Des chercheurs de l'Université d'Australie-Méridionale ont mis au point une nouvelle technique susceptible de réduire considérablement la dépendance de l'industrie vis-à-vis du gaz naturel, combinant énergie renouvelable et stockage thermique à faible coût pour fournir de la chaleur pour les processus industriels à haute température.

La recherche indique qu'environ 20 % des émissions mondiales de combustibles fossiles sont actuellement produites par l'industrie, en grande partie en brûlant du gaz naturel pour créer de la chaleur pour divers processus de fabrication de produits tels que le papier, produits chimiques et minéraux.

Le secteur industriel est le troisième contributeur aux émissions de gaz à effet de serre dans le monde, et en tant que tel, fait face à une pression croissante pour réduire son empreinte carbone.

Chercheur Rhys Jacob, de l'Institut Barbara Hardy d'UniSA, explique que le système développé par son équipe peut fournir de la chaleur industrielle à des températures comprises entre 150 et 700 °C en utilisant l'énergie renouvelable solaire ou éolienne combinée à une nouvelle approche du stockage de l'énergie.

"Plutôt que d'essayer de stocker de l'électricité renouvelable dans une batterie, notre système utilise de l'électricité pour générer de la chaleur puis stocke cette chaleur dans un lit de roches et de matériaux à changement de phase, il peut donc être disponible sur demande pour des applications à haute température, " dit Jacob.

"Nous pouvons actuellement livrer des températures jusqu'à environ 700°C, ce qui est adéquat pour de nombreux processus dans des industries telles que la papeterie, agriculture, exploitation minière et production alimentaire.

En plus des avantages environnementaux d'un fonctionnement sans émissions, le système est également économiquement compétitif, offrant des économies potentielles face aux prix du gaz de plus en plus instables et un stockage plus rentable que la technologie des batteries.

« Les prix du gaz ont explosé ces derniers temps, qui est une incitation clé pour l'industrie à trouver des alternatives, et le stockage de la chaleur est également une magnitude ou deux moins cher que le stockage de l'énergie dans des batteries, " dit Jacob.

Malgré son potentiel de changement dans l'industrie, la technologie est composée de composants relativement basiques, ce qui signifie que les coûts d'installation initiaux sont faibles, et la maintenance continue ne nécessite aucune expertise spécialisée ni pièces de rechange coûteuses.

« L'un des principaux avantages de ce système est que le personnel actuel de la plupart des opérations pourrait le maintenir sans aucune formation, ce qui garantit une intégration extrêmement simple dans une entreprise existante, " dit Jacob.

Cette intégration facile garantit également que le système peut fonctionner en conjonction avec des unités de chauffage au gaz existantes, offrant aux fabricants une plus grande flexibilité et fiabilité dans le cycle de production.

« La capacité de stockage de chaleur dans le système doit être suffisante pour couvrir la plupart des fluctuations de l'apport d'énergie renouvelable, mais si parfois il y a un manque, le gaz pourrait toujours être mis en ligne selon les besoins.

"De la même manière, vous pouvez utiliser notre système comme préchauffeur dans des applications telles que la production de ciment, ce qui nécessite des températures de l'air jusqu'à 1400°C.

« Dans ces deux scénarios, la combinaison de notre système avec la technologie existante pourrait entraîner une réduction significative des coûts d'exploitation et des émissions de gaz à effet de serre, " dit Jacob.

L'équipe de recherche possède actuellement un prototype fonctionnel situé à l'Institut Barbara Hardy à Mawson Lakes, et en développe une seconde, version légèrement affinée du système qui devrait convenir à une exploitation commerciale complète.

D'autres recherches autour du projet conduisent à des avancées potentiellement révolutionnaires dans la capacité de stockage thermique des matériaux à changement de phase et l'efficacité des conversions chaleur-énergie, indiquant des possibilités croissantes d'innovation dans des domaines connexes.