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ESTORAGE – Capacité de stockage de 2291 GWh réalisable grâce aux installations de pompage-turbinage

ESTORAGE – Des installations de pompage-turbinage à vitesse variable ouvrent une nouvelle ère de gestion plus intelligente de l’énergie

hydropower

Le projet ESTORAGE financé par l’UE a présenté plusieurs options pour augmenter la capacité de stockage d’énergie en Europe, tout en rendant les réseaux plus flexibles afin de mieux intégrer les énergies renouvelables.

Le projet a récemment rendu publics ses premiers résultats, identifiant une capacité de stockage impressionnante s’élevant à 2291 GWh réalisable grâce aux installations de pompage-turbinage mises en place sur les sites prêts à être exploités. La capacité représente sept fois celle des centrales hydroélectriques installées en Europe.

Les sites sont dispersés dans l’UE-15, avec en outre la Norvège et la Suisse. La Norvège du Sud à elle seule représentait 54 % de la capacité de stockage totale pompée, soit 1242 GWh. Les Alpes (pour l’Autriche, l’Italie, la France et la Suisse) représentaient 13 % ou 303 GWh, et 9 GWh dans les Alpes allemandes. Dans la zone d’étude, 5 % de la capacité potentielle totale a été découverte dans les Pyrénées en France et en Espagne avec 118 GWh.

La production d’électricité via le transfert d’eau entre des réservoirs à différentes altitudes est considérée comme le moyen le plus rentable et flexible pour le stockage à d’électricité à l’échelle du GWh. Les centrales hydrauliques de pompage-turbinage répondent de façon

idéale aux changements fréquents entre les manques et les excédents d’électricité, en générant ou en absorbant l’excès comme requis; avec des systèmes modernes capables de faire démarrer les pompes ou les turbines en 30 secondes à peine.

Les sites potentiels pour de nouvelles centrales ont été identifiés dans l’étude via un modèle de système d’information géographique (SIG) qui a utilisé une sélection globale non spécifique au pays ni à la région, et qui ne s’est penché que sur les plans d’eau existants; le coût de connexion de ces plans d’eau étant plus avantageux que de mettre en place de nouveaux réservoirs. Ces sites ont été étudiés de plus près par des experts nationaux par rapport à certains critères nationaux et régionaux, ce qui a permis de produire une liste des sites, classés selon leur potentiel de stockage théorique total et réalisable.

Estorage – S’attaquer au défi d’intégrer des énergies renouvelables

Alors que les énergies renouvelables, comme le vent et le soleil, représentent une part croissante de la production d’énergie dans le monde, leur imprévisibilité affaiblit dans l’ensemble la stabilité du réseau. La difficulté d’intégrer les énergies renouvelables dans le réseau découle de leur nature intermittente, associée au problème de stockage d’un surplus pouvant être utilisé lors de demandes accrues.

Néanmoins, alors que les installations de pompage-turbinage peuvent permettre une flexibilité d’équilibrage de la charge plus rentable que les centrales traditionnelles fonctionnant à l’énergie nucléaire ou au charbon, celles-ci sont également limitées car elles ne peuvent réguler la puissance que pendant la production. Le projet ESTORAGE se penche sur la faisabilité technique et économique de mise à niveau d’une installation de pompage-turbinage à vitesse fixe vers une vitesse variable, ajoutant la flexibilité au mode de pompage.

Ici, la vitesse varie grâce à un convertisseur de fréquence avec un changement dans la décharge/énergie. En vitesse fixe, il n’y a qu’un seul point de fonctionnement pour une hauteur donnée. Un tel système n’a donc que peu de souplesse opérationnelle, les pompes fonctionnant à plein régime ou pas du tout. La technologie à vitesse variable, déjà utilisée depuis de nombreuses années, notamment au Japon, répond bien aux besoins de croissance rapide dans des sources renouvelables d’énergie, en compensant les variations.

La voie vers une gestion plus intelligente de l’énergie en Europe

Le réseau électrique de l’UE devra procéder à des changements sans précédent pour répondre à la demande croissante; et devra pouvoir intégrer des énergies renouvelables pour atteindre les cibles liées au changement climatique. En effet, le plan stratégique pour les technologies énergétiques (SET) de l’UE souligne la vision de l’énergie éolienne et de l’énergie solaire qui contribuent jusqu’à 20 % et 15 % respectivement à l’approvisionnement total en électricité de l’UE d’ici 2020.

L’approche ESTORAGE consistant à rénover les centrales permet d’éviter les coûts de construction de nouvelles installations, sans compter les huit à dix ans de développement requis. Cet avantage est particulièrement significatif en raison de l’ambition du projet consistant à développer des solutions qui pourraient améliorer 75 % du stockage de pompage hydraulique européen à une vitesse variable. Selon les estimations, jusqu’à 10 GW de capacité de régulation supplémentaire peut être atteinte à travers une mise à niveau importante et ce, sans aucun impact sur l’environnement.

Le projet, prévu pour s’achever l’année prochaine, se penche également sur des systèmes complémentaires comme la mise à niveau de l’infrastructure des TI pour une gestion du système flexible et temps réel, pour les systèmes nationaux. De plus, le projet établira un modèle commercial viable qui permet un déploiement à l’échelle de l’UE en explorant les lacunes et barrières actuelles des technologies énergétiques flexibles sur le marché et les régimes de régulation.

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