Technologie de stockage de l'énergie : un rapport de l'OFEN donne une vue d'ensemble

Le système énergétique de la Suisse est confronté à des changements majeurs : L'expansion des énergies renouvelables, la décarbonisation de l'approvisionnement énergétique, la numérisation du système, à long terme les centrales nucléaires seront fermées et le réseau électrique suisse sera davantage intégré au marché européen.

Ces changements impliquent que le système énergétique suisse doit devenir plus flexible. Le défi consiste à faire en sorte que l'énergie soit disponible en quantité suffisante lorsqu'elle est nécessaire et que la stabilité du réseau soit assurée. Le stockage de l'énergie peut intervenir dans ce domaine. Les grandes installations de stockage peuvent assurer la stabilité du réseau lorsque la production est faible et que la demande est basse.

De nombreux lecteurs connaissent les centrales de pompage-turbinage et, bien sûr, les batteries (également connues sous le nom de stockage électrochimique). Cependant, il existe de nombreuses autres technologies de stockage de l'énergie qui sont à différents stades de maturité technologique. L'Office fédéral de l'énergie (OFEN) a publié en septembre 2021 un bref aperçu des différentes technologies de stockage de l'énergie. Les spécialistes de l'OFEN y donnent une vue d'ensemble de l'utilisation actuelle des technologies de stockage, classent l'importance actuelle des technologies et indiquent comment les différentes technologies pourraient se développer.

Energeiaplus a posé quelques questions à l'auteur du bref aperçu sur le sujet : Stefan Oberholzer est spécialiste de la recherche énergétique et des cleantechs à l'Office fédéral de l'énergie.

Energeiaplus : A qui s'adresse le document et à quoi peut-il servir ?

Stefan Oberholzer : Le document énumère diverses technologies de stockage de l'énergie et décrit ce qui fait l'objet de recherches et de développements. Il n'y a pas de considérations d'économie d'énergie sur le sens et la finalité du stockage de l'énergie. En ce sens, le document s'adresse à toute personne qui pourrait avoir besoin d'une vue d'ensemble très simplifiée et approximative.

Certaines technologies de stockage sont-elles mieux adaptées à des types d'énergie spécifiques ?

Outre le stockage de gaz ou d'électricité purs, il existe des concepts de stockage où, par exemple, l'électricité est stockée chimiquement (power-to-gas) afin d'utiliser l'énergie chimique en mobilité (véhicule à pile à combustible) ou de manière stationnaire dans une centrale de cogénération. Le stockage de l'énergie étant toujours associé à des pertes, on peut généralement dire que les systèmes de stockage inefficaces ne sont pas adaptés à un nombre élevé de cycles. D'autre part, les systèmes de stockage par batterie très efficaces ne sont guère adaptés au stockage d'énergie saisonnier. En outre, certaines technologies de stockage sont mieux adaptées au stockage d'énergie à court terme (stockage d'électricité) et d'autres à des périodes plus longues en tant que stockage d'énergie pure.

Parmi les futures technologies de stockage, laquelle est particulièrement intéressante ?

Les idées de nouveaux types de stockage gravitationnel sont intéressantes, même s'il reste à voir si et à quelle vitesse un tel dispositif sera utilisé. Sinon, surtout, les développements technologiques rapides dans le secteur des batteries. Les batteries sont considérées comme l'une des technologies clés de la transformation du système énergétique.

Où la technologie de stockage de l'énergie est-elle utilisée en Suisse ?

Dans le secteur de l'électricité, principalement sous forme de centrales de pompage-turbinage. Cependant, le secteur du chauffage est également important : le secteur du bâtiment représente environ 40% de la consommation finale d'énergie en Suisse, dont la grande majorité est utilisée pour le chauffage des locaux et l'eau chaude. De nombreux réservoirs de stockage d'eau chaude existent déjà ici aujourd'hui. Afin de compenser les différences saisonnières de la demande de chaleur, il existe diverses nouvelles technologies de stockage de la chaleur, qui font également l'objet de recherches intensives en Suisse.

Quels sont les chiffres clés importants dans le domaine du stockage de l'énergie ?

Le facteur décisif est certainement le coût, qui est indiqué en francs par kWh stocké avec les coûts de stockage pondérés (LCOS = Levelised Cost of Storage) et avec lequel les différentes technologies de stockage peuvent être comparées. Autrement, la capacité énergétique et la performance des stockages individuels, la durée de stockage (stockages saisonniers vs. stockages à court terme), l'efficacité "aller-retour" et la durée de vie : autant de paramètres qui entrent dans le calcul du LCOS. Selon l'application, le stockage ou la densité de puissance jouent un rôle très important, par exemple dans l'électromobilité.

Quels sont les faits dans le domaine de la technologie de stockage que le grand public devrait mieux connaître ?

La part des produits pétroliers dans la consommation finale d'énergie en Suisse est d'environ 49%, en moyenne sur les dernières années. Aujourd'hui, ils sont physiquement stockés dans des installations de stockage obligatoire en Suisse pour couvrir la demande pendant plusieurs mois. Cela correspond à peu près au stockage de 20% de la consommation totale d'énergie de la Suisse. Avec l'abandon des combustibles fossiles, qui sont faciles à stocker, les technologies de stockage en général deviendront plus importantes. Outre les systèmes de stockage établis, il existe diverses nouvelles approches dans les secteurs de l'électricité, du gaz et de la chaleur, ainsi que des concepts de stockage qui couplent également différentes sources d'énergie entre elles. Avec l'expansion massive de la production d'énergie renouvelable (électricité), le stockage par batterie jouera certainement un rôle décisif, tant en stationnaire qu'en mobilité. Autrement : Le stockage de l'énergie est généralement relativement coûteux et, surtout dans le secteur de l'électricité, il ne constitue qu'une des diverses options d'un système énergétique durable. Si cela peut se faire sans ou avec peu de stockage, tant mieux.

Vous trouverez un bref aperçu pour une lecture plus approfondie sous les publications de l'Office fédéral de l'énergie.