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Schéma de principe simplifié d'un système intégré de stockage dans un réseau él

Schéma de principe simplifié d'un système intégré de stockage dans un réseau électrique, de type « Grid energy storage (en) ». Centrale solaire d'Andasol, située dans la commune d'Aldeire (Province de Grenade, en Espagne). Planifiée, construite et exploitée par ACS-Cobra Energía, cette centrale solaire utilise la technologie de stockage de chaleur dans des réservoirs de sel fondu, pour produire de l'électricité la nuit ou le jour quand le soleil ne brille pas. Stockage de l'énergie Le stockage de l'énergie consiste à mettre en réserve une quantité d'énergie provenant d'une source en un lieu donné, sous une forme aisément utilisable, pour une utilisation ultérieure. Il est nécessaire pour valoriser avec efficacité les énergies renouvelables et propres lorsqu'elles sont intermittentes, telles que l'énergie éolienne et l'énergie solaire. Stocker de la chaleur ou de l'électricité permet de stabiliser les réseaux énergétiques et de lisser les irrégularités de production/consommation dans le contexte de développement des énergies renouvelables, particulièrement sur les sites insulaires ou isolés. On s'intéresse ici principalement à l'opération consistant à créer un stock à partir d'énergie disponible, et non directement à la gestion des stocks (notamment des stocks d'énergies fossiles), ni au déstockage. p Définitions Intérêt Besoins quantitatifs Sécurisation de l'approvisionnement en énergie Ajustement de la production d'énergie à la demande Compensation de l'irrégularité de la production des énergies intermittentes Perspectives économiques et sociétales Efficacité énergétique Types Énergie chimique Biomasse issue de l'énergie solaire Potentiel électrochimique et électricité Gaz Méthane Hydrogène Hydrogène gazeux Pile à combustible Hydrogène liquide Énergie mécanique Énergie potentielle Hydraulique Masses solides Barges flottantes Puits de gravité Trains montant une rampe Micro-systèmes à gravité Compression de fluide Air comprimé Air liquide Azote liquide Volant d'inertie Énergie thermique Stockage d'énergie thermique Chauffe-eau À plus grande échelle Par chaleur sensible Par chaleur latente Autres Stockage magnétique supraconducteur Aspects économiques Sommaire Aspects économiques Coût du stockage d'énergie Coût des batteries et perspectives En 2014 En 2016 En 2017 En 2018 En 2019 Aspect environnementaux Notes et références Notes Références Voir aussi Bibliographie Articles connexes Liens externes Pour la production d'énergie, le stockage est essentiel : en réalité, ce qu'on appelle couramment et économiquement « production d'énergie » est : soit la transformation d'un stock d'énergie potentielle (combustible fossile, eau stockée en hauteur, matière fissile…) en une énergie directement utilisable pour un travail (électricité, travail mécanique) ou un usage thermique ; soit la transformation directe de flux d'énergie naturels, sur lesquels l'humain n'a aucun contrôle. Ce sont les énergies renouvelables, issues pour la plupart, directement ou indirectement (vent, hydraulique, biomasse, etc.), du rayonnement solaire. Leur production irrégulière rend souvent nécessaire un stockage permettant de pallier les irrégularités de production. Le stockage est la constitution d'une réserve d'énergie à partir de flux d'énergie dont on n'a pas l'usage immédiat, pour en disposer ultérieurement, quand la demande sera plus importante. La nature stocke naturellement de l'énergie, par exemple avec la biomasse « neuve » (non fossile), le cycle climatique de la Terre (pluie, neige...), les marées... Certains stockages naturels n'ont lieu qu'à l'échelle des temps géologiques (formation du charbon, du pétrole et du gaz) ou résultent de phénomènes stellaires (nucléosynthèse des éléments radioactifs). Aujourd'hui, les stocks de combustibles fossiles s'épuisent, leur renouvellement étant infinitésimal à l'échelle de temps de la vie humaine, raison pour laquelle ces ressources sont considérées comme non renouvelables. Au XXIe siècle, le stockage d'énergie est un enjeu vital pour les sociétés humaines et l'industrie. Pour les États, l'indépendance énergétique est stratégique et économiquement essentielle. Pour les individus et les entreprises, l'énergie doit impérativement être disponible à la demande, sans coupure inopinée. Toute rupture d'approvisionnement a un coût économique et social élevé, de même qu'en matière de santé et de sécurité, etc. ; par exemple, une coupure de courant dans un hôpital peut avoir des conséquences désastreuses, ce pourquoi il est muni de plusieurs groupes électrogènes de secours et de stocks de carburant. Définitions Intérêt p q p g p g Le stockage d'énergie répond à trois motivations principales : sécurisation de l'approvisionnement en énergie d'un pays ou d'un groupe de pays ; ajustement de la production d'énergie en fonction de la demande ; compensation de l'irrégularité de la production des énergies dites intermittentes. En 2015, l'Agence internationale de l'énergie renouvelable (IRENA) estime que pour un objectif de taux de pénétration de 45 % d'énergies renouvelables à l'horizon 2030, les besoins mondiaux en stockage d'énergie correspondraient à une puissance à fournir de 150 GW par des batteries et de 325 GW par des stations de pompage . Selon une étude publiée en août 2019 par Bank of America Merrill Lynch, 6 % de la production électrique mondiale pourrait être stockée dans des batteries en 2040. Selon BloombergNEF, les capacités de stockage installées sur la planète passeraient de moins de 10 GW en 2019 à plus de 1 000 GW en 2040 . Parc de stockage de la raffinerie MiRO à Karlsruhe, en Allemagne, avec des réservoirs de forme différente selon le type de produit pétrolier : gazeux (gaz de pétrole liquéfié), liquide (essence ou fioul) ou solide (coke de pétrole). Une rupture de l'approvisionnement en énergie peut gravement désorganiser l'économie d'un pays et mettre en danger des fonctions vitales : défense, système de santé, etc. Il est donc essentiel de disposer de stocks suffisants pour faire face à une coupure des flux d'approvisionnement, en particulier en cas de crise géopolitique. Le premier choc pétrolier de 1973, créé par une baisse concertée des livraisons de pétrole par les pays de l'Organisation des pays exportateurs de pétrole, suscitant une envolée des prix pétroliers, a amené les 16 nations les plus industrialisées (rejointes ultérieurement par 12 membres additionnels) à créer l'Agence internationale de l'énergie, chargée de coordonner leurs politiques énergétiques et de mettre sur pied une économie raisonnée de la ressource . Pour adhérer à l'AIE, un pays doit prouver qu'il dispose de réserves de pétroles équivalentes à 90 jours d'importations, à disposition immédiate du gouvernement au cas où des mesures d'urgence seraient décidées par l'AIE ; il doit également avoir mis au point un programme de rationnement capable de réduire de 10 % la consommation nationale de pétrole . En 2011, lorsque la première guerre civile libyenne a causé une chute de la production de ce pays, l'AIE a décidé de prélever 60 millions de barils dans ces réserves stratégiques . La réserve stratégique de pétrole la plus importante, celle des États-Unis, atteignait 696 millions de barils à la fin 2011, soit 82 jours d'importations nettes . Les stocks de gaz jouent un rôle majeur dans le fonctionnement et la sécurité du système gazier : en France, les 13 sites de stockage souterrain totalisent 144 TWh de capacité de stockage, soit 30 % des importations nettes Besoins quantitatifs 1,2 3 Sécurisation de l'approvisionnement en énergie 4 5 6 7 8 profil journalier de production d'une centrale de pompage- turbinage : en vert le pompage, en rouge le turbinage. Réservoir supérieur de la centrale de Cruachan en Écosse, au premier plan ; au second plan le Loch Awe qui sert de réservoir inférieur. de gaz en 2012 . La politique de l'Union européenne en matière de sécurisation de l'approvisionnement en énergie est exposée dans le Livre vert de 2006 intitulé « Une stratégie européenne pour une énergie sûre, compétitive et durable », préconisant en particulier « une nouvelle proposition législative concernant les stocks de gaz qui donnerait à l’UE les moyens de réagir selon le principe de la solidarité entre les États membres en cas de situation d’urgence » . Cette nouvelle règlementation, adoptée en 2010, enjoint à chaque État membre de désigner une autorité compétente chargée d'établir des plans d'urgence, des évaluations des risques, et d'imposer aux entreprises gazières de prendre les mesures nécessaires pour garantir des standards de sécurité d'approvisionnement, sans fixer d'objectif précis en matière de stockage. Elle promeut surtout des mesures de diversification d'approvisionnement (gazoducs évitant la Russie par le sud, ports méthaniers) et d'amélioration des capacités d'échange, en particulier la bidirectionnalité des gazoducs . Dans le nucléaire, l'uranium contenu dans l'amont du cycle du combustible nucléaire (conversion en hexafluorure d'uranium, enrichissement, fabrication des assemblages, combustible en réacteur) représente plusieurs années de consommation, ce qui garantit une forte capacité de résistance à une rupture d'approvisionnement. Une des règles fondamentales de la sécurité des centrales nucléaires est la redondance des dispositifs de secours : chaque centrale doit disposer de plusieurs sources d'alimentation électrique, par exemple des groupes Diesel avec leurs stocks de carburant, afin de prendre le relais de l'électricité du réseau pour maintenir en fonctionnement les pompes du circuit de refroidissement. L'ajustement de la production d'électricité à la demande se fait pour l'essentiel par l'utilisation de moyens de production modulables à volonté, en particulier les centrales à gaz ; des contrats d'effacement passés avec les consommateurs capables d'arrêter tout ou partie de leur consommation pendant les périodes de forte demande contribuent également, de façon encore marginale, à cet ajustement. Il est envisagé d'aller plus loin dans la maîtrise de la demande en énergie grâce aux smart grids. Des moyens de stockage uploads/Industriel/ stockage-de-l-x27-energie.pdf