Le stockage de l'électricité

Résumé du document

L'électricité est aujourd'hui un des vecteurs énergétiques du développement de nos sociétés. Certes il est pratique, mais il présente de nombreux inconvénients. L'un d'entre eux porte sur la difficulté de son stockage. C'est une caractéristique pénalisante à la fois pour le consommateur et pour le producteur d'électricité. Depuis le début du 19ème siècle, les pays du ‘Nord' n'ont cessé d'exploiter les sources d'énergies épuisables, les énergies fossiles (le charbon, le pétrole, l'uranium). De ces exploitations, il en ressort un bilan dont tout le monde est conscient : les activités humaines sont en partie à l'origine des bouleversements climatiques. Au vu de ces constations, les nations sont unanimes (protocole de Kyoto) sur la nécessité de trouver des solutions pour répondre aux demandes croissantes impulsées par les populations qui ne cessent de croître et dont les besoins sont à la fois multiples et diverses. Entre 1982 et 2002, les besoins ont fait un bond de 38 % sur 20 ans. L'Agence Internationale de l'Energie (AIE) prévoit une augmentation du taux de croissance de la demande d'électricité d'environ 1,4 % par an jusqu'en 2030. Ces besoins concernent essentiellement la hausse des demandes de moyens de transport (non polluants de surcroît), des nouvelles applications technologiques telles que celles des portables (téléphones, microordinateurs...), et des exigences en matière de réseaux de distribution d'énergie. Conscients de ces réalités, les politiques privilégient toutes les pistes de valorisation d'énergies non fossiles et non polluantes, c'est-à-dire celles qui sont considérées « illimitées ». C'est donc dans ce contexte qu'apparaissent les énergies dites renouvelables. Elles sont produites à partir de sources inépuisables telles que l'eau des rivières faisant tourner les turbines d'un barrage hydroélectrique ; du vent brassant les pales d'une éolienne ; des rayonnements solaire excitant des photopiles des panneaux solaires ; mais également, l'eau chaude des profondeurs de la terre alimentant les réseaux de chauffage.

Extraits

[...] - Le stockage d'air comprimé est relativement affirmé, avec plusieurs réalisations de grande puissance. La réalisation d'un tel système nécessite de disposer d'une géologie favorable permettant de disposer de grandes cavités (anciennes mines de sel par exemples). - Les accumulateurs à volants d'inertie sont aussi un moyen de stockage très intéressant car, ils offrent une très grande capacité au cyclage (quelques dizaines de milliers à quelques centaines de milliers de cycles).et ont un coût global compétitif sur la durée de vie. [...]

[...] Dans les batteries plomb-acide à recombinaison de gaz ("plomb étanche"), l'électrolyte est immobilisé sous forme de gel ou adsorbé dans le séparateur microporeux; dans ce cas, l'oxygène, qui se dégage avant l'hydrogène en fin de charge, est canalisé au travers des microfissures présentes dans l'électrolyte, jusqu'à la plaque négative où il se recombine avec l'hydrogène pour donner de l'eau, ce qui maintient ainsi le niveau d'électrolyte constant à l'intérieur de la batterie Nickel-Cadmium Longtemps restées du domaine des hautes technologies (aéronautique, télécommunications), les batteries Ni/Cd sont passées au domaine grand public avec la montée des portables. Elles ont connu en France un important développement avec les véhicules électriques du groupe PSA puis de RENAULT. [...]

[...] Enfin, certaines technologies non envisagées dans le cadre de cette étude sont aptes à apporter des solutions pour le stockage des énergies intermittentes, à savoir : le stockage hydraulique, le stockage thermique pour des applications à grande échelle, les inductances supraconductrices (SEMES) pour de faibles échelles. Pour répondre aux besoins futurs d'une production de plus en plus délocalisée, le stockage va demander, à court terme, des améliorations technologiques. Les batteries lithium-ion ont d'excellentes performances, mais leur coût est actuellement rédhibitoire pour une application de systèmes isolés dans les pays en développement. Le recyclage et l'élimination en fin de vie de ces batteries nécessitent des actions de R&D. [...]

[...] Les formes de stockage d'énergie sont multiples et diversifiées. Aucune n'est parfaite et aucune n'est définitive. La difficulté de stockage de l'énergie conduit souvent à des solutions très coûteuses. Dans les paragraphes suivants, nous évoquerons les principale forme de stockage qui s'effectue actuellement et celle qui sont en cours. 1. Le stockage de l'énergie mécanique Stockage par pompage d'eau On sait qu'une partie de l'électricité (environ 15% en France) est produite grâce à des barrages qui utilisent la force motrice de l'eau, source renouvelable d'énergie très concentrée dont un intérêt primordial est qu'elle est quasi immédiatement disponible. [...]

[...] Cette utilisation n'est pour l'instant qu'envisagée, mais la mise au point récente de méthodes de production de masse des nanotubes va probablement permettre un développement sensible de leurs applications en direction du stockage. Pour l'instant, ce type de recherche est plutôt mené par des laboratoires ou entreprises spécialisés dans le matériau lui-même que dans les technologies liées à l'hydrogène. - Distribution L'approvisionnement fait partir des raisons pour lesquelles la commercialisation de véhicules fonctionnant à l'hydrogène pur ne sera pas effective avant plusieurs années. En effet, le réseau de distribution n'existe pas, et ce nouveau carburant soulève de nombreuses interrogations liées à la sécurité. [...]