“Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme”. Cette citation du chimiste Antoine de Lavoisier s’applique aussi à l’énergie. Il est vrai que l’énergie ne peut ni être créée, ni détruite, mais elle peut être transférée d’un objet à un autre ou convertie d’une forme en une autre.
Lorsque nous parlons de production d’électricité et d’énergies renouvelables, la question se pose presque toujours : pourquoi ne pas stocker l’énergie inutilisée en vue d’une utilisation ultérieure ?
S’il s’agit là d’une bonne suggestion. Pourtant, elle n’est pas toujours possible. Les sources d’énergie telles que les combustibles fossiles et le gaz peuvent être stockées sous forme d’éléments physiques. Cependant, l’énergie électrique ne peut pas être stockée en tant que telle.
Dans cet article, nous examinerons les évolutions autour du stockage de l’énergie électrique, les projets en cours pour accélérer ces technologies et la manière dont elles peuvent être utiles pour les infrastructures critiques (PIV ou OIV) en France et partout ailleurs.
Stockage de l’Énergie
Le stockage de l’énergie est essentiel pour garantir la sécurité et la stabilité de l’approvisionnement. Actuellement, le stockage constitue le principal défi pour les énergies renouvelables. En effet, ces dernières dépendent de facteurs climatiques externes qui ne peuvent être contrôlés. Par conséquent, lorsque les énergies renouvelables génèrent un surplus d’énergie, la capacité à stocker cette énergie supplémentaire et à l’utiliser pendant les périodes de faible production constituerait un pas de plus vers l’efficacité énergétique. En effet, l’objectif est de pouvoir stocker cette énergie déjà produite et de l’utiliser à des moments où la production est plus faible.
C’est dans ce contexte que certaines technologies ont été créées. Cependant, leur coût reste élevé, et les moins chères ne peuvent pas stocker de grandes quantités. Ces solutions existent à grande échelle (en GW ou MW), comme l’hydroélectricité par pompage, le stockage thermique ou l’air comprimé. Les centrales hydroélectriques sont les plus répandues de ces options.
Principales Technologies de Stockage de l’Énergie
Dans cet article, nous nous concentrons sur deux des technologies les plus discutées : les batteries de stockage et l’hydrogène.
- Les batteries. Basés sur des composés chimiques, les batteries sont les systèmes de stockage les plus connus. Les batteries au lithium sont les plus populaires, car ce matériau possède de grandes capacités de stockage. Au niveau de l’utilisateur, elles sont très répandues. En effet, nous connaissons tous des batteries telles que les batteries portables, ou encore les batteries d’appareils qui ont une certaine durée de vie. À cette échelle, il s’agit généralement de kWh. Elles existent aussi à plus grande échelle mais n’ont pas encore évolué pour être utilisées pour des charges à haute énergie. Leur développement, entre autres pour les véhicules électriques, a fait baisser rapidement les prix, mais des recherches sont encore en cours pour augmenter leur durée de vie et les rendre plus petites, entre autres. D’autres projets se développent petit à petit tels que celui d’EDF Renewables qui s’appuie sur sa filiale EDF Store & Forecast pour proposer des solutions intelligentes de coordination de production de sources renouvelables via la prévision et le stockage.
- L’hydrogène. L’hydrogène n’est pas une technologie de stockage en soi, mais elle constitue une énergie facilement stockable. Il est déjà largement utilisé dans l’industrie et les transports lorsqu’il est produit à partir de combustibles fossiles, c’est ce qu’on appelle l’hydrogène gris. Au cours des dernières décennies, d’autres techniques de production d’hydrogène sont apparues, chacune étant identifiée par une couleur en fonction de son origine et de ses émissions.
L’hydrogène bleu a été développé comme une modalité moins polluante, car il comprend des processus de capture des émissions. Parallèlement, l’hydrogène vert, issu de sources renouvelables qui ne génèrent pas de CO2 par électrolyse, progresse aussi rapidement. Bien qu’il ait été reconnu comme une option vers la décarbonation et la réduction des émissions, son coût élevé constitue encore un obstacle à son utilisation. En effet, selon le rapport du “Plan de déploiement de l’hydrogène pour la transition énergétique” publié par le gouvernement, l’hydrogène est considéré comme une véritable solution pour le stockage de notre énergie, notamment de l’électricité, et constitue même “le défi des systèmes énergétiques du 21e siècle”.
Pour accélérer le développement de ces technologies à plus grande échelle, des subventions et des projets de recherche sont disponibles. Par exemple, en France, l’ADEME apporte son soutien à la recherche et développement (R&D) sur les systèmes de stockage. Dans le cadre des Investissements d’Avenir, l’ADEME a financé des projets mettant en œuvre des technologies de stockage qui améliorent les technologies existantes. Une étude a également été menée en collaboration avec la DGCIS et l’ATEE pour identifier le potentiel du stockage en France d’ici 2030 et 2050. Elle souligne l’importance du soutien à la R&D pour réduire les coûts des technologies et donne une perspective d’évolution des coûts pour différentes technologies de stockage.
Qu’est-ce qu’une Infrastructure Critique (PIV ou OIV)
Les infrastructures critiques, ou point d’importance vitale (PIV), constituent les structures essentielles au bon fonctionnement d’un État, garantissant la sécurité et le bien-être de ses citoyens. Elles comprennent la santé, l’eau, les infrastructures nucléaires et chimiques, l’alimentation, le système bancaire, les télécommunications, les administrations publiques…
Il s’agit de tous les domaines de notre vie que nous considérons comme acquis, mais dont la gestion est complexe et dont le maintien nécessite une planification et une préparation constante.
En effet, ces infrastructures requièrent une attention particulière pour assurer leur fonctionnement même dans des circonstances inhabituelles : en cas de conflit, de pandémie, de tremblement de terre, etc. Leur alimentation électrique, la sécurité des personnes et des données, par exemple, sont des domaines clés.
En 2006, la France a établi une liste de douze secteurs d’activités d’importance vitale (SAIV) et a identifié des opérateurs d’importance vitale (OIV) au sein de ces secteurs. Ces OIV sont considérés comme essentiels au bon fonctionnement de l’économie et de la société française.
Répartition des Opérateurs d’Importance Vitale (OIV) par secteur – Source
De son côté, le Conseil européen a lancé en 2004 le Programme européen pour la protection des infrastructures critiques (PEPIC), également connu sous le nom de European Programme for Critical Infrastructure Protection (EPCIP). Ce programme a pour objectif d’identifier et de protéger les infrastructures critiques en Europe.
Stockage de l’Énergie et Infrastructures Critiques
Dans une ère où la digitalisation des services et la transition énergétique est de plus en plus centrale, il est légitime de se demander comment les infrastructures critiques aborderont les énergies renouvelables et l’importance du stockage.
Il est vrai que les sources d’énergie fossiles continueront d’être utilisées pour assurer l’approvisionnement. Cependant, les OIV ne peuvent pas rester insensibles à la transition énergétique et doivent s’y préparer.
Une grande partie de ces services repose sur l’électricité. C’est pourquoi, la sécurisation de l’approvisionnement énergétique des services est plus que nécessaire. Ainsi, le développement de batteries de plus grande capacité, pouvant exister directement dans les zones clés et au sein même des bâtiments urbains, est une des solutions à exploiter. Par exemple, en cas de panne d’électricité, il existe déjà des générateurs de secours. Ces générateurs sont de petites centrales électriques qui produisent de l’électricité à partir de gaz ou de diesel. Ils sont généralement situés dans les bâtiments-mêmes, dans des zones protégées et inaccessibles au grand public. Avec l’évolution vers des énergies plus propres et l’abandon des combustibles fossiles, on s’attend à ce qu’elles soient remplacées par des batteries capables de stocker de l’énergie produite de manière propre, par exemple à partir de panneaux solaires.
Imaginons cette fois un cas de panne générale d’électricité dans un hôpital. Garantir l’approvisionnement de services minimums est alors crucial pour que les machines de contrôle ou les salles d’opération puissent assurer les services essentiels. Et cela s’applique aussi bien aux services d’urgence qu’au stockage de médicaments à basse température ou des tests analytiques.
Dans une telle situation, des générateurs se mettraient automatiquement en marche pour assurer la continuité de l’approvisionnement jusqu’à ce que le réseau principal soit rétabli. Ces générateurs existants répondent déjà à ces besoins, mais ils utilisent des combustibles fossiles. L’amélioration de la capacité des batteries pour le stockage de l’énergie électrique pourrait changer la donne. Mais tant que les batteries ne seront pas fiables et à forte capacité, ces secteurs continueront à s’appuyer sur leurs générateurs existants.
Comme vous pouvez le constater, l’évolution du stockage de l’énergie est un véritable défi et est attendue dans de nombreux secteurs. Il est vrai que les infrastructures critiques ont pour objectif principal de maintenir l’approvisionnement plutôt que d’améliorer l’efficacité énergétique. Cependant, cela ne signifie pas qu’elles doivent la négliger. Comme tous les secteurs d’activité, ils ont un rôle à jouer dans la réalisation de l’objectif « Net Zero » d’ici à 2050.
Une solution de Gestion de l’Énergie (SGE) peut être utilisée comme point central pour collecter toutes les informations nécessaires à la gestion et au contrôle de toutes les énergies, ainsi que pour s’assurer que les équipements fonctionnent correctement et que la consommation d’énergie est stable. Si vous êtes responsable de la maintenance de ces infrastructures importantes ou critiques et que vous souhaitez en savoir plus sur la solution de gestion de l’énergie Dexma, n’hésitez pas à nous contacter.
