La question du stockage d’énergie, longtemps perçue comme un défi majeur de la transition énergétique, peut aujourd’hui être considérée comme résolue. Grâce à la combinaison de systèmes de stockage par pompage hydraulique (PHES) et de batteries, les infrastructures hybrides offrent une solution efficace et économique pour équilibrer l’intermittence des énergies renouvelables tout en garantissant une réponse rapide aux fluctuations de la demande. Ces avancées marquent un tournant décisif dans le secteur énergétique mondial.
Les atouts des systèmes de stockage par pompage hydraulique (PHES)
Le stockage par pompage hydraulique domine le marché mondial avec plus de 90 % des capacités installées. Ces systèmes consistent à stocker l’énergie en pompant de l’eau vers un réservoir supérieur lorsque la demande est faible, puis à la libérer pour produire de l’électricité en période de forte demande. Leur principale force réside dans leur capacité à stocker de grandes quantités d’énergie à un coût par kWh bien inférieur à celui des batteries.
Les sites PHES idéaux, caractérisés par une grande différence de hauteur entre les réservoirs (600 à 1600 m) et une construction optimisée, peuvent atteindre des coûts de stockage aussi bas que 10 à 15 $/kWh. Par exemple, le projet Snowy 2.0 en Australie, avec un coût estimé de 23 $/kWh, démontre l’efficacité économique de cette technologie. De nombreux pays disposent de centaines de sites potentiels avec des conditions similaires, offrant une capacité de stockage bien supérieure aux besoins mondiaux.
L’intégration hybride avec les batteries
Les batteries, bien que coûteuses pour le stockage à long terme, excellent dans les applications nécessitant une puissance élevée et une réponse rapide. En intégrant des batteries et des PHES dans un système hybride, il est possible de tirer parti des forces des deux technologies :
- Les batteries assurent la puissance nécessaire pour répondre rapidement aux pics de demande.
- Les PHES stockent l’énergie sur de longues périodes, par exemple pour des nuits ou des jours nuageux.
Ce modèle hybride permet également de recharger les batteries avec l’énergie excédentaire des PHES, optimisant ainsi l’utilisation des ressources renouvelables et réduisant les coûts d’exploitation.
La montée en puissance des solutions globales
Le Global Pumped Hydro Energy Storage Atlas recense 820 000 sites potentiels de stockage par pompage dans le monde, avec une capacité totale estimée à 86 PWh. Ce chiffre dépasse largement les besoins énergétiques mondiaux, ce qui permet de se concentrer uniquement sur les sites les plus économiquement viables. Par ailleurs, de nombreux sites identifiés ne nécessitent pas de nouvelles constructions de barrages sur les rivières, ce qui limite leur impact environnemental.
En Europe, où certains pays comme les Balkans disposent de ressources PHES exceptionnelles, cette technologie pourrait suffire à couvrir les besoins de stockage de l’Union européenne. Dans d’autres régions, comme l’Australie et l’Amérique du Nord, les systèmes PHES sont déjà en cours de déploiement à grande échelle.
Une transition énergétique accélérée
Avec l’installation de capacités solaires photovoltaïques qui a doublé celle de toutes les autres technologies de production combinées en 2023, l’avenir énergétique repose sur un mix de solaire, d’éolien et de solutions de stockage robustes. Les technologies de gestion de la demande, comme les véhicules électriques avec recharge bidirectionnelle (V2G) et les systèmes thermiques, complètent cet écosystème en offrant des solutions flexibles et innovantes.
Vers une énergie propre et abordable, mais avec des défis à relever
Les systèmes PHES, combinés aux batteries, offrent une réponse prometteuse aux besoins de stockage d’énergie dans un monde de plus en plus dépendant des énergies renouvelables. Toutefois, ces technologies ne sont pas sans limites. Les contraintes géographiques et environnementales restreignent l’exploitation des sites idéaux pour le pompage-turbinage, tandis que les batteries posent des problèmes de durabilité, de recyclage et de dépendance aux matériaux critiques. De plus, la variabilité saisonnière des énergies renouvelables demeure un défi majeur que ces solutions actuelles ne peuvent pleinement résoudre. Enfin, l’intégration à grande échelle des systèmes hybrides nécessite des investissements massifs dans les réseaux et les infrastructures, parfois freinés par des priorités économiques et sociales concurrentes. Bien que le stockage d’énergie ait franchi d’importantes étapes, il reste crucial de continuer à développer des solutions diversifiées et adaptées aux contextes locaux pour garantir un avenir énergétique réellement durable et équitable.
