Mont-Soleil, le 08.06.2011
Seul le discours prononcé fait foi
Projet pilote de stockage hydropneumatique d’énergie pour le lissage de la production photovoltaïque de Mont-Soleil Sylvain Lemofouet, Alfred Rufer
Besoin de solutions de stockage écologiques et durables pour les énergies renouvelables Une des plus grandes critiques faites aux sources d’énergie renouvelable comme les énergies éoliennes et solaires est le fait qu’elles ne sont pas toujours disponibles quand on en a besoin et comme on en a besoin. Ces énergies sont en effet le résultat de phénomènes naturels intermittents (ensoleillement, vent, etc.) sur lesquels nous n’avons aucune influence, et sont également sous l’influence de phénomènes météorologiques perturbateurs et difficile à prévoir (passage nuageux, etc.). Ce caractère aléatoire constitue avec leur coût relativement élevé, les principales raisons pour lesquelles ces énergies renouvelables représentent toujours une part négligeable du mix énergétique global. Hors mis le recours aux sources alternatives, très souvent non renouvelables, l’utilisation d’un système de stockage d’énergie est la principale solution à ce problème d’intermittence. Cette solution consiste à stocker une partie de l’énergie produite lorsque la source renouvelable est disponible pour la restituer lorsqu’elle est indisponible. La grande majorité des solutions de stockage utilisées aujourd’hui pour soutenir ces sources renouvelables intermittentes sont à base de batteries électrochimiques. Bien que ces technologies soient pour la plupart commercialement matures, elles présentent les inconvénients de contenir des métaux lourds, comme le plomb, problématiques d’un point de vue environnemental, d’avoir une durée de vie courte et au final d’avoir un coût sur le cycle de vie relativement élevé. Soutenir des sources d’énergie propres avec des solutions de stockage problématiques vis-à-vis de l’environnement est une démarche qui nous a toujours parut peu cohérente et nous a poussé à réfléchir à des alternatives. HyPES : Concept de stockage d’énergie innovant développé à l’EPFL C’est pour trouver une solution durable à ce problème que Prof Alfred Rufer, ici présent, a initié en 2002 au Laboratoire d’Electronique Industrielle de l’EPFL qu’il dirige, un projet de recherche dont j’ai eu l’honneur d’être le principal acteur et dont l’objectif était de trouver une
solution de stockage d’énergie efficace et plus compatible du point de vue environnemental aux énergies renouvelables. Le stockage d’énergie par air comprimé s’est alors rapidement avéré avoir des avantages écologiques intrinsèques, car l’air est le gaz le plus courant sur terre et sa compressibilité qui est exploitée comme principe de base pour ce stockage est une propriété physique naturelle et réversible. Bien que ce principe de stockage d’énergie soit connu depuis plus d’un siècle, il demeure inexploité de nos jours à cause des difficultés techniques à maîtriser les phénomènes thermiques inhérents à la compressibilité des gaz et qui en limite l’efficacité. Une autre raison de ne pas exploiter ce principe aura été l’apparition des ressources fossiles généreuses durant le 20ème siècle, et qui ont mis de côté beaucoup de travaux de recherche et développement de certaines filières énergétiques. Les travaux de recherche menés à l’EPFL ont permit de développer un nouveau concept de compression/détente d’air basé sur le principe du « Piston Liquide », d’où le qualificatif « hydropneumatique ». Ce concept breveté utilise l’eau pour comprimer (lors du stockage d’énergie) puis détendre (lors de la restitution de l’énergie) l’air en maintenant sa température quasi-constante ; cela permet d’améliorer considérablement l’efficacité de ce principe de stockage d’énergie. Etat de développement technologique ; nécessité de tests pilotes Fort de ce résultat, nous avons fondé en novembre 2008, la start-up Enairys Powertech pour poursuivre le développement de concept dans une optique plus industrielle. Aujourd’hui nous finalisons la phase de validation technologique avec le nouveau prototype industriel qui vous est présenté à l’extérieur. Cependant, le chemin à parcourir jusqu’à un produit commercial demeure encore long et doit nécessairement passer par une phase de test pilote, notamment dans notre secteur énergétique où les exigences d’efficacité et de fiabilité des moyens de production et de gestion d’énergie sont très élevées. Une difficulté supplémentaire pour les jeunes start-up comme la nôtre c’est celle de trouver de bons partenaires (First Adopters en anglais) qui acceptent d’adopter et de tester nos nouveaux produits avec ce que cela comporte comme risques. Vous comprenez donc toute l’importance que revêt pour Enairys Powertech ce projet pilote, réalisé en étroite collaboration avec la Société Mont-Soleil et grâce à un important soutien financier de BKW FMB Energie SA (FMB). But et objectifs du projet pilote Le but du projet pilote est de construire le 1er prototype commercial du système de stockage hydropneumatique d’énergie (HyPES) développé par Enairys et de le tester dans la durée en situation d’exploitation réelle à la centrale photovoltaïque de Mont-Soleil.
En stockant et restituant de manière intelligente une partie de l’énergie photovoltaïque produite, le système de stockage permettra de lisser, c’est-à-dire de supprimer les variations brusques de production causées par les perturbations de courte durée comme les passages nuageux, et ce sans altérer sa qualité écologique. Pour atteindre ce but final notre consortium de développement qui comprend plusieurs laboratoires de l’EPFL et de la HEIG-VD et plusieurs PMEs Suisses et Européennes devra relever plusieurs challenges : - L’industrialisation de la technologie HyPES, pour la rendre conforme aux normes de commercialisation en vigueur, compatible aux moyens de production industrielle, et compétitive du point de vue économique. - La validation des performances techniques (efficacité, fiabilité) en situation exploitation réelle et dans des conditions climatiques rigoureuses comme celles de Mont-Soleil - Optimisation technico-économique, pour assurer la rentabilité économique du système de stockage pour les futurs clients. Intérêts pour les partenaires Ce projet permettra à FMB d’acquérir un système innovant qui contribuera à valoriser le statut de la centrale de Mont-Soleil comme plateforme de promotion et test des technologies énergétiques respectueuses de l’environnement. L’installation pilote sera conçue et réalisée dans une perspective didactique de manière à accroître l’intérêt et la sensibilité des 60'000 visiteurs annuels du site sur les questions énergétiques et environnementales. Elle contribuera ainsi à augmenter la visibilité et renommée du site de Mont-Soleil. Sur le plan stratégique, ce projet offre à FMB l’occasion d’évaluer une nouvelle technologie qui a le potentiel de lui permettre dans l’avenir de diversifier ses moyens de production en intégrant, de manière efficace, maitrisée et dans des proportions substantielles, les énergies éoliennes et photovoltaïques dans son mix énergétique. Enairys Powertech est très reconnaissante à ses partenaires, FMB et la Société Mont-Soleil, qui lui donne à travers ce projet pilote une opportunité unique de franchir un pas décisif vers la commercialisation de technologie de stockage. Cette installation pilote sera le premier système HyPES fonctionnant en situation d’exploitation réelle. Elle sera un support de marketing important pour Enairys, car elle servira de référence pour la commercialisation de ses systèmes de stockage d’énergie. Ce projet pilote contribue également à accroître la crédibilité de notre solution auprès de clients potentiels et d’investisseurs privés. D’autres projets pilotes sont ainsi déjà en cours de discussion, qui permettront de valider notre technologie dans d’autres types d’application.
Perspectives De belles perspectives s’ouvrent devant nous dans ce nouveau contexte marqué par la décision du conseil fédéral de sortir du nucléaire. Les énergies renouvelables étant appelées prendre une part importante dans le mix énergétique, le rôle du stockage se verra renforcé et valorisé davantage. Notre objectif post-pilote est de poursuivre notre collaboration avec la Société Mont-Soleil et FMB pour développer et tester à terme sur le site de Mont-Soleil, des systèmes HyPES de grande puissance pour les applications réseaux. Le site de Mont-Soleil s’avère en effet bien approprié pour le test de tels systèmes du fait de la concentration de sources photovoltaïques et éoliennes. Enairys met donc tout en œuvre pour assurer la réalisation et la réussite du projet pilote dans les delais convenus. Nous espérons ainsi pouvoir vous présenter ici à la prochaine assemblée générale en Juin 2012 l’installation pilote et les résultats des premiers mois de fonctionnement.
