La Finlande vient de s’illustrer en faveur de la transition énergétique par l’inauguration à Pornainen de la plus vaste batterie de sable au monde. Le dispositif, conçu par la jeune start-up Polar Night Energy, s’appuie sur 2 000 tonnes de stéatite concassée pour stocker jusqu’à 100 mégawattheures de chaleur issue d’électricité renouvelable. L’installation, d’une hauteur de près de 13 mètres pour 15 mètres de largeur, fournit une puissance thermique continue de 1 mégawatt, assurant le chauffage urbain de la commune durant une semaine hivernale et permettant de réduire de près de 70% les émissions de carbone locales.
Une montée en puissance technologique
La batterie de Pornainen marque une étape significative dans le développement des solutions de stockage thermique. Elle surpasse de dix fois la première installation commerciale de Polar Night Energy, déployée à Kankaanpää en 2022. Reliée au réseau de chauffage urbain de Loviisan Lämpö, elle occupe désormais un rôle central dans l’approvisionnement en chaleur de la municipalité. Grâce à son entrée en service, Pornainen a pu éliminer l’utilisation du fioul pour le chauffage et diminuer de près de 60% la consommation de copeaux de bois, reléguant la chaudière à biomasse à un simple rôle de secours lors des pics de demande.
Le principe de fonctionnement repose sur l’utilisation de l’électricité renouvelable excédentaire pour chauffer de l’air, lequel circule ensuite dans des tubes traversant la stéatite, portée à des températures comprises entre 500 et 600°C. L’isolation renforcée de l’enceinte permet de conserver cette chaleur sur plusieurs semaines, voire plusieurs mois. Lorsqu’un besoin se fait sentir, l’air chaud est restitué pour chauffer l’eau du réseau urbain. Une charge complète, depuis la température ambiante, requiert environ quatre jours, mais en pratique, la batterie est rechargée en continu dès que l’électricité renouvelable est disponible en surplus. Selon Polar Night Energy, cette technologie permet à Pornainen de s’approcher de la neutralité climatique à l’horizon 2035, avec une réduction annuelle des émissions de CO₂ estimée à 160 tonnes.
La stéatite, un choix stratégique
Si le sable constitue généralement le matériau de référence pour ce type de batteries, Polar Night Energy a opté pour la stéatite concassée, un sous-produit des cheminées finlandaises Tulikivi. Cette roche, issue de l’industrie locale, présente une conductivité thermique supérieure à celle du sable traditionnel, ce qui améliore l’efficacité globale du système. Son utilisation s’inscrit également dans une logique d’économie circulaire, valorisant un déchet industriel tout en offrant une solution de stockage compétitive.
Les performances du système reposent sur une efficacité de stockage thermique pouvant atteindre 99%, avec des pertes limitées à 10-15% lors des cycles de charge et de décharge. La batterie maintient des températures jusqu’à 400°C, répondant ainsi aux exigences du chauffage urbain. Pour Polar Night Energy, le choix du matériau s’effectue toujours en fonction des besoins spécifiques du client, en tenant compte des propriétés physiques, de la rentabilité et de la durabilité. « Nous sélectionnons systématiquement le support de stockage d’énergie thermique selon les attentes de nos partenaires, tout en intégrant les critères de performance et de coût, » souligne Markku Ylönen, cofondateur de l’entreprise.
Une solution adaptée au chauffage urbain
La batterie de Pornainen illustre la capacité du stockage thermique à dissocier production d’énergie renouvelable et consommation de chaleur, ce qui facilite l’intégration des sources intermittentes comme l’éolien ou le solaire dans les réseaux urbains. Le système alimente divers bâtiments municipaux, notamment l’école, la mairie et la bibliothèque, via le réseau de Loviisan Lämpö. Durant la saison estivale, la batterie peut couvrir près d’un mois de besoins en chaleur pour l’ensemble de la commune, tandis qu’en hiver, elle assure une semaine de chauffage sans recharge.
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L’expérience finlandaise met en lumière les bénéfices concrets de la batterie de sable pour les collectivités désireuses de tourner la page des énergies fossiles. La technologie participe également aux marchés de réserve et d’équilibrage gérés par Fingrid, le gestionnaire du réseau électrique, contribuant ainsi à la stabilité du système énergétique national face à la montée en puissance des renouvelables. Sur le plan économique, la batterie optimise les coûts en se rechargeant lors des périodes où l’électricité verte est disponible à moindre prix, principalement la nuit, et en restituant la chaleur lors des pics de demande. L’optimisation du fonctionnement, confiée à l’opérateur télécom Elisa, permet de maximiser les revenus tout en garantissant la sécurité d’approvisionnement.
Une généralisation du stockage thermique ?
L’installation de Pornainen s’impose comme un modèle pour les réseaux de chaleur urbains en quête de solutions à la fois écologiques et économiquement viables. En conjuguant innovation technologique, valorisation des déchets industriels et optimisation énergétique, la Finlande confirme son rôle de laboratoire d’idées pour la transition énergétique. Pour Polar Night Energy, cette réussite constitue une étape déterminante dans la diffusion de leur technologie à l’échelle européenne.
« Notre ambition est d’accompagner d’autres villes dans leur transition énergétique, en adaptant nos solutions aux spécificités locales, » précise pour conclure Tommi Eronen, directeur général de l’entreprise. L’expérience de Pornainen démontre que le stockage thermique, longtemps resté en marge des stratégies énergétiques, peut désormais s’imposer comme un pilier de la décarbonation des réseaux urbains. Reste à voir si d’autres municipalités, en Finlande comme ailleurs, suivront cet exemple en misant sur la chaleur stockée dans la pierre pour bâtir leur avenir énergétique.
Source : Polar Night Energy
