Stockage d’énergie par air comprimé (CAES)
Technique de stockage qui comprime de l’air dans des cavités ou des réservoirs avec l’électricité excédentaire, puis le détend dans une turbine pour reproduire de l’électricité.
Le CAES utilise des compresseurs électriques pour mettre de l’air sous pression, en général entre 40 et 100 bar, dans des cavités salines, des aquifères, des cavités en roche dure ou des réservoirs construits. À la décharge, l’air est relâché dans un détendeur ou une turbine à gaz. La grande difficulté technique tient à la chaleur : la compression échauffe fortement l’air, la détente le refroidit.
- Le CAES diabatique évacue la chaleur de compression et brûle du gaz naturel pour réchauffer l’air avant la détente. Huntorf, en Allemagne (1978, 321 MW), et McIntosh, en Alabama (1991, 110 MW), en sont les exemples classiques, avec un rendement électrique aller-retour d’environ 42 % et 54 % respectivement.
- Le CAES adiabatique stocke la chaleur de compression dans un stockage thermique et la réutilise, avec un objectif de 60 à 70 % de rendement sans combustible.
- Le CAES isotherme cherche à comprimer à température presque constante ; il reste en grande partie expérimental.
Exemple : 1 m³ à 70 bar détendu de façon isotherme jusqu’à 1 bar ≈ 7.0 MPa x 1 m³ x ln 70 ≈ 29.7 MJ ≈ 8.3 kWh
La Chine a mis en service plusieurs grandes centrales CAES avancées depuis 2021, dont des unités de la classe 300 MW en cavités salines dans le Hubei et le Shandong. Le CAES concurrence les stations de transfert d’énergie par pompage (STEP) pour le stockage de longue durée là où la géologie s’y prête.
Termes associés
Tous les termes →- Stockage d’énergie de longue durée (LDES)
Stockage capable de restituer sa puissance nominale pendant environ 8 heures ou plus, pour couvrir les accalmies de plusieurs jours et les déséquilibres saisonniers hors de portée des batteries de 2 à 4 heures.
- Station de transfert d’énergie par pompage (STEP)
Stockage d’énergie qui pompe de l’eau vers un bassin supérieur quand l’électricité est bon marché ou abondante et la turbine quand on a besoin de puissance ; c’est la première forme de stockage réseau dans le monde.
- Rendement aller-retour
Part de l’énergie injectée dans un système de stockage que l’on récupère à la décharge, mesurée à une frontière définie (cellule, côté DC ou raccordement AC au réseau).
- Stockage thermique
Stockage de l’énergie sous forme de chaleur ou de froid, sensible, latente (changement de phase) ou thermochimique, pour un usage ultérieur en chaleur ou pour produire de l’électricité.
- LCOS (coût actualisé du stockage)
Coût moyen par MWh restitué sur la durée de vie d’un moyen de stockage, investissement, exploitation, énergie de charge et pertes de rendement compris.