Stockage d’énergie par pompage-turbinage : la solution durable pour une alimentation électrique continue

« `html

Dans un contexte de transition énergétique mondiale, le stockage d’énergie par pompage-turbinage (STEP) émerge comme une technologie essentielle pour garantir une alimentation électrique stable et renouvelable. Contrairement aux idées reçues, cette méthode représente aujourd’hui 95% des capacités de stockage d’énergie dans le monde, selon la Société internationale de l’énergie solaire (ISES).

Les step : une technologie éprouvée et massive

Alors que les batteries lithium-ion captent souvent l’attention médiatique, les stations de transfert d’énergie par pompage constituent la solution de stockage la plus déployée à l’échelle mondiale. Le parc mondial compte environ 820 000 installations STEP, représentant une capacité totale impressionnante de 86 millions de GWh. Cette capacité équivaut à l’énergie stockée dans 2 000 milliards de batteries de véhicules électriques, selon les données de l’International Solar Energy Society.

Complémentarité entre step et batteries

Ces deux technologies de stockage répondent à des besoins différents et complémentaires :

• Les batteries assurent un stockage de courte durée (quelques heures) pour les pics de consommation
• Les STEP permettent un stockage de moyenne et longue durée, couvrant des périodes allant de la nuit entière à des saisons complètes

Les installations STEP les plus performantes offrent des capacités variant de 5 à 5 000 GWh, avec des coûts d’investissement 5 à 10 fois inférieurs à ceux des batteries électrochimiques. Leur durée de vie peut atteindre 150 ans, soit dix fois plus que les systèmes batterie conventionnels.

Caractéristiques des sites premium

Les sites les plus favorables au déploiement des STEP présentent généralement :

• Une grande hauteur de chute (400 à 1 600 mètres)
• Un rapport eau/roche élevé (10 à 50)
• Des tunnels de pression courts (quelques kilomètres seulement)

Couplage step-solaire pour les centres de données

L’association entre l’énergie solaire photovoltaïque et le stockage par pompage-turbinage constitue une solution idéale pour alimenter les centres de données en continu (24h/24 et 7j/7). Un exemple concret au Nouveau-Mexique démontre cette synergie : un centre de données de 1 GW peut être alimenté par 5 GW de panneaux solaires avec orientation sud-est et sud-ouest, combinés à 2 GW de STEP (50 GWh) et 1 GW de batteries (4 GWh).

Ce système hybride permet d’éliminer complètement le recours au gaz naturel. Les batteries capturent les revenus des services auxiliaires et gèrent les pointes de consommation matinales et vespérales, tandis que le pompage-turbinage absorbe l’excédent d’énergie solaire et éolienne à faible coût, parfois même à coût négatif.

Potentiel mondial du stockage par pompage-turbinage

Amérique du nord

Les États-Unis disposent d’un potentiel considérable, y compris dans les régions arides comme le Texas et le Nouveau-Mexique. La Californie et la plupart des États de l’Ouest américain regorgent de sites exploitables. La chaîne des Appalaches, s’étendant de l’Alabama jusqu’au Canada, présente également des opportunités importantes de développement.

Asie-pacifique

La Chine construit actuellement 16 GW de capacité STEP par an, couplant ces installations avec des centaines de GWh de stockage complémentaire. L’Inde développe des milliers de sites à travers son territoire, de l’Himalaya jusqu’au sud du pays. L’Asie du Sud-Est multiplie également les projets ambitieux.

L’Australie, souvent perçue comme trop plate et aride, prévoit de déployer 400 GWh de capacité STEP, soit 15 kWh par habitant. Selon une étude de l’Australian National University, ce déploiement représenterait un coût équivalent à un centime par personne et par jour sur 150 ans.

Pourquoi le retard européen et nord-américain ?

Malgré leur riche potentiel en sites favorables, l’Europe et les États-Unis accusent un retard significatif dans le déploiement des STEP. La Suisse a inauguré en 2022 la centrale de Nant de Drance, une installation importante qui ne représente pourtant que 5% du volume de stockage actuellement en construction en Australie.

Plusieurs freins expliquent cette situation :

• Résistance sociale face à la construction de nouveaux barrages
• Perception erronée des coûts réels
• Réticence au développement des lignes de transmission nécessaires
• Manque de vision intégrée entre production et stockage d’énergie

Une solution d’avenir immédiatement disponible

Les données scientifiques et techniques convergent : le stockage par pompage-turbinage constitue une solution propre, durable, économiquement compétitive et immédiatement disponible pour accompagner la transition énergétique mondiale. Combiné aux énergies renouvelables et aux batteries, il forme le pilier d’un système électrique décarboné et résilient.

Comme le souligne le Programme des Nations Unies pour l’environnement, les technologies de stockage de longue durée comme les STEP sont indispensables pour atteindre les objectifs climatiques internationaux.

« `