Comment l'air liquide pourrait résoudre l'énigme énergétique du Royaume-Uni

Highview Power pense avoir la solution pionnière pour l'énergie renouvelable intermittente

Chaque année, la Grande-Bretagne ajoute des milliers de mégawatts d'énergie renouvelable à son bouquet énergétique alors qu'elle s'efforce d'atteindre son objectif de zéro émission nette de carbone d'ici 2030.

Mais à mesure que la proportion d'énergie éolienne, solaire et marémotrice augmente, le problème persistant de l'énergie intermittente augmente également.

Une solution consiste à surproduire de l'électricité les jours venteux et ensoleillés et à la réinjecter dans le réseau en cas d'accalmie des énergies renouvelables. Mais comment?

Highview Power, basée à Londres, pense avoir une solution : utiliser de l'air liquide cryogénique pour stocker l'électricité jusqu'à ce qu'elle soit nécessaire.

La technologie pionnière fonctionne en comprimant l'air dans un liquide, puis en le refroidissant à près de moins 200°C.

L'air liquide est stocké dans un réservoir isolé à basse pression, qui sert de réservoir d'énergie. Lorsque de l'énergie est nécessaire, l'air liquide est extrait du réservoir et pompé à haute pression.

La chaleur stockée du liquéfacteur d'air est appliquée à l'air liquide via des échangeurs de chaleur et un fluide caloporteur intermédiaire. Cela produit un gaz à haute pression, qui est ensuite utilisé pour entraîner une turbine et produire de l'électricité.

Le directeur général Rupert Pearce affirme que la perte d'énergie au cours du processus est d'environ 50%, mais qu'une grande partie des déchets provient de la chaleur qui peut être récupérée, ce qui porte son potentiel à environ 70%.

"Cela va faire une énorme différence dans le coût de l'énergie pour les consommateurs, car, bien sûr, nos énergies renouvelables souveraines locales sont beaucoup, beaucoup moins chères que toute autre forme de production", dit-il.

La société prévoit maintenant de lever 400 millions de livres sterling pour construire la première usine de stockage d'énergie liquide à air liquide à l'échelle commerciale près de Manchester d'ici la fin de 2024.

Les composants de la centrale seront en grande partie en acier, ce qui signifie moins de demande de matériaux dangereux ou rares, tels que ceux utilisés dans les solutions nucléaires ou alimentées par batterie. Si la plante fuit, elle fuira de l'air. Et malgré les énormes variations de température, les exigences d'entretien sont faibles, dit Pearce.

Encore faut-il gagner de l'argent. Pearce estime que 3,5 térawattheures d'énergie, suffisamment pour alimenter la ville de Liverpool, seront gaspillées en 2022 car le réseau ne peut pas gérer l'excès d'énergie éolienne.

Lorsque cela se produit, les parcs éoliens sont payés pour ne pas fonctionner. Grâce à la technologie de Highview, cette puissance excédentaire peut être stockée. Highview sera plutôt payé pour remplir ses réservoirs car cela reviendra moins cher que de payer les parcs éoliens.

Ensuite, lorsque la demande dépasse l'offre, elle peut allumer ses turbines et alimenter le réseau.

"Nous pouvons leur fournir une demande flexible, nous pouvons leur fournir un stockage à long terme, afin que nous puissions devenir une réserve stratégique pour le Royaume-Uni", dit-il.

L'usine de Highview à Carrington aura une capacité de 30 mégawatts et stockera 300 mégawattheures d'électricité.

La société a 200 brevets pour défendre sa technologie, dit Pearce, bien qu'il espère ne pas en avoir besoin.

"Je ne perds pas le sommeil face à la concurrence, simplement parce que l'opportunité de marché est si grande. Nous cherchions à mettre 10 milliards de livres sterling d'équipements sur le terrain rien qu'au Royaume-Uni, et nous représentons moins de 50% des besoins de stockage d'énergie du Royaume-Uni. ."

Pearce a rejoint Highview Power après 16 ans dans la société de satellites Inmarsat, qu'il a quittée lors de son rachat. Avant cela, il était associé du cabinet d'avocats Linklaters.

"Quand j'ai vu cette entreprise, j'ai été extrêmement enthousiasmé par sa promesse", dit-il.

La technologie est en concurrence avec l'hydroélectricité à stockage pompé, qui utilise l'énergie excédentaire pour pomper l'eau en amont, la libérant à travers des turbines pour produire de l'électricité.

Le défi est que vous avez besoin de deux lacs et de quelques montagnes pour que l'hydroélectricité pompée fonctionne, ce qui la rend inadaptée à une grande partie du monde, déclare le professeur Yulong Ding de l'Université de Birmingham, qui a inventé la technologie de stockage d'énergie à air liquide commercialisée par Highview.

"Vous pouvez stocker beaucoup plus d'énergie dans un volume ou un poids donné par rapport à l'hydroélectricité pompée", explique le professeur Ding. Il y a aussi très peu de fuites, peut-être moins de 0,1 pc par jour, dit-il. Comme pour l'hydroélectricité, un préavis de quelques minutes est nécessaire pour démarrer la production, tandis que le réseau doit être alimenté en quelques millisecondes.

C'est une lacune qui pourrait être comblée par des batteries, bien que Highview espère utiliser des supercondensateurs et un stockage par volant d'inertie pour fournir de l'énergie dans l'intervalle.

L'hydrogène est un autre concurrent, mais le stocker à moindre coût est encore loin, dit Pearce.

Jusqu'à présent, la société a reçu 10 millions de livres sterling du gouvernement pour construire son usine de Carrington grâce au succès d'un prototype à Pilsworth.

Mais lever le reste de l'argent est un défi, dit Pearce.

"C'est très difficile pour deux raisons. La première est qu'il s'agit d'une nouvelle technologie", qui tend à augmenter le prix du capital.

L'autre raison est que les investisseurs en infrastructure préfèrent des accords de prélèvement fiables à long terme, avec un revenu prévisible, dit-il, bien qu'il pense qu'il sera possible de gagner des investisseurs une fois la prochaine usine construite.

"Au fur et à mesure que notre produit mûrit, le premier est construit, nous montrerons qu'il fonctionnera. Le premier est construit pour générer des revenus et nous montrons que le modèle de marché fonctionne", dit-il.

Une fois que cela se produira, Pearce espère lever 10 milliards de livres sterling pour construire plus d'usines au Royaume-Uni dans le cadre d'un marché plus large du stockage de l'énergie qui pourrait valoir 4 billions de dollars.

Les zones cibles au Royaume-Uni comprennent Humberside, près de l'endroit où les câbles électriques des éoliennes offshore touchent terre, et l'Australie, qui souffre des prix élevés du gaz et des centrales au charbon défaillantes.

Le besoin est grandissant. Les réseaux électriques du monde entier sont responsables d'environ un tiers des émissions mondiales, dit-il, faisant de la transition dans nos réseaux électriques "absolument cruciale pour faire un poing décent pour réduire les impacts du changement climatique".

"Bien que la mise en œuvre du stockage soit évidemment un coût, les coûts de mélange seront toujours nettement inférieurs à ce que les consommateurs et les entreprises paient pour l'énergie aujourd'hui. Il y a donc une réelle opportunité ici", a déclaré Pearce.