Des centrales électriques sous-marines au fond de la mer
Feldversuch mit einer Drei-Meter-Kugel im Bodensee.
Avec le projet StEnSea, l'institut Fraunhofer IEE a développé une technologie innovante qui transpose le principe des centrales de pompage-turbinage au fond de la mer. Après des tests réussis dans le lac de Constance, un essai est en cours au large de la côte californienne, à 500 mètres de profondeur. Une étape importante pour le stockage rentable de l'énergie.
Les centrales d’accumulation par pompage sont une méthode éprouvée de stockage de l’énergie, mais elles sont limitées sur terre. Le projet StEnSea transpose ce principe au fond de la mer, où l’espace et les conditions sont idéales pour cette technologie. Le prototype consiste en une sphère creuse en béton qui stocke ou produit de l’électricité grâce à l’afflux et au reflux d’eau.
Essai sur le terrain et fonctionnement
Une sphère de trois mètres a été testée avec succès dans le lac de Constance. Une sphère de béton de 400 tonnes et de neuf mètres de diamètre doit maintenant être ancrée au large de Long Beach, en Californie. La sphère est pompée à vide pour stocker de l’énergie et produit de l’électricité en faisant refluer de l’eau pour alimenter une turbine de pompage.
La puissance du prototype est de 0,5 MW et sa capacité de 0,4 MWh. L’équipe Fraunhofer prévoit de faire évoluer le système vers des sphères de 30 mètres de diamètre, pouvant atteindre une puissance de 30 MW et une capacité de 120 MWh.
Avantages et applications
Les profondeurs d’eau de 600 à 800 mètres sont idéales pour cette technologie de stockage. La pression et l’épaisseur des parois permettent des constructions rentables. Il existe des sites potentiels dans le monde entier, par exemple au large de la Norvège, du Portugal ou de la côte américaine. La technologie est également adaptée aux lacs profonds ou aux mines à ciel ouvert inondées.
Le potentiel de stockage mondial est estimé à 817.000 GWh, ce qui est nettement supérieur à la capacité des centrales conventionnelles d’accumulation par pompage. Les applications vont de l’arbitrage à la stabilisation des réseaux électriques par une réserve de régulation.
Rentabilité et mise à l’échelle
Avec un coût de stockage d’environ 4,6 centimes d’euro par kilowattheure et une durée de vie de la sphère en béton pouvant atteindre 60 ans, cette technologie est rentable. L’efficacité par cycle de stockage est de 75 à 80%. Un parc pilote de six sphères pourrait atteindre 520 cycles de stockage par an.
Perspectives pour la transition énergétique
Bernhard Ernst, chef de projet au Fraunhofer IEE, souligne l’importance de la technologie StEnSea : « Avec la transition énergétique mondiale, les besoins de stockage augmentent énormément. Nos réservoirs sphériques sous-marins constituent une solution économique pour des périodes de stockage courtes à moyennes »
Les ballons sphériques StEnSea offrent une technologie d’avenir pour le stockage de l’énergie. Avec ce test au large des côtes californiennes, l’équipe Fraunhofer fait un pas important vers la mise à l’échelle et la commercialisation. Cette technologie a le potentiel de révolutionner durablement le stockage de l’énergie dans le monde entier.