits surprenants. C’est le cas de Chypre, un pays d’Europe qui, il y a quelques années encore, se situait au bas de l’échelle des énergies renouvelables. Le pays a pris de l’ampleur ces derniers temps. Chypre teste actuellement un nouveau système de stockage d’énergie à air comprimé qui tire parti de la pression de l’eau de mer pour stocker de l’énergie pendant de longues périodes.
Le stockage d’énergie à long terme pour augmenter la production d’énergie renouvelable
En 2015, l’Islande a été le premier pays d’Europe à atteindre l’objectif de n’utiliser que des énergies renouvelables. L’Islande n’étant pas membre de l’UE, la concurrence reste vive pour être le premier pays de l’UE à éliminer complètement les combustibles fossiles de son bouquet énergétique.
Pendant un certain temps, il a semblé que Chypre était sur le point de disparaître. Cependant, le 24 février, le Guardian a publié un article sur les progrès de l’UE en matière d’énergies renouvelables, citant Chypre comme l’un des pays ayant réalisé des avancées significatives.
Le Guardian précise qu’il reste encore beaucoup à faire. Selon un résumé des données de 2022, l’UE consomme en moyenne 41 % de son électricité à partir de sources renouvelables, la Suède et le Danemark arrivant en tête avec respectivement 83,3 % et 77,2 %. Malte (10,1 %), la Hongrie (15,3 %), la République tchèque (15,5 %) et le Luxembourg (15,9 %) sont en queue de peloton, Chypre (18 %) se situant à peine devant les derniers.
Le stockage de l’énergie à long terme contribuerait grandement à aider des pays comme Chypre à progresser plus rapidement sur la voie des énergies renouvelables. Un système de stockage d’énergie à long terme peut fournir des kilowatts propres pendant de longues périodes, jusqu’à des jours, des semaines, voire des saisons entières, contrairement aux systèmes de batteries lithium-ion, qui ont normalement une durée de vie de quatre à six heures. À ce moment-là, pour une petite partie du prix d’une nouvelle centrale nucléaire, les sources d’énergie intermittentes, telles que l’énergie éolienne et solaire, pourraient offrir une stabilité, une continuité et une fiabilité similaires à celles des centrales nucléaires.
Un type de dispositif de stockage d’énergie à air comprimé
Les investisseurs et les innovateurs ont été très actifs dans le domaine du stockage de l’énergie à long terme, l’activité la plus récente étant centrée sur les nouvelles technologies à long terme qui utilisent les lois de la transmission thermique.
Les innovateurs à long terme peuvent également trouver un terrain fertile dans les systèmes naturels de la Terre. L’énergie hydroélectrique pompée, par exemple, a récemment fait l’objet d’une réflexion. Cette technologie bien établie, vieille de plusieurs décennies, fonctionne parfaitement avec l’énergie solaire et éolienne. Le processus consiste à transférer l’eau d’un réservoir supérieur à une centrale inférieure par gravité. Idéalement, le réservoir supérieur n’est rempli que lorsqu’il y a un surplus d’énergie renouvelable disponible pour alimenter les pompes – voir nos archives de longue durée ici.
L’air comprimé est une autre technologie de longue durée qui a gagné du terrain dans les années 2000. Bien que certaines des premières tentatives d’utilisation de l’air comprimé aient échoué, de nouvelles variantes continuent d’apparaître.
Bien que chacun ait ses limites, les systèmes à air comprimé peuvent utiliser des structures artificielles ou des formations rocheuses souterraines comme plateformes de stockage. Le risque de conflit avec l’utilisation des terres en surface est moindre lorsque les marchandises sont stockées sous terre, car les conteneurs sont robustes et préfabriqués. La géologie des formations rocheuses varie cependant. Bien que les plates-formes artificielles soient plus coûteuses et qu’elles puissent entrer en conflit avec des utilisations concurrentes du sol, elles ont le potentiel de couvrir un éventail beaucoup plus large d’options de sites.
Il suffit d’ajouter de l’eau pour stocker l’énergie sous forme d’air comprimé
Nous avons parlé pour la première fois d’un système de stockage d’énergie à base de vessie en 2022. Son fonctionnement est similaire à celui d’un système hydro-pompe sous-marin, mais au lieu d’utiliser la gravité, il utilise la pression de l’eau.
Une autre approche de l’utilisation de la pression de l’eau pour le stockage de l’énergie est présentée par la startup israélienne BaroMar, qui a mis au point un système d’air comprimé basé sur un simple réservoir de sonde. Le système est destiné à être utilisé sur les îles et dans les régions côtières proches des eaux profondes. Les réservoirs seront placés à une profondeur d’environ 500 pieds, là où la pression de l’eau est suffisante et où les risques de rencontre avec la vie marine sont moindres.
Selon BaroMar, « la pression hydrostatique de l’eau environnante permet de construire des réservoirs de grande taille et de longue durée à un coût très faible ». Une approche de la conception qui se concentre sur l’élimination des pièces mobiles et des sous-systèmes sous-marins contribue également à la réduction des coûts. En utilisant de l’acier et du béton qui ont fait leurs preuves en mer, les réservoirs sont construits sur la terre ferme, puis remorqués jusqu’à leur emplacement.
Bien que le diable soit dans les détails, cela semble assez simple. Le cabinet d’ingénierie Jacobs a révélé en début de semaine qu’il avait été choisi par BaroMar pour créer l’avant-projet du projet chypriote, présenté comme « le premier projet pilote sous-marin de stockage d’énergie à grande échelle et de longue durée ».
L’ingénierie énergétique et marine est un domaine dans lequel la solution de stockage d’énergie de BaroMar est bien maîtrisée, comme l’indique Jacobs. Il est toutefois délicat de les combiner avec la pression hydrostatique de l’eau de mer.
Selon Fiachra Ó Cléirigh, vice-président de Jacobs, « ce projet nécessite des études géophysiques, géotechniques et bathymétriques approfondies, des enquêtes, des études de faisabilité et des autorisations pour l’installation de réservoirs à de grandes profondeurs pour les besoins des équipements mécaniques et électriques à terre ».
Comment fonctionne-t-elle ?
Selon Jacobs, la capacité de 4 mégawatts-heure du projet chypriote sera obtenue grâce à de grands réservoirs rigides lestés sur le fond marin.
Selon Jacobs, les réservoirs sont conçus pour résister aux charges dues à l’environnement marin, à l’air comprimé et à la pression hydrostatique de l’eau, tant dans les conditions d’installation que dans les conditions d’exploitation.
Un câble sous-marin transportera le surplus d’électricité généré par l’énergie solaire et éolienne jusqu’aux réservoirs, où les compresseurs seront alimentés. L’air comprimé est renvoyé vers la terre, détendu, et alimente un générateur lorsqu’il y a besoin de plus d’électricité.
Yonadav Buber, le fondateur de BaroMar, a été interviewé par l’organisation à but non lucratif ISRAEL21c en septembre dernier. Il a expliqué que la construction de réservoirs sous-marins est moins coûteuse car la pression de l’eau de mer agit comme un stabilisateur. Si les îles et les côtes sont les seuls endroits où l’on peut choisir un site, ces zones sont aussi tristement célèbres pour leur encombrement. Les possibilités de stockage d’énergie terrestre à grande échelle sont difficiles à trouver.
Cette solution est vraiment brillante, car elle contourne élégamment le problème. Comme il s’agit des fonds marins, qui ne sont pas exactement des biens immobiliers de premier ordre, cela ouvre également la possibilité d’un stockage d’énergie virtuellement infini, a déclaré M. Buber à Naama Barak, rédactrice d’ISRAEL21c.
Contrairement à d’autres nouvelles technologies de stockage d’énergie de longue durée qui sont développées aujourd’hui, M. Buber a souligné que les composants technologiques sont établis et ne nécessitent pas de développement supplémentaire important. Il a précisé que les principaux obstacles au déploiement commercial du projet pilote sont liés à l’ingénierie maritime et aux exigences réglementaires.
Chypre n’utilisera que des énergies renouvelables d’ici 2030, avec l’aide du stockage de l’énergie
M. Buber a déclaré à ISRAEL21c l’automne dernier que Chypre correspondait aux trois principales catégories de clients visées par BaroMar. Les installations portuaires et autres grands complexes industriels font partie des grands consommateurs d’énergie du deuxième groupe, tandis que les producteurs d’énergie renouvelable avec un excédent d’énergie font partie du premier.
« Les gouvernements constituent notre troisième catégorie de clients », a déclaré M. Buber. Par exemple, nous sommes en pourparlers avec le gouvernement chypriote pour qu’il devienne le premier État membre de l’UE à fonctionner entièrement à l’énergie renouvelable d’ici 2030.
Il reste à voir si ce noble objectif pourra être atteint. Néanmoins, comme nos amis de PV Magazine l’ont noté en février, Chypre prévoit déjà de réduire sa production d’énergie renouvelable de 28 % d’ici à 2024, ce qui indique qu’elle dispose d’un excédent considérable.
PV Magazine a identifié les principales causes de la surproduction d’énergie renouvelable de Chypre comme étant l’absence d’infrastructures de stockage d’énergie adéquates et de connexions internationales.
Chypre est en avance sur vous si vous pensez que l’hydrogène vert pourrait contribuer à absorber une partie de ces kilowatts propres supplémentaires. En 2022, Chypre a été classée parmi les « retardataires » dans les stratégies nationales de l’UE en matière d’hydrogène. Toutefois, l’année suivante, un groupe de 27 pays s’est réuni pour proposer que Chypre soit le site de la première « vallée de l’hydrogène » de l’UE. Nous serons attentifs à l’évolution de la situation, mais l’accent est actuellement mis sur la production d’hydrogène vert à partir de l’eau et sur l’utilisation d’énergie provenant de sources renouvelables.
