Gravité et briques : un mécanisme révolutionnaire pour stocker l’énergie renouvelable

Energy Vault, une entreprise qui crée des produits de stockage d’énergie renouvelable, a annoncé la disponibilité commerciale de sa solution révolutionnaire.

Basée sur les principes qui sous-tendent les centrales hydroélectriques de pompage basées sur la gravité, la nouvelle technologie combine les éléments fondamentaux de la physique conventionnelle de l’énergie potentielle et cinétique avec une plateforme logicielle exclusive, basée sur le cloud, afin d’exploiter une grue à six bras, qui a été récemment développée.

Le fonctionnement de la grue est entièrement automatisé et organise le positionnement de briques en béton massif qui fournissent la base du stockage et de la décharge efficace de l’électricité. L’utilisation innovante de matériaux de rejets de fabrication en béton, à la fois écologiques et à bas coût, permet au système Energy Vault d’atteindre un coût par kilowattheure nettement inférieur, ainsi qu’une forte efficacité aller-retour tout en assurant 30 à 40 ans de durée de vie, sans aucune dégradation de la capacité de stockage.

L’entreprise a également annoncé un accord avec The Tata Power Company, le plus important opérateur énergétique indien, visant à déployer, en prévision pour 2019, un premier système Energy Vault de 35 MWh. L’entreprise a de plus annoncé un partenariat technologique et commercial avec CEMEX Research Group AG, une filiale suisse de l’entreprise CEMEX, basée au Mexique, lequel sera axé sur les applications matérielles, parmi lesquelles l’optimisation de divers matériaux composites à base de béton qui soutiendront les déploiements de systèmes d’Energy Vault partout dans le monde.

Compte tenu de l’imprévisibilité de la production et de l’intermittence de la fiabilité de facteurs tels que le vent et la lumière solaire, les énergies renouvelables ont eu des difficultés à complétement remplacer l’énergie fournie par des combustibles fossiles. En l’absence d’un stockage plus efficace et rentable, la quantité d’électricité pouvant être livrée au réseau à partir des sources d’énergie renouvelable, même si celles-ci sont désormais largement abordables, s’est avérée limitée.

La technologie d’Energy Vault a été inspirée par les centrales hydroélectriques de pompage qui s’appuient sur la puissance de la gravité et le mouvement de l’eau afin de stocker et de décharger l’électricité. Bien que la solution de l’entreprise se base sur les mêmes éléments fondamentaux parfaitement compris utilisés dans ces centrales, elle remplace toutefois l’eau par des briques en béton réalisées sur mesure, grâce à une utilisation extrêmement innovante des matériaux à bas coût. Les grandes briques sont combinées avec la conception de système brevetée d’Energy Vault et un logiciel exclusif basé sur un algorithme, qui calibre le stockage énergétique et la décharge d’électricité ultérieure tout en tenant compte de divers facteurs, dont l’approvisionnement énergétique, la volatilité de la demande énergétique, et les conditions météorologiques. L’entreprise peut ainsi fournir tous les avantages d’un système hydroélectrique de pompage, mais à un prix largement inférieur, d’une efficacité aller-retour supérieure et ce, sans la nécessité d’une topographie terrestre spécifique ni les impacts négatifs sur l’environnement ou la faune.

Les spécifications et caractéristiques du système comprennent :

– Une capacité énergétique nominale de 35 MWh et une puissance de crête de 4 MW ; peuvent être modulées en fonction des besoins
– Temps de réponse par pente en millisecondes avec une pleine puissance à 100 % atteint en 2,9 secondes, prenant en charge les Services accessoires (réserve tournante, réponse de fréquence, redémarrage à froid, etc.)
– Efficacité aller-retour de ~90 % ; zéro dégradation du stockage à terme sans perte d’énergie; durée de vie >30 ans avec des cycles illimités
– Des données économiques exceptionnelles : ~50 % inférieures aux solutions existantes sur une base de dépenses d’investissement $/kWh, ~80 % inférieures en tenant compte de la durée de vie du système, du coût d’exploitation, de la maintenance et du remplacement sur la base d’un coût de stockage uniformisé (LCOS)
– Durabilité environnementale de tous les matériaux tout au long de la durée de vie du produit grâce à l’utilisation de matériaux de débris qui devraient autrement être mis au rebut

Le fait que la conduite de stockage d’Energy Vault – les grandes briques de béton – ne se dégrade pas dans le temps et élimine par conséquent la nécessité d’un équipement de remplacement, est un autre aspect soulignant également ses avantages écologiques par rapport aux solutions de stockage chimiques existantes. Les futurs systèmes doubleront approximativement le volume de capacité de stockage énergétique en MWh et de décharge électrique en période de crête tout en continuant à réduire le coût de manière significative.

La flexibilité de la plateforme est l’un des critères d’investissement les plus critiques pour les fournisseurs d’énergie, et le système Energy Vault a été développé afin de convenir aux applications « avant le compteur » et « après le compteur ». Il peut aussi être associé à la génération d’énergie renouvelable telle que les PV (panneaux photovoltaïques) solaires pour les solutions hors réseau et de micro-réseau, ce qui permet aux clients commerciaux et industriels d’optimiser leur utilisation d’énergie renouvelable et de tenir la promesse d’un approvisionnement fiable 24 heures sur 24 pour les villes et villages isolés des marchés émergents.

« Le monde a besoin de solutions de stockage énergétique évolutives et durables afin de résoudre l’un des problèmes les plus urgents – la nécessité de « décarboniser » notre génération d’énergie – et nous sommes ravis de lancer la technologie unique d’Energy Vault afin d’aider à résoudre ce problème », a déclaré Robert Piconi, président directeur général et co-fondateur d’Energy Vault. « Parallèlement aux avantages écologiques vitaux qu’elle apporte, la réduction radicale du système en termes de $kWh et de coût de stockage globalement uniformisé permet à nos clients, pour la toute première fois, de fournir une électricité mobilisable et de base moins onéreuse que les combustibles fossiles. Nous sommes également très enthousiastes à l’idée d’entamer une collaboration importante avec CEMEX dont l’innovation dans les technologies composites de matériaux et l’empreinte mondiale aideront à accélérer la réalisation de nos objectifs collectifs en matière de durabilité ».

Le nouvel accord de collaboration et de développement technologiques d’Energy Vault avec CEMEX Research Group AG (Suisse) permettra aux équipes technologiques conjointes de se concentrer sur les applications matérielles qui comprennent l’optimisation de divers matériaux composites en béton et terre qui font partie intégrante de la solution de stockage d’Energy Vault. En tenant compte du rôle que le stockage énergétique à usage commercial jouera désormais dans la promotion des diverses technologies d’énergie renouvelable, la collaboration comprend également une spécialisation sur les méthodologies de réduction du carbone et du CO2.

« L’équipe d’Energy Vault a développé une plateforme révolutionnaire, et nous sommes heureux de travailler avec leur équipe afin de déployer une solution de stockage énergétique environnementalement efficace et rentable et d’une grande viabilité », a déclaré le Dr Davide Zampini; Président de la R&D et PI Mondiales de CEMEX. « Nous partageons un engagement commun promouvant un avenir dans lequel les ressources sont utilisées de manière responsable, ce qui est d’une importance capitale pour la stratégie de développement durable de CEMEX ».

« L’innovation dans le stockage énergétique constitue l’opportunité la plus vaste et à plus court terme d’accélérer les déploiements des énergies renouvelables et de nous rapprocher du remplacement des combustibles fossiles en tant que principale source de satisfaction de la croissance continue de la demande énergétique mondiale », a indiqué Bill Gross, co-fondateur d’Energy Vault, et fondateur d’Idealab. « Nous sommes heureux de soutenir Energy Vault dans la commercialisation de cette technologie révolutionnaire ».

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Grégoire Wallenborn
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Grégoire Wallenborn

Intéressant moyen de stockage des surplus d’énergie renouvelable. Mais combien coûte 1 MWh stocké (pour comparer aux autres moyens de stockage) ?