Rapport CAS Technologies competitives - D'Dline 2020

Le stockage stationnaire d’énergie
creuses) est de la transformer en un autre vecteur énergétique, par exemple en
produisant de l’hydrogène par électrolyse. L’hydrogène est ensuite facilement
valorisable : en chimie, dans le réseau de gaz naturel, pour la production de
carburants de synthèse, ou encore dans le cadre de la valorisation de CO 2
(par coélectrolyse
ou par chimie). L’hydrogène peut aussi être stocké pour utilisation
ultérieure en pile à combustible par exemple pour des applications dans les
transports, ou encore, mais avec un rendement très faible par rapport à d’autres
modes de stockage, pour réinjection d’électricité dans le réseau. Seulement, une
difficulté majeure est la rentabilité économique de ce type de système, pénalisé par
les coûts encore élevés des électrolyseurs et des dispositifs de stockage : la
rentabilité est loin d’être acquise aujourd’hui en comparaison des options
existantes.
À titre d’exemple, E.ON investit dans une installation pilote au Nord-Est de
l’Allemagne capable de produire par électrolyse 360 m 3
d’hydrogène qui sera injecté
dans le réseau de gaz.
L’hydrogène peut être produit par électrolyse à haute ou basse pression, à basse
température (électrolyse alcaline ou PEM-proton exchange membrane) et, à long
terme, par électrolyse à haute température, qui en est aujourd’hui au stade de la
R & D. Selon les technologies, les rendements d’électrolyse varient de 50 % à 80 %.
À titre d’exemple, Proton Energy commercialise aujourd’hui des électrolyseurs PEM
d’un rendement de 52 %, une durée de vie de 10 000 heures, et un coût annoncé de
l’hydrogène de 7 euros/kg.
Les fabricants ou développeurs d’électrolyseurs sont essentiellement des industriels
et des PME : aux États-Unis, Proton Energy Systems ; au Canada, Hydrogenics ; en
Norvège, Hydrogen Technologies (groupe Statoil); en Suisse, IHT ; en Allemagne, ELT,
Siemens ; en France, CETH, Helion.
Caractéristiques des moyens de stockage et coûts d’investissement associés
Le tableau ci-après récapitule les différentes caractéristiques physiques des
dispositifs de stockage (puissance, rendement, durée de vie) ainsi que les coûts
d’investissement associés.
S’agissant du coût d’investissement, il faut souligner que celui-ci est particulièrement
sensible à la puissance maximale d’accumulation, de déstockage et à la quantité
maximale d’énergie stockée. Pour certaines technologies de stockage comme les
STEP, les CAES, les batteries redox-flow, le stockage thermique, le coût total
d’investissement comprend deux composantes :
−
−
une première proportionnelle à la puissance maximale du dispositif de
stockage (euros/kW) ;
une seconde proportionnelle à la quantité d’énergie stockée (euros/kWh).
Centre d’analyse stratégique - 195 - Août 2012
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