Démonstration du potentiel du stockage d’énergie hybride locale
Alors que l’énergie renouvelable générée localement dans les bâtiments ou les quartiers résidentiels pourrait profiter aux réseaux électriques congestionnés, un obstacle important demeure: son approvisionnement intermittent, tributaire de l’ensoleillement ou du vent. Le projet SCORES, soutenu par l’UE, a étudié des systèmes avancés de stockage de l’énergie renouvelable produite par des panneaux solaires locaux, soutenus par un système de gestion de l’énergie. «En utilisant une combinaison de technologies, adaptables aux marchés locaux, nous stockons l’énergie pour l’utiliser lorsque les énergies renouvelables ne peuvent pas en fournir à la demande», explique le coordinateur du projet, Erwin Giling, de l’Organisation néerlandaise pour la recherche scientifique appliquée (TNO), l’hôte du projet. Les technologies ont été mises à l’essai dans deux bâtiments, en Autriche et en France, tous deux connectés aux réseaux d’électricité et de chaleur.
Alimenter les solutions de stockage intégrées
SCORES a étudié une gamme de solutions d’électricité et de chauffage, en expérimentant la manière dont les composants devraient être intégrés et installés dans les bâtiments. Ces solutions comprenaient: l’énergie solaire thermique, l’énergie solaire photovoltaïque, les pompes à chaleur air-air et eau-eau, un système de batteries lithium-ion de seconde vie pour le stockage de l’électricité, un batterie redox à chaleur pour le stockage de la chaleur, des matériaux à changement de phase (MCP) pour un stockage thermique compact et un réservoir tampon bien isolé pour stocker l’eau chaude sanitaire pendant plus d’une semaine avec une déperdition minimale. Cette dernière innovation a mené à la création de Newton Energy Solutions, chargée de commercialiser la technologie. Sur la base de données de test et de simulations, l’équipe a développé des algorithmes destinés à piloter un système de gestion de l’énergie pour les bâtiments qui connectait, contrôlait et optimisait les différentes technologies afin d’équilibrer l’approvisionnement et la consommation. Les technologies les plus innovantes ont fait l’objet d’une démonstration physique à une échelle relativement petite (par rapport à l’échelle du bâtiment), tandis que les données du projet ont été utilisées pour simuler des systèmes à l’échelle réelle.
Les réductions nettes dépassent les attentes
Un cas de référence exempt des innovations du projet a été créé pour établir une base de référence afin d’évaluer les composantes du projet. «Les simulations pour le bâtiment de démonstration français ont révélé que l’intégration de systèmes de pompe à chaleur air-air et eau-eau, avec des panneaux photovoltaïques thermiques en guise de source, permettait une réduction nette de 37,7 % de la consommation d’électricité du réseau, par rapport au cas de référence. L’ajout de panneaux photovoltaïques montés sur le toit a permis de porter cette réduction à 56 %», précise Erwin Giling. En effet, l’équipe a constaté que l’inclusion de trois technologies de stockage dans cette simulation — la batterie électrique de seconde vie, les éléments de stockage en MCP et une version améliorée de la batterie redox à chaleur pour le stockage de la chaleur — entraînerait des réductions nettes allant jusqu’à 60 %, si elles étaient optimisées pour la seule consommation du bâtiment. En ce qui concerne la simulation autrichienne, l’équipe a constaté que l’utilisation d’une pompe à chaleur seule pouvait déjà générer une économie d’énergie de 70 %. «Ces réductions étaient toutes bien supérieures à notre objectif de 30 %, avant même d’inclure les technologies de stockage», ajoute Erwin Giling.
Au-delà des technologies
Le système SCORES offre de nombreux avantages, notamment la réduction des émissions de CO2, l’autosuffisance énergétique et la stabilité du réseau. Les innovations pourraient également donner naissance à des batteries de véhicules électriques améliorées, ou encore contribuer à accroître la compétitivité et à créer des emplois pour l’industrie énergétique européenne. À cette fin, SCORES a publié une série de huit vidéos éducatives fournissant des informations sur les technologies du projet. En outre, IPS, partenaire du projet, a organisé un cours de formation et un séminaire sur les sites de démonstration, tandis qu’un autre partenaire, EDF, a organisé un atelier stratégique. Si la plupart des technologies du projet nécessitent davantage de recherches avant d’être commercialisées, les pompes à chaleur eau-eau couplées à des capteurs thermiques photovoltaïques sont déjà disponibles sur le marché. «Pour que les systèmes de stockage d’énergie hybrides soient mieux acceptés, nous devons surmonter l’obstacle que représente l’investissement initial relativement élevé. Pour ce faire, les gouvernements pourraient accorder des subventions et améliorer les lois et les réglementations. Nous devons également mieux faire connaître leurs avantages aux consommateurs», conclut Erwin Giling.
Mots‑clés
SCORES, énergie, réseau électrique, panneaux solaires, pompes à chaleur, batteries, photovoltaïque, stockage, changement climatique
