L'électricité produite par les combustibles fossiles est de plus en plus non durable et une transition vers les énergies renouvelables - principalement du soleil et du vent - est vitale. La production renouvelable est déjà moins chère à l'unité que ses homologues polluantes, mais le fait que le soleil ne brille pas toujours et que le vent ne souffle pas toujours constitue un obstacle à une prise de contrôle sérieuse du secteur de l'énergie.

Le stockage d'énergie pourrait surmonter ce problème urgent d'« intermittence ». Si le stockage était disponible à un coût suffisamment bas et à hautes performances, les énergies renouvelables supplanteraient rapidement toutes les autres formes de production.

L'énergie est déjà stockée, bien sûr, dans les batteries ou diverses autres technologies. Même les réservoirs peuvent agir comme d'énormes réserves d'énergie. Cependant, rien de ce qui existe ou n'est en développement ne peut également stocker de l'énergie, et aussi bon marché, comme air comprimé.

Le concept semble simple :il suffit d'aspirer un peu d'air de l'atmosphère, le comprimer à l'aide de compresseurs à entraînement électrique et stocker l'énergie sous forme d'air sous pression. Lorsque vous avez besoin de cette énergie, il vous suffit de laisser sortir l'air et de le faire passer à travers une machine qui prend l'énergie de l'air et fait tourner un générateur électrique.

Stockage d'énergie par air comprimé (ou CAES), lui donner son nom complet, peut impliquer de stocker de l'air dans des réservoirs en acier ou dans des confinements beaucoup moins coûteux en profondeur sous l'eau. Dans certains cas, l'air à haute pression peut être stocké dans des cavernes profondément souterraines, soit extrait directement de la roche dure, soit formé dans de grands gisements de sel par ce qu'on appelle "l'extraction par solution", où l'eau est pompée et l'eau salée sort. De telles cavernes de sel sont souvent utilisées pour stocker du gaz naturel.

L'air comprimé pourrait facilement fournir l'échelle de stockage requise, mais il reste largement sous-évalué par les décideurs, les organismes de financement et l'industrie de l'énergie elle-même. Cela a retardé le développement de la technologie et signifie qu'il est probable que des solutions beaucoup plus coûteuses et moins efficaces seront plutôt adoptées. Maintenant, trois problèmes clés se dressent sur le chemin de l'air comprimé :

1. Ce n'est pas une technologie unique

La description ci-dessus de son fonctionnement est une simplification excessive. CAES est, En réalité, pas une technologie unique mais une large famille qui comprend des machines de compression, machines d'expansion, échangeurs de chaleur, la conception des accumulateurs d'air et la conception des accumulateurs thermiques. Tout cela nécessite une ingénierie méticuleuse pour réussir.

2. C'est mieux pour le stockage à long terme

À l'heure actuelle, l'éolien et le solaire ne représentent encore qu'une faible proportion de l'ensemble du secteur. Comme l'électricité produite à partir de combustibles fossiles peut couvrir les jours couverts ou sans vent, l'énergie renouvelable est souvent utilisée immédiatement et ne doit être stockée que pendant de courtes périodes. Pour ces situations, les batteries fonctionnent assez bien et peuvent être économiquement viables.

La décarbonation à grande échelle nous obligera à stocker de l'énergie pendant des périodes beaucoup plus longues, cependant, par exemple d'une journée ensoleillée à utiliser par temps nuageux. CAES est particulièrement adapté pour des durées de stockage de quelques heures à plusieurs jours.

Tout stockage d'énergie abordable consiste à convertir l'énergie sous forme d'électricité en une autre forme et à la stocker sous cette autre forme. Pour le stockage hydro-pompé, par exemple, l'autre forme est l'eau qui a été élevée à une grande hauteur. Pour le CAE, cette autre forme comprend à la fois de la chaleur et de l'air à haute pression.

Pour de tels systèmes, il y a des coûts distincts pour l'équipement qui effectue la conversion et pour le stockage lui-même. Des systèmes comme le CAES et l'hydro-pompe impliquent des équipements relativement coûteux pour la conversion d'énergie mais des dispositions très peu coûteuses pour le stockage de l'énergie. Ces systèmes, où de petites quantités d'énergie peuvent remplir de très grandes quantités de stockage, sont donc très économiques pour stocker de l'énergie sur une longue période.

3. CAES dure toute une vie

L'investissement privé exige des taux de rendement élevés. Un effet indirect de ceci est que les investisseurs accordent moins de valeur à l'utilité qui peut être laissée dans un actif à plus long terme.

Dans la plupart des systèmes CAES, les coûts sont concentrés sur des choses qui ont naturellement une durée de vie très longue. Par exemple, on peut raisonnablement s'attendre à ce qu'une caverne exploitée par dissolution dans un gisement de sel fonctionne pendant au moins 100 ans, tandis que les machines à haute puissance pour la compression et l'expansion de l'air peuvent généralement fonctionner pendant 50 ans ou plus. Avec des retours sur une si longue période, il existe un argument solide selon lequel au moins certaines installations d'air comprimé à grande échelle devraient être traitées comme des projets d'infrastructure nationaux financés par les gouvernements.

Deux grandes usines d'air comprimé ont été construites il y a des décennies, un à Huntorf, Allemagne et l'autre à McIntosh, Alabama. Les deux fonctionnent toujours extrêmement bien. Beaucoup se réfèrent à ces deux usines pour tirer des conclusions sur l'efficacité du CAES et sur son coût.

Mais c'est trompeur et inutile. Les deux usines ont été conçues avec des priorités très différentes de celles pertinentes aujourd'hui. Il est impératif que nous réfléchissions maintenant à nouveau au stockage de l'énergie par air comprimé et que nous l'évaluions correctement à la lumière de ce qui peut être réalisé en exploitant les méthodes et les connaissances modernes.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.