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1 - STOCKER L’ÉNERGIE : UNE NÉCESSITÉ

2 - STOCKAGE DE L’ÉLECTRICITÉ

3 - STOCKAGE DE LA CHALEUR

4 - CONCLUSION ET PERSPECTIVES

Article de référence | Réf : BE8090 v1

Stockage de l’énergie

Auteur(s) : Christian NGÔ

Relu et validé le 01 oct. 2020

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RÉSUMÉ

Le stockage de l'électricité ou de la chaleur est une question stratégique pour pouvoir répondre aux fluctuations quotidiennes et aux demandes de pointe. Les énergies intermittentes (solaire, éolienne) étant sujettes à de grandes fluctuations, le stockage de l’électricité permet de lisser les variations de production et de réduire l'utilisation de centrales à combustible fossile. Les appareils électroniques portables, les véhicules hybrides rechargeables ou électriques nécessitent des batteries rechargeables de haute performance. Le stockage de l'énergie thermique est un problème majeur en matière d'approvisionnement énergétique. La chaleur peut être stockée à court terme (par exemple, un chauffe-eau électrique), mais elle est plus difficile à long terme (entreposage saisonnier).

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ABSTRACT

Energy storage: the weak point of the energy sector

The storage of electricity or heat is a strategic issue. Storing large quantities of electricity during off-peak hours helps absorb daily fluctuations and peak demands. Solar energy and wind energy are available intermittently, and are subject to large fluctuations. Electricity storage smooths out these variations in output and reduces the use of fossil fuel plants that take over to meet demand. Portable devices for communication and entertainment, and plug-in hybrid and electric vehicles require high-performance rechargeable batteries. Storing thermal energy (in the form of heat or cold) is a major issue in energy supply considerations. Heat can be stored in the short term (e.g. an electric water heater) but is more difficult in the long term (inter-seasonal storage).

Auteur(s)

INTRODUCTION

Stocker de l’énergie quand on en a trop pour l’utiliser quand on en a besoin est une nécessité. Le stockage permet de différer une utilisation de l’énergie par rapport à sa production en évitant ainsi qu’à chaque instant la demande et l’offre soient égales. On peut stocker de l’électricité ou de la chaleur. Il existe de nombreuses technologies de stockage et nous allons en décrire quelques-unes dans cet article mais il faut, pour qu’elles soient applicables, qu’elles soient rentables économiquement. Il faut de plus qu’elles soient fiables, sûres, flexibles, etc. Cela fait beaucoup de contraintes qui sont, pour la plupart, partiellement résolues et nécessitent des améliorations constantes. Bien qu’il existe un foisonnement de technologies, le stockage reste le point faible de la filière énergétique. Une rupture dans ce domaine changerait complètement le paysage énergétique et aurait des conséquences géopolitiques profondes.

Le stockage de l’électricité permet de lisser la production électrique : on stocke l’excédent des heures creuses pour l’utiliser aux heures de pointe. Cela permet de stocker l’électricité lorsqu’elle n’est pas chère pour la revendre lorsqu’elle est chère. Pour les énergies intermittentes, comme l’éolien ou le solaire photovoltaïque dont la production n’est souvent pas en phase avec la demande, le stockage est indispensable sinon il faut utiliser des sources d’énergie complémentaires polluantes pour produire de l’électricité lorsqu’elles n’en génèrent pas. Outre le fait que certaines périodes sont sans vent ou sans soleil, on observe des fluctuations importantes de production lorsqu’il y a du soleil ou du vent. Le stockage permet de lisser ces fluctuations. Un large développement des énergies renouvelables intermittentes (solaire et éolien) va donc nécessiter dans l’avenir un important déploiement des moyens de stockage.

Les appareils nomades (smartphones, ordinateurs portables, lecteurs audio ou vidéo, etc.) ont envahi la société moderne. Les véhicules hybrides, hybrides rechargeables et électriques sont en plein développement. Le point faible de ces véhicules et des appareils nomades est la plupart du temps leur alimentation en énergie. Les batteries rechargeables sont pour le moment le seul moyen pratique de les alimenter en attendant, à plus ou moins brève échéance, le développement des piles à combustible. Mais, même avec cette hypothèse, il se posera le problème du stockage du combustible.

L’énergie thermique (chaleur ou froid), qui représente la forme la plus dégradée de l’énergie, occupe aussi une place importante dans la société moderne. La chaleur ou le froid peuvent être assez facilement stockés à court terme (exemple : cumulus ou glace) mais plus difficilement à long terme (stockage intersaisonnier).

Cet article est une introduction au domaine du stockage dont il présente quelques aspects. Il peut être complété par les articles cités en références si le lecteur souhaite avoir plus de détails sur un sujet particulier. Le domaine du stockage évolue lentement mais de manière continue. Les données qui sont citées ici doivent être prises comme indicatives car elles peuvent différer plus ou moins d’une réalisation industrielle à l’autre ainsi que sur les prototypes de laboratoire qui sont sans cesse améliorés.

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KEYWORDS

electricity   |   heat   |   STEP   |   batteries

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-be8090


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) -   Le stockage de l’énergie.  -  Ouvrage collectif coordonné par ODRU (P.), Dunod (2010).

  • (2) - NGÔ (C.), NATOWITZ (J.) -   Our energy future, resources, alternatives, and the environment.  -  Wiley (2009), 2e édition 2016.

  • (3) - NGÔ (C.) -   Demain l’énergie, moteur de l’humanité.  -  Dunod (2009) et On a tous besoin d’énergie , Amazon (2016).

  • (4) - BRADBURY (K.) -   Energy storage review.  -  Duke University (2010).

  • (5) -   Energy storage : power to the people.  -  HSBC (2014).

  • (6) - ENEA Consulting -   Le stockage de l’énergie  -  (2012).

  • ...

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