B.a.-ba : stockage de l’énergie thermique

stockage énergie thermiqueEn Europe, le stockage de l’énergie thermique concerne principalement le chauffage et la climatisation des bâtiments, qui représentent, selon l’Institut IFP Énergies Nouvelles, près de 50 % de la consommation énergétique. Il s’agit d’un enjeu majeur du secteur : comment conserver une énergie dont la production se fait souvent par intermittence, et dont la consommation varie selon les saisons et la situation géographique ? DHC News fait pour vous le point sur les technologies utilisées !

Le stockage à chaleur sensible

Ce type de stockage, qui concerne surtout le stockage saisonnier en réservoirs, commence à se répandre en Europe. Il présente l’avantage de pouvoir disposer d’une grande capacité. L’énergie thermique est stockée sous la forme d’une élévation de température du matériau de stockage. De fait, la quantité d’énergie stockée est directement proportionnelle au volume, à l’élévation de température et à la capacité thermique du matériau de stockage. Le stockage à chaleur sensible peut être réalisé :

  • En réservoirs souterrains :
    • dans des aquifères naturels – on le nomme ATES (Aquifer Thermal Energy Storage). Il en existe plusieurs, comme celui de Neubrandenburger Stadtwerke en Allemagne. Mis en service en 2004 et mettant en œuvre un stockage de 4 MW de puissance à une température située entre 60 et 80 °C, il est lié à une centrale à gaz et à vapeur. Il est situé dans un aquifère d’une profondeur de 1200-1300 mètres.
    • dans des roches ou en souterrain – ce stockage est appelé UTES (Underground Thermal Energy Storage) ou BTES (Borehole Thermal Energy Storage). Ce type de stockage est notamment utilisé dans le nord de l’Europe et au Canada, comme le Drake Landing Solar Community dans l’Alberta. Celui-ci alimente en hiver plus de 50 maisons grâce à la chaleur solaire stockée en été.
  • Dans des cuves en surface, plus ou moins enterrées.

Le stockage par chaleur latente

Dans ce cas, l’énergie thermique est stockée sous la forme d’un changement d’état – en général, solide/liquide – du matériau de stockage. Comment cela fonctionne-t-il ? Des matériaux à changement de phase sont encapsulés dans une cuve de stockage. Cela permet de stocker de l’énergie, la nuit par exemple, pour la restituer ensuite durant la journée. Cette technologie fonctionne également avec le froid : c’est pourquoi beaucoup considèrent qu’il s’agit d’une technique d’avenir pour le secteur.

Pour l’instant, il n’existe pas d’installations de stockage par chaleur latente de grande capacité. Cependant, de nombreux projets sont en cours, notamment aux États-Unis : citons par exemple le projet Metallic Composites Phase-Change Materials for High-Temperature Thermal Energy Storage, que conduit le MIT sur les nanomatériaux fondus.

Le stockage thermochimique

Il s’agit d’une technique de stockage thermique plus expérimentale. Le procédé s’avère plus complexe que pour les chaleurs latente et sensible : séparation des produits au stockage, mise en contact des réactants à la restitution, possibilité de changements de phase lors du cyclage … Ce stockage peut à la fois concerner le chauffage et la climatisation.

En France, il est notamment testé par le projet ANR Prossis, qui repose sur un procédé de stockage intersaisonnier utilisant les propriétés d’hydratation/déshydratation du Lithium bromide, jusqu’à la cristallisation. Cette technique est déjà proposée en Suède, par exemple par la société ClimateWell, qui propose un système commercial de climatisation/stockage par adsorption à trois phases.

Tous les types de stockage de l’énergie thermique peuvent encore être améliorés, comme en témoignent les diverses expérimentations menées à travers l’Europe et le monde. Pour ne rien manquer de l’actualité des réseaux de chaleur et du stockage de l’énergie thermique, abonnez-vous à notre newsletter.

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