La première batterie au sable commerciale commence à stocker de l’énergie en Finlande
L‘énergie éolienne et l’énergie solaire sont intermittentes et produisent de l’électricité lorsqu’elles sont disponibles plutôt que lorsqu’elles sont nécessaires. La transition vers l’énergie verte nécessitera donc d’énormes quantités de stockage d’énergie. Ce stockage pourrait prendre de nombreuses formes, depuis les installations classiques de « grosses batteries » à base de lithium jusqu’aux batteries à flux, aux batteries à changement de phase au silicium, aux piles thermiques, aux accumulateurs métal-air, aux batteries à gravité, aux batteries à expansion au dioxyde de carbone et à d’autres idées plus inhabituelles comme les batteries à flottabilité.
Chacune a ses propres avantages et inconvénients en termes d’efficacité, de taille, d’emplacement, de coûts d’installation, de coûts d’exploitation, de puissance d’entrée et de sortie, de longévité et de durée de stockage de l’énergie. C’est une bonne chose, car les différentes solutions répondront à des besoins différents : certaines soutiendront le réseau électrique lors de pics de demande soudains, d’autres lisseront les courbes quotidiennes déséquilibrées entre la demande et l’approvisionnement en énergie renouvelable, et d’autres encore aideront à faire face aux baisses d’approvisionnement saisonnières, comme lorsque l’énergie solaire diminue pendant l’hiver.
En voici une autre à ajouter à la pile, en provenance de Finlande. L’entreprise finlandaise Polar Night Energy annonce qu’elle vient d’ouvrir sa première batterie au sable commerciale dans les locaux de l’entreprise » New Energy » Vatajankoski, à quelques heures d’Helsinki.
Le premier système commercial de batteries au sable du monde est désormais en service dans l’ouest de la Finlande. (Polar Night Energy)
Il s’agit d’un système de stockage d’énergie thermique, construit autour d’un grand réservoir en acier isolé, d’environ 4 mètres de large et 7 mètres de haut, rempli de sable. Lorsque ce sable est chauffé, à l’aide d’un simple échangeur de chaleur enterré au milieu, ce dispositif est capable de stocker une quantité impressionnante de 8 mégawattheures d’énergie, pour une puissance nominale de 100 kW, le sable étant chauffé à environ 500-600 degrés Celsius.
Lorsque le besoin s’en fait sentir, l’énergie est à nouveau extraite sous forme de chaleur de la même manière. Vatajankowski utilise cette chaleur stockée, ainsi que la chaleur excédentaire de ses propres serveurs de données, pour alimenter le système de chauffage urbain local, qui utilise de l’eau courante pour transmettre la chaleur dans la région. Elle peut ensuite être utilisée pour chauffer des bâtiments, des piscines, des processus industriels ou toute autre situation nécessitant de la chaleur.
Cela contribue à le rendre extrêmement efficace, explique la société dans une interview vidéo.
Selon Markku Ylönen, directeur technique de Polar Night :
Il est très facile de convertir l’électricité en chaleur. Mais pour repasser de la chaleur à l’électricité, c’est là qu’il faut des turbines et des choses plus complexes. Tant que nous n’utilisons que la chaleur comme chaleur, cela reste très simple. L’entreprise revendique un facteur d’efficacité allant jusqu’à 99 %, une capacité à stocker la chaleur avec une perte minimale pendant des mois, et une durée de vie de plusieurs décennies.
Le sable n’a rien de particulier, la société précise qu’il doit simplement être sec et exempt de débris combustibles. En fait, l’entreprise considère le sable comme un moyen de stockage à coût très faible, voire nul. L’ensemble est si simple et si bon marché que Polar Night Energy affirme que les coûts d’installation sont inférieurs à 10 euros par kilowattheure, et qu’il fonctionne de manière entièrement automatisée, sans utiliser de consommables, pour un coût minimal également.
L’entreprise affirme qu’elle est également évolutive, avec des installations d’environ 20 gigawattheures de stockage d’énergie produisant des centaines de mégawatts de puissance nominale, et le sable pouvant être chauffé jusqu’à 1 000 °C dans certains modèles. Il est possible de créer des installations de stockage souterrain en vrac à partir de puits de mine désaffectés, s’ils ont la bonne forme. Aucun réservoir à haute pression n’est nécessaire, et le coût le plus important est souvent celui de la tuyauterie.
Le nom de l’entreprise, Polar Night (Nuit Polaire), fait bien sûr référence au fait que certaines régions du nord de la Finlande ne voient pas du tout le soleil pendant l’hiver, puisqu’elles se situent au-dessus de la latitude (~68 degrés nord) où il n’y a pas de soleil direct pendant des semaines au cœur de l’hiver. Selon l’entreprise, cette batterie au sable jouera son rôle le plus important au cours de ces périodes, lorsque son stockage de longue durée permettra de chauffer les bâtiments à moindre coût et proprement pendant l’hiver glacial finlandais.
En effet, le support de stockage en sable solide prend tout son sens ici, puisque la conception permet de créer plusieurs « zones » de stockage d’énergie dans le sable. Il est possible de construire un système conçu pour le stockage de la chaleur à long terme vers le centre du cylindre de sable, mais pour des cycles d’utilisation répétée à court terme vers la surface supérieure ou l’extérieur. Cela serait impossible dans un milieu liquide comme l’eau ou le sel fondu, car les liquides se mélangeraient et se déplaceraient constamment.
Il est juste de dire que ce système ne sera utilisé à grande échelle que dans les zones chauffées au niveau du quartier.Près de la moitié des foyers scandinaves en sont équipés d’une manière ou d’une autre, et on le trouve également dans de nombreuses autres régions, notamment en Chine du Nord et aux États-Unis.
Présentée sur le site de la société Polar Night Energy : The First Commercial Sand-based Thermal Energy Storage in the World Is in Operation.