Stockage hydroélectrique saisonnier par pompage (SPHS), une technologie déjà établie mais peu utilisée, pourrait être une solution abordable et durable pour stocker l'énergie et l'eau à l'échelle annuelle, selon une nouvelle recherche de l'IIASA publiée dans la revue Communication Nature . Par rapport à d'autres solutions de stockage matures, comme le gaz naturel, l'étude montre qu'il existe un potentiel considérable pour SPHS pour fournir des coûts de stockage d'énergie très compétitifs.

« Les secteurs énergétiques de la plupart des pays sont en transition vers les sources d'énergie renouvelables, en particulier la production éolienne et solaire, " déclare Julian Hunt, postdoctorant de l'IIASA, l'auteur principal de l'étude. « Ces sources sont intermittentes et ont des variations saisonnières, ils ont donc besoin d'alternatives de stockage pour garantir que la demande puisse être satisfaite à tout moment. Des solutions de stockage d'énergie à court terme avec des batteries sont en cours pour résoudre les problèmes d'intermittence, cependant, l'alternative pour le stockage d'énergie à long terme qui est généralement considérée pour résoudre les variations saisonnières de la production d'électricité est l'hydrogène, qui n'est pas encore économiquement compétitif."

Le stockage saisonnier de l'hydroélectricité par pompage signifie le pompage de l'eau dans un réservoir de stockage profond, construit parallèlement à un grand fleuve, pendant les périodes de débit d'eau élevé ou de faible demande d'énergie. Lorsque l'eau se fait rare ou que la demande d'énergie augmente, l'eau stockée est ensuite libérée du réservoir pour produire de l'électricité.

La nouvelle étude est la première à fournir une analyse globale, analyse à haute résolution du potentiel et des coûts de la technologie SPHS. Dans leur analyse, les chercheurs ont évalué le potentiel global théorique de stockage saisonnier de l'énergie et de l'eau avec SPHS, en se concentrant sur les emplacements avec le potentiel le plus élevé et le coût le plus bas. Ils ont également analysé différents scénarios où le stockage d'énergie et d'eau avec SPHS pourrait être une alternative viable. L'étude comprenait des données topographiques, réseau fluvial et données hydrologiques, estimation des coûts des infrastructures, et l'optimisation de la conception du projet, identifier des sites candidats techniquement réalisables.

La nouvelle étude montre que les coûts de stockage de l'eau avec les usines SPHS varient de 0,007 à 0,2 US$/m3, les coûts de stockage d'énergie à long terme varient de 1,8 à 50 US$/MWh et les coûts de stockage d'énergie à court terme varient de 370 à 600 US$/KW de capacité de production électrique installée, vu le barrage, tunnel, turbine, Générateur, les fouilles, et les frais fonciers. Le potentiel mondial de stockage d'énergie estimé en dessous d'un coût de 50 $/MWh est de 17,3 PWh, ce qui représente environ 79 % de la consommation mondiale d'électricité en 2017.

Les chercheurs ont découvert qu'il existe un potentiel important pour le SPHS dans le monde, en particulier dans la partie inférieure de l'Himalaya, Andes, Alpes, Montagnes Rocheuses, partie nord du Moyen-Orient, Hauts plateaux éthiopiens, Hautes Terres du Brésil, Amérique centrale, Asie de l'Est, Papouasie Nouvelle Guinée, le Sayan, Les chaînes de montagnes Yablonoi et Stanovoy en Russie, ainsi qu'un certain nombre d'autres emplacements avec un potentiel moindre.

"Les inquiétudes concernant l'intermittence et la saisonnalité de l'éolien et du solaire peuvent être valables, mais sont aussi parfois exagérées, " déclare Edward Byers, chercheur à l'IIASA, un co-auteur de l'étude. "Cette étude démontre qu'il existe un potentiel extrêmement élevé pour que SPHS soit utilisé dans une grande partie du monde, fournir une disponibilité, solution abordable et durable pour soutenir la transition vers des systèmes énergétiques durables et surmonter les obstacles réels et perçus à des parts élevées de production d'énergie renouvelable."

L'étude aborde également certaines des préoccupations environnementales potentielles liées à l'hydroélectricité. Parce que les réservoirs SPHS sont profonds et construits parallèlement à, plutôt que dans le cours d'une rivière, les impacts sur l'environnement et l'utilisation des terres peuvent également être jusqu'à 10 à 50 fois inférieurs à ceux des centrales hydroélectriques traditionnelles.

Hunt dit, "Avec la nécessité d'une transition vers un monde plus durable avec moins d'émissions de CO2, les énergies renouvelables et le stockage de l'énergie joueront un rôle majeur dans un avenir proche. Compte tenu du vaste potentiel inexploité et bon marché de SPHS, il jouera bientôt un rôle important dans le stockage annuel de l'énergie et de l'eau."