Commentaires : Une batterie au CO2 pour stocker l'énergie verte ? C'est l'Energy Dome (et ça arrive vite)

Débat sur l'actu
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Ça conviendra à certains cas d’usage à besoins modérés si les chiffres produits par/avec le démonstrateur n’ont pas trop été passés au gloss…
Les implantations isolées des infrastructures nationales et qui dépendent déjà d’une production intermittente auraient là un bon relais sans recours aux batteries classiques ou au réseau inexistant ou trop peu fiable. (Tiens mais pourquoi les US s’y intéressent ?).

Pour le stockage par gravité évoqué plus haut : le béton a une empreinte carbone pas franchement merveilleuse. J’espère qu’ils constituent leurs charges avec du béton déjà produit…

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Ils utilisent la chaleur stockée pour réchauffer le CO2 et ainsi le faire s’évaporer plus rapidement, ce qui permet sans doute d’avoir plus de puissance qu’avec une évaporation naturelle à température ambiante.

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C’est bien beau mais il vient d’où le CO2 ?
Extrait de l’air ambiant ?
Produit par une usine d’à côté ?

Que se passe t-il en cas de rupture accidentelle ?

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Vu les quantités en jeu, l’origine de ce CO2 est un facteur négligeable. De nombreuses industries ont le CO2 comme sous-produit et il n’est donc pas bien difficile de se fournir en CO2.

Ils parlent d’une densité de stockage de 67 kWh/m^3. Si on suppose que c’est mesuré en phase liquide, ça fait environ 3000 m^3 de CO2 liquide pour leur projet de 200 MWh. Soit grosso modo 3000 tonnes de CO2 et 1.6 millions de m^3 pour le dome. Ça fait une grosse réserve, mais pas non plus monstrueuse (grosso modo un bâtiment de la taille du Stade de France).

Et en cas de rupture, ça va diffuser du CO2 dans l’atmosphère. C’est gênant, mais pas catastrophique : si l’intégralité de la réserve se vide dans l’air, ça correspond aux émissions annuelles de 600 danois.

Il y a probablement un petit risque d’intoxication pour le personnel si la fuite est vraiment massive. Mais ça me semble assez peu probable et une fuite massive est en outre facile à détecter automatiquement pour déclencher une alarme. Et l’intoxication au CO2 est heureusement beaucoup moins grave que l’intoxication au CO.

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C’est à peu près çà…
Transformer un gaz en liquide (liquéfaction) libère de l’énergie (exothermique).
Transformer un liquide en gaz (vaporisation) nécessite de l’énergie (endothermique).
Dans un système « adiabatique » on récupère la chaleur de la liquéfaction pour l’utiliser lors de la vaporisation.
Ca augmente le rendement du système!
Voici un dessin que j’ai un peu modifié:

adiabatic
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À noter également que leur procédé est déjà utilisé depuis des décennies avec simplement de l’air comprimé (il n’y a rien dans leur système qui impose d’utiliser du CO2, c’est seulement du marketing, c’est le CO2, c’est hype donc on en parle). On parle de CAES pour compressed air energy storage.

Dans la majorité des installation de stockage de l’air comprimé, ils utilisent des grottes naturelles (pour éviter de construire un dôme étanche énorme), et ils essayent de s’approcher d’un régime adiabatique pour les conversions thermodynamiques.

Typiquement, la centrale de Rosamond en Californie est conçue pour produire 500MW avec 6GWh de stockage, soit la consommation de la région PACA pendant une heure (ce qui est énorme comme tampon d’adaptation de la production électrique).

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Il y a bien aussi une raison technique au choix du CO2 : c’est un gaz qui se liquéfie facilement à une pression relativement faible (ici 60 bars), ce qui permet d’obtenir des densités de stockage d’énergie plus élevées, d’un facteur 10 par rapport à des systèmes à air comprimé.

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Si vous connaissez le sujet, ça m’intéresse : le stockage gravitaire via du béton utilise moins de matière que les STEP? (à capacité égale).

Le problème du béton, c’est qu’il génère énormément de CO2 pour sa fabrication. Son avantage, c’est qu’on peut le former dans la forme que l’on veut (typiquement, un bloc avec un crochet) et utiliser des moteurs électriques pour le hisser qui deviennent alors des générateurs lors de la redescente. Le rendement est très bon (proche des 100%) contrairement au rendement du stockage hydrique (plutôt 80%).

La différence de volume est due à la densité du béton, plus la densité est élevée, forcément, moins ça consomme de place. Avec une densité de 3x celle de l’eau, il ne faut que 3x moins de hauteur pour stocker la même énergie potentielle. Ce qui est avantageux, car les tours de stockages en hauteur ne peuvent pas être très haute sans coûter une blinde.

Il y a des solutions hybrides qui utilisent des bacs en béton qui sont remplis de sable (ce qui évite une grosse dépense en CO2 à la construction).

Dans tous les cas, ce type de stockage reste anecdotique.

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C’est marrant, car j’ai lu ça aussi, mais pour moi ça ne fait pas sens. Plus tu comprimes un gaz, plus tu augmentes la densité énergétique. Et en plus tu réduis le besoin en volume de stockage, donc tes coûts de fabrication de l’usine.

Vu que l’on sait comprimer l’air à 200 bars sans problème avec stockage de l’énergie thermique dans des sels fondus depuis des années, le tout avec un rendement de 70 à 80%, je vois mal pourquoi chercher à faire moins et comment ils peuvent faire 10x mieux.

Le CO2 liquide est à -80°C alors que l’air liquide est -196°C. Je suppose qu’à isolation équivalente, la différence plus faible de température est à l’avantage du CO2 (probablement plus proche d’un cycle adiabatique), mais en général, dans un cycle thermodynamique, plus il y a d’écart de température, meilleur est le rendement.

De plus, en cas de fuite, la zone alentour est mortelle pour des heures/jours. Il suffit de 0.5% de CO2 pour que ce soit mortel pour la flore et la faune (et nous). J’aimerais pas travailler là.

Bref, j’ai du mal à extraire ce qui est vrai du marketing bidon avec cette société.

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Sous 60 bars, les CO2 est liquide à température ambiante.

Euh non, beaucoup plus que ça. 0.5% c’est la limite d’exposition pour les professionnels sur une journée de 8h : https://www.kane.fr/les-news/quels-niveaux-de-co-et-co2-dans-l-air-sont-dangereux-pour-la-sante

La dangerosité pour la santé est à partir de 4%.

Et non en cas de fuite ça va pas être dangereux pendant des jours. Si c’est une fuite sur la partie haute pression, ça va se diffuser et se diluer progressivement dans l’air, sans grand risque. C’est pas pire que les pots d’échappements des voitures sur le périph en heure de pointe (sur 1 km de périph en heure de pointe, ça doit tourner dans les 1 tonne de CO2 par heure… ) ou que ce qui sort d’une centrale électrique thermique (si on part sur 500g CO2/kWh, la centrale de Cordemais avec ses 1.2 GW de puissance installée rejette 600 tonnes de CO2 par heure à pleine charge… c’est l’équivalent d’un débit de fuite qui viderait toute la réserve de CO2 de la future installation danoise en à peine 5h).

Le plus gênant serait une rupture soudaine de la poche du dôme, mais ça me semble assez peu probable, et il y a un bâtiment autour, donc le CO2 pourrait quand même ensuite être relâché progressivement.

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En tout cas, si l’aspect adiabatique est bien géré, c’est un stockage > à 70% de rendement qui se profile avec un relativement faible impact matériaux.

Le stockage sous pression avec récupération adiabatique fait partie des très bonnes solutions de stockage quasi saisonnier, j’ai vu un projet suisse via une immense caverne + récupération thermique qui de mémoire frisait les 80%, et du stockage en GWh.
C’est dépendant du lieu, mais on est proche du « zéro ressource primaire » par MWh restitué.

En statique, ces systèmes sont clairement l’avenir, suivi par les Step côtiers, les Redox anioniques, les batteries à sels et métaux fondus, le sodium-ion.

On a de quoi stocker du GWh par milliers et à bon compte et à très haut rendement, avant d’envisager les solutions « sales » énergétiquement comme l’hydrogène.
Il faut plus médiatiser ça, ça n’a pas la « Hype » que ça mérite.

Dans le même genre, on a le stockage et transfert thermique par céramique, une autre forme de batterie, 1000°c récupérés, 90% de rendement, absolument incroyable :

https://www.revolution-energetique.com/stocker-de-la-chaleur-dans-des-ceramiques-pour-decarboner-lindustrie/

« Et heureusement que de nombreuses pistes sont explorées, sans donner dans le dogmatisme comme on le voit souvent ici, dans le genre « ça c’est très bien et ça, ça ne l’est pas ». ^^ »

Ce qui est important, c’est d’être agnostique sur les vraies solutions, celles qui marchent, présentent un bon rendement, et intolérants aux bullshits technos-enthousiastes mais déplorables dans les faits, comme l’hydrogène-énergie.

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Comment savoir quelles sont les solutions qui marchent en étant agnostique? :thinking:

Je crois surtout qu’il faut se montrer intolérant aux lobbys, d’où qu’ils viennent.

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Après avoir essayer de tout comprendre je reste dubitatif.

Le gaz est comprimé lors du stockage de l’énergie. (et devient liquide)
Le liquide est chauffé et reconverti en un gaz venant alimenter une turbine lors de la restitution.

Ça fait beaucoup de dépense d’énergie pour charger et décharger une batterie quand même …

Alors oui il y a pas de lithium ou de cobalt, mais bon

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Ils annonce un rendement de 75%, c’est pas si éloigné de ce qu’on obtient actuellement avec des batteries.