Stocker l’énergie éolienne avec de l’air liquéfié ?

Un parc éolien offshore / Image : Getty - Canva.

Highview Power et Orsted étudient la faisabilité d’un système de stockage de l’énergie issue des éoliennes en mer sous forme d’air liquide. Selon ces sociétés, ce genre de configuration pourrait encourager à investir dans les projets d’éolien offshore.

Plusieurs pays perçoivent l’éolien en mer comme un fer de lance afin d’atteindre leurs objectifs de neutralité carbone en 2050. Cette ressource éprouve pourtant une faiblesse bien connue : sa dépendance aux conditions météorologiques. Au large, les vents sont certes plus puissants et réguliers qu’à terre, mais ils restent variables. Le stockage reste ainsi l’une des meilleures solutions pour compenser les fluctuations de production.

Ainsi, deux entreprises travaillent actuellement sur la possibilité de stocker l’électricité excédentaire issue des éoliennes offshore. Il s’agit d’Orsted, un producteur d’électricité danois, et de Highview Power, un spécialiste du stockage à grande échelle basé au Royaume-Uni. Les deux enseignes s’intéressent en particulier à une technologie de stockage à air liquide. Elle est en phase d’études de faisabilité et d’analyse de valeur économique.

Qu’est-ce qu’un stockage à air liquide ?

Le stockage d’énergie à air liquide (ou LAES pour liquid air energy storage, une variante du CAES) consiste à stocker de l’air sous forme d’azote liquide avant de l’utiliser pour produire de l’électricité. À la demande, l’air liquide est retransformé en gaz, utilisé pour générer du courant électrique. Plus concrètement, voici comment cela fonctionne :

Dans la phase de stockage, le surplus d’électricité alimente d’abord un compresseur d’air. Lors de cette première étape, la compression fait augmenter la température du fluide jusqu’à 400 °C. Cette chaleur est récupérée pour servir ultérieurement. Une fois comprimé, l’air passe ensuite dans des liquéfieurs industriels où il sera refroidi jusqu’à transformation à l’état liquide. Pour atteindre cette forme, la température doit frôler les -160 °C. Lorsque l’air devient liquide, il est stocké à basse pression dans de grands réservoirs.

Lors du déstockage, le processus est simplement inversé. L’air liquide est alors est pompé à haute pression et passe par des échangeurs de chaleur et par un autre fluide pour l’aider à s’évaporer. Il doit, non seulement passer à l’état gazeux, mais aussi monter en température. C’est à cette étape que la chaleur issue de la compression est utilisée. L’air désormais gazeux et très chaud passe enfin par un détendeur pour réduire sa pression avant d’être acheminé vers une turbine qu’il fera tourner, générant ainsi de l’électricité.

Selon Highview Power, spécialisé dans la technologie LAES, cette solution aurait un coût d’investissement plus faible comparé aux autres systèmes. Son principal avantage serait la possibilité de stocker l’énergie sur de longues périodes, contrairement aux batteries dédiées au stockage de courte durée. De plus, le stockage à air liquide ne nécessiterait aucune condition géographique particulière contrairement aux STEP. S’il n’est pas précisé par la société, le rendement d’un système de stockage à air comprimé peut atteindre un maximum de 60 % selon certaines études.

Une aubaine pour le Royaume-Uni

Le Royaume-Uni est actuellement le numéro un mondial de l’éolien offshore avec 14 GW de puissance installée. Le pays compte bien poursuivre son objectif de 50 GW d’éolien en mer d’ici 2030. Cette avancée impressionnante de l’éolien offshore au Royaume-Uni impliquera des besoins importants en matière de stockage énergétique. Déjà cet hiver, le manque de systèmes de stockage était déploré.

La perte était évaluée à 1,35 TWh, une quantité équivalente aux besoins en électricité de 1,2 million de foyers durant cette période. Le pays a dû compter sur le gaz, acheté pour un montant de 60 milliards de livres sterling pour passer l’hiver. Le partenariat entre Highview Power et Orsted pourrait ainsi accompagner l’essor de l’éolien offshore sur le territoire en assurant un meilleur équilibre entre demande et production.

À l’échelle européenne, une telle collaboration pourrait aussi avoir des effets conséquents. Pour rappel, parmi le top 5 des pays les plus avancés en matière d’éolien en mer, quatre sont européens. Il s’agit du Royaume-Uni, de l’Allemagne, du Danemark, et de la Belgique. La Chine est le seul pays hors Europe de la liste.