Energy Dome, une start-up italienne spécialisée dans les technologies énergétiques, propose un dôme géant rempli de CO2 pour le stockage des excédents d’énergie renouvelable en Sardaigne, en Italie. Lorsque les conditions météorologiques sont optimales, les éoliennes et les panneaux solaires notamment produisent un important excédent d’énergie, en grande partie inexploité. L’énergie stockée dans le dôme serait restituée au réseau électrique local en cas de besoin.
En vue des efforts mondiaux de transition énergétique, l’énergie solaire et éolienne sont des sources d’énergie en plein essor. Cependant, la production de ces énergies dépend fortement des conditions météorologiques et du cycle jour-nuit. D’un autre côté, lorsque les conditions météorologiques sont optimales (journées ensoleillées et venteuses), les réseaux sont souvent confrontés à une production excédentaire. Ces fluctuations créent un important déséquilibre entre l’offre et la demande.
Par exemple, « en Sardaigne, pendant la journée, tout le monde va à la mer. Ils ne consomment [donc] pas d’électricité, alors que l’offre est abondante », explique au New York Times Claudio Spadacini, directeur général d’Energy Dome, en faisant référence à l’excellent taux d’ensoleillement de l’île. Or, cette production excédentaire ne peut pas être stockée efficacement avec les technologies actuelles, ce qui entraîne parfois un gaspillage substantiel.
Afin d’y remédier, différentes techniques de stockage ont été proposées, telles que les batteries hydroélectriques par pompage et les réseaux de batteries lithium-ion. Pour stocker de l’énergie excédentaire, les premières pompent l’eau d’un réservoir en aval vers un autre installé en amont. Cette énergie est réinjectée dans le réseau électrique lorsque la demande est élevée, en turbinant l’eau (descendante). La seconde s’appuie en revanche sur la migration des ions lithium pour stocker et libérer de l’électricité au besoin.
Cependant, ces techniques de stockage présentent des limites. Les batteries hydrauliques nécessitent de modifier des paysages pour créer les structures vallonnées essentielles aux réservoirs d’eau, sans compter le coût élevé des installations de pompage. D’un autre côté, le lithium est une ressource limitée et son extraction engendre d’importants impacts environnementaux.
Energy Dome propose de surmonter ces défis avec sa nouvelle « batterie au CO2 », qui devrait être installée en Sardaigne plus tard cette année. En capturant le CO2 et en le stockant dans une structure étanche en forme de dôme, l’alternative serait à la fois plus durable et plus efficace pour stocker l’énergie verte que celles précédemment proposées.
Un coût énergétique de 200 dollars le kilowattheure
Pour la batterie de stockage, Energy Dome a choisi le CO2 en raison de ses propriétés physiques. Lorsqu’il est comprimé à une pression suffisamment élevée, il devient liquide. En comparaison, l’air ne peut devenir liquide qu’en étant comprimé et amené à très basse température. De plus, le CO2 liquide peut être stocké dans de petits réservoirs en acier placés à proximité des sites de production d’énergie renouvelable.
Le dôme géant d’Energy Dome peut stocker à basse pression jusqu’à 1000 tonnes de CO2 gazeux à l’aide d’une membrane interne flexible. Lorsque de l’électricité excédentaire est disponible, le gaz est acheminé automatiquement vers un compresseur à haute pression pour être converti en liquide. Ce processus génère de la chaleur, qui est transférée dans des blocs de béton. Puis, lorsque la demande en électricité augmente et que l’énergie accumulée doit être utilisée, la chaleur stockée chauffe à nouveau le CO2, dont la décompression fait tourner une turbine, générant ainsi de l’électricité pouvant être réinjectée dans le réseau.
Selon Spadacini, l’installation devrait s’étendre sur environ 5 à 10 hectares, soit l’équivalent de la superficie occupée par une ferme solaire de 3 à 4 mégawatts. En outre, le site pourra fournir une capacité de stockage de 20 mégawatts pendant 8 à 24 heures consécutives, ce qui est idéal pour un stockage quotidien. Son coût de construction serait comparable à celui d’un réseau de batteries lithium-ion de capacité équivalente. L’énergie fournie s’élèverait, quant à elle, à environ 200 dollars le kilowattheure, contre 300 dollars pour les systèmes lithium-ion actuels. À terme, l’entreprise prévoit de réduire les coûts jusqu’à 100 dollars le kilowattheure.
Toutefois, des experts estiment que cette alternative se heurte à un défi technique de taille, incluant notamment le maintien en fonctionnement des échangeurs de chaleur pendant plusieurs décennies. La nouvelle batterie pourrait également avoir du mal à concurrencer celles traditionnelles en raison de la baisse du coût de ces dernières.
Néanmoins, l’entreprise affirme avoir déjà reçu de nombreuses demandes de services publics et privés de production d’énergie éolienne et solaire. L’un d’entre eux a signé un accord pour exploiter la technologie au cours des 10 prochaines années. Par ailleurs, la start-up a obtenu un soutien financier de Breakthrough Energy Catalyst, le fonds d’investissement axé sur le climat de Bill Gates, et de la Banque européenne d’investissement.
Vidéo de présentation du module de stockage énergétique d’Energy Dome :