Dans un contexte global de transition énergétique, les énergies renouvelables (EnR) représentent une alternative pérenne aux énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz), principales émettrices de CO₂. Dans le cadre de son Plan Energie Climat, l’Union Européenne a fixé à ses pays membres des objectifs ambitieux en termes de développement des EnR. Outre l’amélioration de l’efficacité énergétique, elle souhaite porter la part des énergies renouvelables à au moins 30 % du mix énergétique d’ici à 2030[1]. A l’instar de Paris, certaines sont allées plus loin encore, se fixant un objectif de 50 %, puis de 100 % d’ici à 2050.

Photovoltaïque, éolien, hydraulique, biomasse ou géothermie, les sources d’énergies renouvelables sont à la fois plurielles et inépuisables, mais elles sont aussi qualifiées d’« intermittentes » en raison de leur dépendance aux conditions climatiques. Ce frein à leur développement à plus large échelle implique des infrastructures de stockage adaptées pour assurer un approvisionnement constant en électricité, quelle que soit l’heure ou la saison. Pour répondre à ces enjeux, la transition énergétique s’accompagne aujourd’hui d’une recrudescence d’innovations afin de maximiser et optimiser l’exploitation d’énergies renouvelables.

Quelles méthodes de stockage pour favoriser l’essor des EnR ?

Pour répondre aux problématiques de variabilité de production de l’électricité et d’intermittence inhérente aux énergies renouvelables, le stockage offre à la fois sécurité et flexibilité aux réseaux. Recourir aux différentes méthodes de stockage permet en effet de stabiliser l’approvisionnement, conserver et restituer l’énergie.

Historiquement, la batterie au plomb fut la première utilisée à cet effet : économique à produire et facilement recyclable, elle s’avère néanmoins dangereuse pour l’environnement à plus long terme. Aujourd’hui, les batteries Lithium-Ion représentent la solution la plus mature pour le stockage à court terme et pour un usage domestique (véhicule électrique, maison individuelle). Cependant, le procédé d’extraction du lithium qui les compose est particulièrement polluant, puisqu’il nécessite environ 2 milliards de litres d’eau par tonne de lithium[2].

D’autres alternatives innovantes sont alors développées pour répondre au besoin grandissant d’un stockage durable de l’énergie : power to gas, batteries au sel ou même à la rhubarbe[3] voient ainsi le jour.

Quelles solutions pour demain ?

Le Power To Gas, qui consiste à transformer le surplus d’électricité renouvelable en hydrogène vert et/ou en méthane de synthèse, représente l’une des solutions les plus prometteuses. Cette transformation par électrolyse de l’eau permet ainsi de réinjecter le gaz obtenu dans les infrastructures de gaz naturel, sans nécessiter la construction de nouvelles infrastructures dédiées. En France, deux démonstrateurs Power-to-Gas ont été inaugurés près de Dunkerque et de Fos-sur-Mer, pour évaluer le potentiel de cette solution pour la transition énergétique.

Aussi, d’autres innovations plus surprenantes ont vu le jour pour le stockage des énergies renouvelables. Plus puissante et moins polluante, la batterie sodium-ion utilise le sel comme alternative au lithium, bien que sa densité de stockage soit inférieure. Les résidus de fruits, tels que la rhubarbe, peuvent également être utilisés pour obtenir une matière première moins polluante.

Enfin, le stockage de l’énergie représente aujourd’hui un véritable terrain d’innovations, nécessaire à l’augmentation de la part du renouvelable dans le mix énergétique et à l’atteinte des objectifs fixés par l’UE. On estime ainsi que le marché des batteries pourrait représenter 250 milliards d’euros dès 2025[4]. Une nécessité pour concrétiser la transition écologique.

[1] https://www.ecologique-solidaire.gouv.fr/cadre-europeen-energie-climat#e4

[2] https://www.enviro2b.com/2019/01/09/le-cout-environnemental-de-notre-dependance-aux-batteries-au-lithium/

[3] https://www.franceinter.fr/emissions/secrets-d-info/secrets-d-info-07-octobre-2017

[4] https://www.lemonde.fr/economie/article/2019/06/23/batteries-electriques-l-europe-sonne-la-charge_5480387_3234.html