Rapport CAS Technologies competitives - D'Dline 2020

Le stockage stationnaire d’énergie
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le recours à des turbines à vitesse variable permettrait d’obtenir un rendement
optimal dans les deux sens : turbinage et pompage.
Parmi les grands fournisseurs, on compte Alstom, Siemens et ABB.
Le stockage à air comprimé ou CAES 1
Le principe consiste à comprimer l’air au moyen d’un compresseur électrique puis de
stocker l’air comprimé dans des cavités souterraines, généralement des mines de sel.
Sur appel du gestionnaire de réseau, l’air est détendu et son passage dans une
turbine permet de convertir l’énergie stockée en électricité. La localisation des CAES
est donc le plus souvent déterminée par la présence de cavités souterraines de
stockage. Des développements se font également en stockage de surface.
Il n’existe pas de stockage de ce type en France et le seul cas en Europe est la
centrale de 290 MW à Huntorf en Allemagne, construite en 1978. Un site se trouve en
Alabama, un autre est en construction dans l’Ohio (300 MW). Il s’agit d’une
technologie à faible taux de risque, d’un rendement de 50 % qui peut être amélioré
par stockage/restitution de la chaleur lors des cycles de compression de l’air.
Parmi les projets destinés à faire progresser cette technologie, on peut citer
l’« Advanced Adiabatic CAES », système dont l’efficacité est améliorée en récupérant
la chaleur de l’air en entrée du stockage pour la réinjecter lors de l’expansion du gaz
dans la turbine. L’avantage de cette technologie serait de ne pas consommer de gaz
naturel et donc d’être totalement décarbonée. Ce projet est financé par la
Commission européenne. Des projets de l’Agence nationale de la recherche visent
également ces développements en France.
Le coût moyen actualisé du kWh stocké, difficile à estimer étant donné qu’il n’y a
aujourd’hui que deux sites en fonctionnement, serait proche de celui des STEP et par
conséquent, le CAES est également directement concurrent des cycles combinés au
gaz pour répondre aux pointes électriques.
Les constructeurs sont Siemens, Alstom, General Electric.
Il est également possible de stocker l’air comprimé dans des conteneurs de surface,
plus coûteux en investissement (environ 15 % de plus) que les cavités mais l’impact
sur le coût complet de l’énergie stockée reste faible. En plus des voies de progrès
susmentionnées, on peut citer le stockage hydropneumatique d’énergie (HyPES,
Hydro-pneumatic Energy Storage) qui permet d’améliorer significativement l’efficacité
de ce type de stockage et constitue une alternative plus pratique car de taille
adaptable et indépendante des contraintes topologiques et géographiques. Le
principe consiste à mettre sous pression un gaz (air, azote, etc.) à l’aide d’un moteurpompe
hydraulique et d’un fluide (huile ou eau) isolé ou non du gaz. L’électricité est
produite par l’intermédiaire d’un train de turbinage comprenant une génératrice
électrique et un moteur hydraulique.
(1) Compressed Air Energy Storage.
Centre d’analyse stratégique - 191 - Août 2012
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