Le tournant énergétique allemand

26 | La transition énergétique allemand
La transition énergétique allemande | 27
Réservoirs d’énergie
De l’énergie en réserve
© dpa/Hannibal Hanschke
© Paul Langrock
En 2050, 80 % de l’électricité devrait être issue d’énergies renouvelables, en majeure partie d’installations
éoliennes et photovoltaïques. Pour répondre à des situations soudaines sans ensoleillement
et sans vent en Allemagne, il sera alors nécessaire de disposer d’un système de production
d’électricité capable de réagir rapidement et en toute souplesse. Les réservoirs d’énergie sont une
option. Pendant les périodes particulièrement venteuses et ensoleillées, ces réservoirs peuvent
absorber de l’électricité. Ils peuvent ensuite la restituer en fonction des besoins durant les
périodes de calme plat, de ciels couverts et d’obscurité.
Un réservoir d’énergie chez soi : les batteries
Installation photovoltaïque et batteries – une combinaison destinée
à la consommation personnelle et à l’alimentation du réseau
Batteries de stockage
Consommation personnelle :
utilisation directe du courant
solaire ou batterie
Installation photovoltaïque
Injection d’électricité
excédentaire dans le réseau
Utiliser les réservoirs naturels :
le pompage-turbinage
Mise sur pied d’un système de pompage-turbinage
100 000 batteries de stockage en service 9,2 GW de puissance en service, 4,5 GW en production
1.
Bassin supérieur
Moteur/
générateur
Pompe-turbine
Stocker l’énergie
L’électricité (excédentaire) entraîne la turbine,
l’eau est pompée vers le bassin supérieur
2.
Transformateur
Bassin inférieur
Restituer l’énergie stockée
L’eau coule vers le bas et entraîne la turbine,
la turbine produit de l’électricité et alimente le réseau
1.
2.
Pour stocker de l’énergie à relativement long terme, il est également
possible de recourir au stockage par air comprimé. Ce système
consiste à utiliser l’énergie excédentaire pour comprimer de l’air dans
des réservoirs souterrains, par exemple dans les cavités de dômes de
sel. En cas de besoin, l’air comprimé entraîne un générateur et produit
à son tour de l’électricité.
Le concept Power to Gas semble encore plus prometteur pour les stockages
de longue durée. Cette technologie consiste à utiliser de l’électricité
issue d’énergies renouvelables et à se servir de l’électrolyse pour produire
de l’hydrogène ou du gaz naturel synthétique. Les avantages : l’hydrogène
et le gaz naturel peuvent être stockés, utilisés directement ou injectés
dans le réseau de gaz naturel. Leur transport est simple et leur utilisation
est souple. En cas de besoin, les centrales électriques peuvent les
retransformer en électricité et en chaleur que les consommateurs finaux
utilisent pour cuisiner, pour se chauffer ou pour conduire un véhicule.
C’est pour cette raison que le gouvernement fédéral encourage la
recherche et le développement afin de réduire les coûts des réservoirs
d’énergie. Il a créé à cet effet en 2011 l’initiative de financement « Réservoirs
d’énergie ». En outre, il subventionne depuis 2013 de petits réservoirs
d’énergie décentralisés combinés à des installations photovoltaïques. Les
batteries ont désormais un nouveau champ d’application : le rééquilibrage
rapide des légers déséquilibres dans le réseau électrique. Lorsqu’elles ne
sont pas utilisées, les voitures électriques peuvent ainsi contribuer à la
stabilité de l’approvisionnement en électricité. La mise sur le marché de
tels systèmes de batteries doit non seulement stimuler la recherche et le
développement mais aussi réduire les coûts.
Dans les années à venir, les besoins en dispositifs de stockage de l’électricité
iront croissant, notamment pour leur usage dans les véhicules électriques.
Ce n’est qu’à long terme, lorsque les énergies renouvelables seront
très largement prépondérantes, qu’il sera possible d’alléger sensiblement
les coûts globaux de toutes les technologies de stockage d’énergie dans les
réseaux électriques. Sur le court à moyen terme, il sera moins onéreux de
miser sur d’autres mesures, comme le développement des réseaux électriques
ou un pilotage ciblé de la production et de la consommation pour
une utilisation efficace de l’énergie.
Transformer de l’électricité en gaz
Principe de fonctionnement de l’électrolyse et de la méthanisation et usages potentiels
Il existe de nombreuses solutions pour stocker de l’énergie. Les réservoirs de stockage d’énergie
à court terme tels que les batteries, les condensateurs ou les systèmes de stockage par volant
d’inertie peuvent absorber et distribuer de l’énergie électrique à plusieurs reprises en l’espace
d’une journée. Leur capacité est cependant limitée.
Production excédentaire issue
d’énergies renouvelables
Pour stocker de l’électricité pendant une période prolongée, l’Allemagne recourt tout particulièrement
aux centrales de pompage-turbinage. Environ neuf gigawatts de pompage-turbinage
sont actuellement reliés au réseau allemand, sachant qu’une partie des installations se trouve
au Luxembourg et en Autriche. Dotée des capacités les plus importantes de l’Union européenne,
l’Allemagne n’a néanmoins que peu de marge de manœuvre pour les développer. De
ce fait, elle collabore étroitement avec des pays disposant de grandes capacités de stockage. Il
s’agit avant tout de l’Autriche, de la Suisse et de la Norvège.
ÉLECTROLYSE
H 2
(hydrogène)
H 2
(hydrogène)
CH 4
H
(méthane)
2
(hydrogène)
Réseau de gaz naturel
MÉTHANISATION
Réservoirs à gaz
Utilisation industrielle
Mobilité
Production d’électricité
Approvisionnement
en chaleur
15 projets pilotes opérationnels, 6 en phase de planification et de préparation
2013
La première voiture purement électrique
entièrement remodelée est fabriquée en
grande série en Allemagne.
2013
La première installation au monde de
Power to Gas à l’échelle industrielle
est mise en service en Allemagne.
2014
L’Allemagne réforme la loi sur la priorité aux énergies
renouvelables qui comprend pour la première fois
des objectifs annuels de développement et accélère
l’intégration des marchés.
2014
L’UE fixe des objectifs énergétiques et climatiques pour
l’année 2030 : réduction de 40 % des gaz à effet de serre,
proportion d’au moins 27 % d’énergies renouvelables, et
baisse d’au moins 27 % de la consommation d’énergie.
2014
L’Allemagne adopte le plan d’action national pour l’efficacité énergétique et
lance le « programme d’action pour la protection du climat à l’horizon 2020 ».
Avec une part de 27,4 % dans la consommation d’électricité, les énergies renouvelables
sont pour la première fois la plus grande source d’énergie en Allemagne.