Un pilier essentiel de la transition énergétique

Le stockage permet de combler le décalage entre production et consommation d’énergie, assurant ainsi une disponibilité continue et efficace des ressources énergétiques locales. Examinons brièvement les différents types de systèmes de stockage en Suisse, leurs avantages, leurs défis, et leur potentiel dans la décarbonisation des bâtiments.
L’un des principaux défis de la transition énergétique est la nature intermittente des sources renouvelables comme le solaire et l’éolien, qui dépendent des conditions météorologiques et de la saisonnalité. Pour garantir une fourniture constante d’électricité, il est indispensable de développer des systèmes de stockage capables de gérer ces fluctuations. Selon le Forum Energiespeicher Schweiz, le stockage saisonnier de chaleur pourrait réduire la demande hivernale d’électricité de 4 TWh, diminuant ainsi significativement les risques de pénurie.

Les technologies de stockage

Les systèmes de stockage électriques sont cruciaux pour stabiliser le réseau en stockant l’énergie excédentaire produite, notamment par les panneaux photovoltaïques en été, pour la redistribuer lorsque la demande augmente. Actuellement, plusieurs technologies de batteries sont utilisées en Suisse:
• Batteries lithium-ion: très répandues, ces batteries offrent une haute densité énergétique et une bonne stabilité de cycle. Cependant, leur production reste coûteuse et obère l’environnement. Les recherches menées en Suisse visent à développer des batteries plus durables et moins coûteuses.
• Batteries sodium-ion: alternative plus écologique, ces batteries sont moins coûteuses, mais offrent une densité énergétique plus faible que les modèles au lithium.
• Batteries redox flow: ces systèmes utilisent des solutions d’électrolytes pour stocker l’énergie et peuvent être rechargés presque indéfiniment, mais leur faible densité énergétique limite leur utilisation aux systèmes de stockage de moyenne à grande échelle.
• Batteries au sel: constituées de matériaux écologiques comme le nickel et le sel, ces batteries sont entièrement recyclables, mais elles nécessitent un fonctionnement à haute température, ce qui limite leur application.

Stockage thermique

Le stockage thermique est un autre pilier essentiel pour la transition énergétique des bâtiments suisses. Ces systèmes permettent de stocker l’excédent d’énergie solaire sous forme de chaleur pendant l’été, pour le restituer en hiver. Les unités de stockage thermique incluent des systèmes à changement de phase, tels que le stockage de glace, qui exploitent l’énergie libérée lors de la solidification de l’eau pour chauffer les bâtiments en hiver, tout en assurant une fonction de refroidissement en été. Ces solutions sont particulièrement adaptées aux bâtiments commerciaux et aux bureaux présentant des besoins élevés en climatisation.

La Migros Zurich utilise une batterie au sel pour maximiser la consommation interne de l’énergie solaire.

Les batteries sodium-ion sont plus écologiques, moins coûteuses, mais offrent une densité énergétique plus faible que les modèles au lithium.

Exemples de bonnes pratiques

Des projets novateurs en Suisse illustrent le potentiel des systèmes de stockage d’énergie:
• Système de stockage de glace à Kloten/ZH: ce complexe intègre un réservoir souterrain de 1,8 million de litres d’eau. Utilisé pour chauffer et refroidir six bâtiments, il stocke l’excès de chaleur en été pour le libérer en hiver. La régénération du système se fait via la chaleur résiduelle produite par le complexe, réduisant ainsi la dépendance aux énergies fossiles.
• Système de stockage aquifère au siège de Swatch à Bienne/BE: utilisant un aquifère sous le site pour stocker de l’énergie thermique, ce système se recharge en été avec la chaleur excédentaire produite par le site. En hiver, cette chaleur est récupérée pour chauffer les bâtiments. Bien que la réglementation suisse limite les variations de température à 3 °C, cette solution se révèle efficace sur les sites présentant des conditions géologiques favorables.
• Batterie au sel à Schlieren/ZH: la Migros Zurich utilise une batterie au sel pour maximiser la consommation interne de l’énergie solaire produite sur site. Cette technologie écologique permet de lisser les pics de demande d’électricité et d’optimiser la rentabilité des installations photovoltaïques.

Les défis à surmonter

Malgré ces avancées, l’intégration des systèmes de stockage rencontre encore des obstacles, notamment les coûts d’investissement initiaux et les contraintes technologiques. L’amortissement des installations dépend de nombreux facteurs, tels que la taille des installations photovoltaïques, le taux d’autoconsommation et le cadre législatif. De plus, certaines technologies comme le stockage thermique nécessitent un espace considérable, ce qui limite leur adoption dans les zones urbaines denses.
Les systèmes de stockage d’énergie, qu’ils soient électriques ou thermiques, jouent un rôle clef dans la transition énergétique en Suisse. Leur développement et leur intégration dans les infrastructures existantes sont essentiels pour maximiser l’utilisation des énergies renouvelables et réduire la dépendance aux énergies fossiles. Grâce à l’innovation et aux efforts de recherche menés par les institutions suisses, ces technologies deviennent progressivement plus accessibles et économiquement viables, contribuant à atteindre les objectifs de neutralité carbone à l’horizon 2050.

Octavia Kani