Le stockage d’énergie par pompage-turbinage (PHES) émerge comme une solution majeure pour la transition énergétique mondiale. Une étude récente de l’Université nationale australienne révèle que cette technologie pourrait fournir 95% des besoins mondiaux en stockage d’énergie, avec une capacité équivalente à 2 trillions de batteries de véhicules électriques. Le PHES se distingue par sa durabilité exceptionnelle, avec des installations pouvant fonctionner plus d’un siècle, tout en nécessitant peu de ressources en eau et en terrain.
Fonctionnement et avantages du pompage-turbinage
Principe technique fondamental
Le PHES utilise deux réservoirs d’eau situés à des altitudes différentes. Pendant les périodes de surplus énergétique, l’eau est pompée du réservoir inférieur vers le réservoir supérieur, stockant ainsi l’énergie sous forme potentielle. Lors des pics de demande, l’eau est libérée vers le bas, activant des turbines qui produisent de l’électricité. Ce système permet de stocker et de restituer l’énergie avec un rendement atteignant 80%.
Durabilité et impact environnemental
Les installations PHES présentent une longévité remarquable dépassant 100 ans, soit cinq fois plus que les batteries lithium-ion. La consommation d’eau est minimale, environ 3 litres par personne et par jour, bien inférieure aux centrales thermiques traditionnelles. Les systèmes « off-river » évitent la construction de nouveaux barrages sur les cours d’eau, préservant ainsi les écosystèmes aquatiques.
Avantages économiques
Le PHES offre un coût de stockage nettement inférieur aux alternatives pour le stockage long terme. Une installation type peut stocker l’équivalent énergétique de 400 000 batteries de voitures électriques, pour un investissement initial comparable mais une durée de vie bien supérieure.
Potentiel mondial identifié
Atlas global des sites potentiels
L’équipe du professeur Andrew Blakers a cartographié 800 000 sites propices au PHES à travers le monde. Ces emplacements représentent une capacité de stockage cumulée de 86 millions de GWh, équivalant à trois années de production électrique mondiale. Cette cartographie révèle un potentiel largement supérieur aux besoins estimés pour une société décarbonée.
Répartition géographique
Les sites identifiés se concentrent principalement dans les régions montagneuses et les zones côtières escarpées. L’étude démontre que la grande majorité des pays dispose de capacités suffisantes pour développer le PHES à grande échelle, facilitant leur transition énergétique.
Critères de sélection des sites
Les chercheurs ont appliqué des critères stricts incluant : une différence d’altitude minimale de 100 mètres, une distance maximale de 1 kilomètre entre les réservoirs, et l’exclusion des zones protégées ou urbanisées. Cette approche garantit la viabilité technique et environnementale des projets potentiels.
Intégration aux réseaux électriques
Complémentarité avec les énergies renouvelables
Le PHES agit comme un stabilisateur essentiel pour les réseaux électriques alimentés par les énergies renouvelables. Il permet de compenser la variabilité de la production solaire et éolienne, assurant une alimentation électrique constante. Cette technologie est la clé de voûte d’un système électrique 100% renouvelable, selon le Pr. Blakers.
Gestion de la demande
Les installations PHES peuvent réagir rapidement aux fluctuations de la demande, passant du mode pompage au mode turbinage en quelques minutes. Cette flexibilité permet d’optimiser l’utilisation des ressources renouvelables et de maintenir la stabilité du réseau électrique.
Synergie avec les batteries
Le PHES et les batteries jouent des rôles complémentaires : les batteries excellant dans le stockage court terme (quelques heures) tandis que le PHES est optimal pour le stockage longue durée (plusieurs jours ou semaines). Cette complémentarité renforce la résilience globale du système électrique.
À retenir
- Le PHES pourrait fournir 95% des besoins mondiaux en stockage d’énergie
- 800 000 sites potentiels identifiés pour une capacité totale de 86 millions de GWh
- Durée de vie supérieure à 100 ans avec un faible impact environnemental
- Consommation d’eau limitée à 3 litres par personne et par jour
- Solution idéale pour le stockage longue durée, complémentaire aux batteries
- Élément clé pour atteindre 100% d’énergies renouvelables
