Une technologie majeure pour le stockage d’énergie de longue durée approche de son heure de vérité

Hydrostor Inc., un leader dans le stockage d'énergie à air comprimé, vise à inaugurer sa première grande usine d'ici la fin de cette année.

La nécessité d’un stockage d’énergie de longue durée, qui permet de combler les lacunes les plus longues lorsque l’éolien et le solaire ne produisent pas suffisamment d’électricité pour répondre à la demande, est plus claire que jamais. Plusieurs technologies pourraient contribuer à répondre à ce besoin.

Mais quelles approches pourraient être viables à l’échelle commerciale ?

Hydrostor Inc., basée à Toronto, est l'une des entreprises qui développent le stockage d'énergie de longue durée qui a dépassé l'échelle du laboratoire et se concentre désormais sur la construction de grands projets. L'entreprise fabrique des systèmes qui stockent l'énergie sous terre sous forme d'air comprimé, qui peut être libérée pour produire de l'électricité pendant huit heures ou plus.

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J'ai parlé avec Curtis VanWalleghem, PDG et co-fondateur d'Hydrostor, pour savoir à quel point il est sur le point d'inaugurer de grandes usines en Australie et en Californie et pour savoir comment il défend les intérêts de son entreprise.

Il souligne la simplicité de son produit.

« C'est un système très simple qui utilise simplement un trou dans la roche [plus] l'air et l'eau », a-t-il déclaré. « Et puis l'équipement provient entièrement de l'industrie pétrolière et gazière, donc vous n'avez pas besoin de nouvelle fabrication ou quoi que ce soit. »

Quelques informations sur l'importance du stockage de longue durée : Le réseau du futur proche nécessitera un mélange de ressources de stockage d'énergie pour combler les lacunes en cas d'accalmie dans la production éolienne et solaire. La plupart des systèmes de batteries lithium-ion fonctionnent pendant quatre heures maximum. Les planificateurs du système énergétique ont déclaré que le réseau aura également besoin d’options de stockage pouvant fonctionner pendant six, huit et 12 heures, et certaines pouvant durer jusqu’à une journée ou plus.

Le ministère de l'Énergie a identifié la nécessité d'un stockage de longue durée comme un élément essentiel de la décarbonisation complète du système électrique et, en 2021, s'est fixé comme objectif que la recherche, le développement et l'investissement contribueraient à réduire les coûts des technologies de 90 %. dans une décennie.

Diverses entreprises et technologies se disputent une part du marché. Cela inclut plusieurs types de batteries de longue durée et certaines ressources qui existent depuis un certain temps, comme le stockage hydroélectrique par pompage dans les barrages hydroélectriques.

Le premier grand projet d'Hydrostor à être mis en ligne sera probablement le centre de stockage d'énergie de Silver City en Australie, qui aura la capacité de décharger à 200 mégawatts pendant huit heures maximum. La construction devrait commencer vers la fin de 2024 et la centrale devrait être opérationnelle d'ici la mi-2027, a indiqué VanWalleghem.

Le prochain projet serait le Willow Rock Energy Storage Center, situé près de Rosamond dans le comté de Kern, en Californie, avec une capacité de 500 mégawatts et la capacité de fonctionner à ce niveau pendant huit heures. Hydrostor vise à commencer la construction d'ici la fin de l'année prochaine et à la faire fonctionner avant 2030. Mais avant cela, l'entreprise doit obtenir un permis de la California Energy Commission, un processus qui a repris après une brève pause.

Contrairement à d’autres sociétés de stockage de longue durée, Hydrostor a prouvé sa technologie. L'entreprise exploite depuis 2019 une petite centrale de 1,75 mégawatt à Goderich, en Ontario, qui peut fonctionner environ six heures à la fois. Le stockage d’air comprimé existait avant Hydrostor : les usines d’Allemagne et d’Alabama existent depuis des décennies et utilisent des variantes de cette approche.

Le système d'Hydrostor utilise un compresseur d'air surdimensionné qui fonctionnerait idéalement avec de l'électricité renouvelable. Le système aspire l'air de l'environnement, le comprime et le déplace à travers un tuyau vers une caverne située à plus de 1 000 pieds sous terre. Le processus de compression de l'air produit de la chaleur, et le système extrait la chaleur de l'air et la stocke au-dessus du sol pour la réutiliser. À mesure que l'air pénètre sous terre, il déplace l'eau de la caverne vers un puits jusqu'à un réservoir.

Lorsqu'il est temps de décharger de l'énergie, le système libère de l'eau dans la caverne, forçant l'air à remonter à la surface. L’air se mélange ensuite à la chaleur que la plante a stockée lors de la compression de l’air, et cet air chaud et dense passe dans une turbine pour produire de l’électricité.

La viabilité à long terme de la technologie sera étroitement liée à la façon dont son coût se compare à d’autres types de stockage de longue durée. L'usine californienne a un coût prévu d'environ 1,5 milliard de dollars, ce qui la rendrait compétitive par rapport à l'hydroélectricité par pompage et aux autres options disponibles. Les utilisateurs des services de la centrale comprendraient Central Coast Community Energy, un fournisseur d'électricité à but non lucratif basé à Monterey.

VanWalleghem a déclaré qu'il était possible de réduire les coûts à mesure que l'entreprise acquérait de l'expérience grâce à ces premières usines. Les systèmes de stockage ont une durée de vie prévue d'environ 50 ans, ce qui constitue une donnée importante par rapport aux systèmes de batteries, qui ont une durée de vie beaucoup plus courte, a-t-il déclaré.

Yiyi Zhou, analyste chez BloombergNEF, a déclaré qu'Hydrostor est l'une des 100 entreprises qui se concentrent, au moins en partie, sur le développement du stockage d'énergie de longue durée.

Hydrostor se démarque, a-t-elle déclaré, parce que sa technologie est « relativement mature » et que la société a également été l’une des plus performantes dans le domaine en matière de collecte de fonds auprès des investisseurs.

BloombergNEF a signalé un total mondial de 1,4 gigawatts et 8,2 gigawattheures de stockage d'énergie de longue durée en septembre dernier, à l'exclusion de l'hydroélectricité pompée. La durée moyenne, que l’on peut calculer en divisant les gigawattheures par gigawatts, était de 5,9 heures.

À titre de perspective, les deux projets Hydrostor en cours de développement ont une capacité combinée de 0,9 gigawatt, soit plus de la moitié du total mondial actuellement en ligne.

Pour cette année et l’année prochaine, les technologies de stockage de longue durée susceptibles de connaître l’adoption la plus rapide sont le stockage à air comprimé et les batteries à flux, selon BloombergNEF. (J'ai écrit un explicatif sur les batteries à flux en 2022.)

Je trouve difficile de maîtriser cette partie de l'économie des énergies propres en raison de l'écart important entre ce qui a été développé et ce qui est à un certain stade de la planification. Il existe de nombreuses opportunités pour que les projets échouent et meurent en cours de route.

Dans cet esprit, je surveillerai si Hydrostor est en mesure de commencer la construction dans les délais prévus en Australie et si elle peut suivre le processus d'approbation réglementaire de l'usine en Californie.

Le projet californien a connu de grands changements. À un moment donné, Hydrostor avait deux propositions dans l'État, mais en a abandonné une en raison de difficultés liées au processus d'autorisation, notamment certains problèmes liés à la construction dans un endroit supervisé par la California Coastal Commission. Le projet restant, Willow Rock, a également subi des modifications dans sa conception et son emplacement en réponse aux commentaires de la communauté locale et des régulateurs.

La Commission de l'énergie de Californie a suspendu son examen de Willow Rock l'automne dernier pour donner à Hydrostor le temps de fournir des détails sur son plan mis à jour. Le processus de révision a repris en mars et pourrait s'achever dès l'année prochaine à la même époque.

L'un des facteurs à garder à l'esprit est que le gouvernement de l'État de Californie et la California Energy Commission ont clairement indiqué qu'ils souhaitaient construire un stockage d'énergie de longue durée. L’État a estimé qu’il aura besoin de 4 gigawatts de capacité de stockage d’énergie à long terme pour pouvoir atteindre l’objectif d’une électricité 100 % propre d’ici 2045.

Hydrostor et les responsables de l’État souhaitent que ce projet soit opérationnel. Si cela se produit, cela pourrait fournir une pièce maîtresse pour plaider en faveur de la construction de nombreux autres.

« Nous attendons avec impatience la croissance, la construction de ces projets, puis commencerons à en réaliser davantage, cinq ou dix projets à la fois », a déclaré VanWalleghem.


Autres histoires sur la transition énergétique à retenir cette semaine :

La pollution des centrales électriques ciblée par des actions radicales par l’administration Biden : L’administration Biden a finalisé un vaste ensemble de réglementations pour les centrales électriques. Les règles offrent de nombreuses exemptions, une grande marge de manœuvre et un délai supplémentaire à l'industrie pour s'y conformer, comme le rapporte ma collègue Marianne Lavelle. Les exploitants de centrales électriques doivent respecter une limite de dioxyde de carbone égale à la réduction liée à l’installation d’un système de captage du carbone et à son fonctionnement avec une efficacité de 90 %. Les exploitants d’usines ont jusqu’en 2032 pour s’y conformer, soit deux ans de plus que prévu précédemment. Les règles se heurtent au rejet de certains responsables de l’État étroitement liés aux sociétés de combustibles fossiles, notamment le procureur général de Virginie-Occidentale, Daniel Morrissey, qui a déclaré qu’il lutterait contre « le programme anti-énergie de Biden ».

L’administration Biden prend des mesures pour accélérer les permis d’énergie propre : L’administration Biden a publié des règles destinées à rationaliser les permis pour les projets d’énergie propre tout en obligeant les agences fédérales à peser davantage les effets du changement climatique sur les communautés à faible revenu avant d’approuver des projets comme les puits de pétrole, comme le rapporte Coral Davenport pour le New York Times. Les règles permettraient aux projets présentant un avantage environnemental à long terme de faire l'objet d'examens environnementaux accélérés.

L’équipe Tesla Axes Supercharger porte un coup dur au marché plus large des véhicules électriques : Tesla a licencié presque tout le monde dans son organisation Supercharger, un groupe de près de 500 employés qui a construit un vaste réseau de bornes de recharge pour véhicules électriques, comme le rapportent Dana Hull, Edward Ludlow et Keith Naughton pour Bloomberg. Cette décision a choqué l'industrie automobile à un moment où presque tous les grands constructeurs automobiles sont en train d'adopter un système de recharge compatible avec le réseau Tesla. Les suppressions incluent Rebecca Tinucci, qui était directrice principale du groupe Supercharger et figure clé de la domination de Tesla sur les infrastructures de recharge. Le PDG de Tesla, Elon Musk, a déclaré que la société prévoyait toujours de développer le réseau de recharge, mais à un rythme plus lent pour les nouveaux emplacements.

Évaluation de l’avenir de l’énergie nucléaire américaine après Vogtle : Le dernier nouveau réacteur de l'usine Vogtle en Géorgie a commencé à envoyer de l'électricité au réseau, marquant l'achèvement d'un projet qui a été longtemps retardé et qui a largement dépassé le budget, au point que personne d'autre aux États-Unis ne veut construire une centrale aussi grande, comme Zach Bright rapporte pour E&E News. L’industrie nucléaire s’est orientée vers le développement de petits réacteurs modulaires, mais cette technologie n’a pas encore été déployée à l’échelle commerciale.

Y aura-t-il moins de vent pour alimenter l’énergie éolienne ? La production d’énergie éolienne a diminué l’année dernière dans tout le pays, y compris dans l’Illinois, en grande partie à cause de facteurs météorologiques qui ont réduit la vitesse du vent. Les chercheurs tentent de déterminer si le changement climatique contribue à la diminution de la vitesse du vent, comme le rapporte Brett Chase du Chicago Sun-Times et moi-même. Il n’est pas nouveau de constater des variations de la vitesse du vent d’une année à l’autre, mais cela devient une préoccupation majeure pour le réseau électrique car il dépend davantage de sources d’électricité renouvelables.

À l’intérieur de l’énergie propre est le bulletin hebdomadaire d'actualités et d'analyses du CII sur la transition énergétique. Envoyez des conseils et des questions sur l'actualité à [email protected].

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