La gravité pourrait résoudre le plus gros problème des énergies renouvelables

La tour d’acier est un système de stockage d’énergie mécanique géant, conçu par American-Swiss startup Energy Vault, qui s’appuie sur la gravité et des briques de 35 tonnes pour stocker et libérer de l’énergie.

Lorsque la demande d’électricité est faible, la grue utilise l’électricité excédentaire du réseau suisse pour soulever les briques et les empiler au sommet. Lorsque la demande d’électricité augmente, les briques sont abaissées, libérant de l’énergie cinétique vers le réseau.

Cela peut ressembler à un projet scientifique scolaire, mais cette forme de stockage d’énergie pourrait être vitale alors que le monde passe à l’énergie propre.

“Il y a un grand effort pour déployer les énergies renouvelables”, a déclaré Robert Piconi, fondateur d’Energy Vault, à CNN Business, ajoutant que les entreprises subissent une pression croissante de la part des gouvernements, des investisseurs et des employés pour se décarboner.

Mais compter sur les énergies renouvelables pour une alimentation constante est impossible sans stockage d’énergie, dit-il. Contrairement à une centrale électrique à combustible fossile, qui peut fonctionner jour et nuit, l’énergie éolienne et solaire est intermittente, ce qui signifie que si un nuage bloque le soleil ou s’il y a une accalmie dans le vent, la production d’électricité diminue.

Pour concurrencer les combustibles fossiles, vous devez “rendre les énergies renouvelables prévisibles”, explique Piconi, ce qui signifie stocker l’énergie excédentaire et être capable de l’expédier en cas de besoin.

Alternatives de batterie

Une solution à ce problème est les batteries lithium-ion, qui sont déjà connectées aux réseaux électriques du monde entier. Ils peuvent être rechargés à l’aide d’électricité produite à partir d’énergie éolienne et solaire et libérer cette énergie à la demande.
La technologie a progressé rapidement au cours des dernières décennies, explique Dan Shreve, responsable mondial du stockage de l’énergie chez Wood Mackenzie, une société de recherche et de conseil en énergie. Pour la plupart, ils ont été utilisés pour le stockage d’énergie à court terme (jusqu’à six heures), dit-il, et à mesure que la décarbonation s’intensifie, la demande pour un stockage plus durable augmentera.
Un autre inconvénient est que le lithium est une ressource limitée, que l’on ne trouve que dans certaines parties du monde, et que son extraction peut nuire à l’environnement. Alors que le coût des batteries a chuté au cours de la dernière décennie, les prix ont commencé à monter en flèche en 2021, la demande de lithium ayant dépassé l’offre.

Pour ces raisons, Piconi affirme que même si les batteries sont idéales pour les voitures électriques ou l’électronique informatique, elles ne sont pas “idéales pour le commerce à grande échelle”.

Au lieu de cela, Energy Vault a décidé de baser sa technologie sur une méthode développée il y a plus de 100 ans et largement utilisée pour stocker l’énergie renouvelable : l’hydroélectricité à accumulation par pompage. Pendant les périodes creuses, une turbine pompe l’eau d’un réservoir sur un terrain bas vers un autre sur un terrain plus élevé, et pendant les périodes de demande de pointe, l’eau est autorisée à s’écouler à travers la turbine, générant de l’énergie électrique.

Piconi dit qu’Energy Vault s’appuie sur la gravité de la même manière, mais “au lieu d’utiliser de l’eau, nous utilisons ces blocs composites”.

En procédant de cette façon, il dit que l’entreprise n’est pas dépendante de la topographie et n’a pas à creuser de réservoirs ou à créer des barrages, ce qui peut avoir des effets négatifs sur l’environnement.

“Simple et élégant”

Depuis qu’Energy Vault a établi son prototype réussi en Suisse en 2020, l’entreprise est passée de la conception du modèle de tour, qui pouvait atteindre jusqu’à 200 mètres de hauteur, à des bâtiments modulaires de 20 étages qu’elle appelle “Energy Vault Resiliency Centers”. Piconi dit que la société a reçu des commentaires de clients potentiels selon lesquels la tour était “trop ​​haute” et pourrait ne pas être conforme aux codes internationaux du bâtiment.

Energy Vault a fait pivoter sa conception de grues géantes vers de vastes bâtiments de stockage d'énergie, comme le montre ce rendu.

Les centres de résilience utiliseront les mêmes briques, fabriquées à partir de terre et de déchets, et les bâtiments mesureront environ 100 mètres de haut. Les briques monteront et descendront à l’intérieur du bâtiment sur des chariots, contrôlés par un système d’intelligence artificielle qui identifie les moments optimaux pour charger ou décharger l’énergie, en fonction de l’offre et de la demande.

L’empreinte des centres variera, couvrant éventuellement entre 1,5 et 20 acres en fonction de la capacité de stockage, ajoute-t-il. Mais ils sont susceptibles d’être installés dans des endroits où l’espace n’est pas un problème, comme à proximité de centrales éoliennes ou solaires existantes.

La technologie d’Energy Vault est “simple et élégante”, déclare Shreve, mais il se demande si les appareils peuvent rivaliser avec les batteries lithium-ion en termes de prix.

Malgré tout, le marché est avide d’alternatives aux batteries. Alors que d’autres startups – telles que Gravitricity, basée au Royaume-Uni, qui réduit le poids des puits de mine désaffectés – explorent également le stockage d’énergie basé sur la gravité, aucune ne correspond encore à l’échelle d’Energy Vault.

En février, Energy Vault s’est cotée à la bourse de New York, levant environ 235 millions de dollars. Il a récemment annoncé que l’acteur et écologiste Leonardo DiCaprio avait rejoint le conseil consultatif stratégique de l’entreprise.

Les centres de résilience d’Energy Vault seront reliés à des parcs éoliens ou solaires à proximité, comme le montre ce rendu. Crédit : Voûte d’énergie

Cette année, Energy Vault commencera à construire des centres de résilience pour les carburants DG, qui souhaitent un approvisionnement continu en énergie renouvelable pour créer du carburant hydrogène vert pour l’industrie aéronautique. Il a également signé des accords d’une valeur allant jusqu’à 880 millions de dollars avec des entreprises telles que Saudi Aramco, le plus grand producteur de pétrole au monde, la fonderie de métaux Korea Zinc et le géant minier BHP.

Avec ce soutien, Piconi est convaincu qu’Energy Vault peut contribuer à accélérer la transition énergétique.

Jusqu’à présent, les clients ont souscrit à des projets équivalant à 2,5 gigawattheures de stockage d’énergie – un ajout important aux 17 gigawattheures de stockage sur batterie qui, selon Wood Mackenzie, sont actuellement en service aux États-Unis. “En termes d’impact, c’est assez énorme”, déclare Piconi.

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