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Le défi du stockage d’énergie efficace et économique se pose comme un obstacle majeur à l’adoption généralisée des énergies renouvelables. Sage Geosystems apporte une innovation surprenante avec EarthStore, une méthode de stockage d’énergie qui utilise le potentiel de la géothermie et repousse les limites de l’efficacité énergétique à des niveaux sans précédent.
Du pétrole à l’énergie géothermique
Sage Geosystems conçoit une approche novatrice pour stocker l’énergie à faible coût, en utilisant la structure géologique souterraine comme une sorte de soufflet géant. Le procédé permet de pomper l’eau dans des fractures du sous-sol et de la récupérer avec un rendement de 70 %, qui peut monter jusqu’à 200 % si l’énergie thermique est également réutilisée.
Le système EarthStore de Sage Geosystems est inspiré d’une méthode d’extraction pétrolière connue sous le nom de « huff & puff ». Cette technique consiste à injecter un fluide à haute pression, généralement de la vapeur, dans un gisement de pétrole de schiste pour en faciliter l’extraction. Sage Geosystems a adapté cette technique pour créer un nouveau modèle de stockage d’énergie.
Plutôt que d’utiliser des fluides pour extraire du pétrole, la société utilise une boue de forage dense pour créer de minuscules fractures dans la roche de puits de pétrole abandonnés. Ensuite, l’eau est injectée pour maintenir ces fractures ouvertes. Cela permet de créer un soufflet géant au sein de la Terre qui peut stocker de l’énergie renouvelable excédentaire pendant les périodes de haute production.
Plus qu’une simple batterie
Lorsqu’il est nécessaire de récupérer de l’énergie stockée, une vanne est ouverte, permettant à l’eau de remonter à la surface en raison de la pression naturelle exercée par la Terre. Cette eau est ensuite acheminée à travers une turbine, générant de l’électricité. En effet, le même moteur électrique et la même pompe qui l’ont poussée vers le bas deviennent la turbine et le générateur qui récupèrent l’énergie lorsque le système fonctionne en sens inverse.
Les tests ont été menés par Sage au Texas sur un ancien puits de pétrole. Le processus a montré un rendement aller-retour entre 70 et 75 %. De plus, les pertes de fluide ont été minimes (1-2 %) et aucune activité sismique n’a été détectée.
Cependant, l’innovation ne s’arrête pas là. La Terre se réchauffe à mesure que l’on descend en profondeur, et il est relativement facile de s’enfoncer suffisamment pour atteindre des températures de 180-220 °C. La possibilité de récupérer également l’énergie thermique de la Terre peut donc faire grimper cette efficacité à près de 200 %. Ce qui peut être récupéré via un échangeur de chaleur pour augmenter encore le rendement énergétique.
Potentiel de mise à l’échelle
Selon Sage Geosystems, un seul puits EarthStore peut générer jusqu’à 3 mégawatts d’énergie, s’il est utilisé comme système de libération rapide en fonction de la charge, ou il peut libérer de l’énergie de manière plus mesurée pour fournir 18 heures d’électricité pendant la nuit lorsque l’énergie solaire n’est pas disponible.
De plus, en plaçant plusieurs de ces systèmes à proximité les uns des autres, il est possible de les regrouper pour qu’ils fonctionnent comme des moteurs à pression et à chaleur multicylindres. Placer 18 à 20 de ces systèmes sur un seul site pourrait permettre d’obtenir une centrale de stockage d’énergie renouvelable de 50 mégawatts qui produit effectivement deux fois l’énergie dépensée, d’après Sage.
Le plus impressionnant est que le coût de stockage nivelé (LCoS) d’EarthStore serait inférieur à celui des technologies de stockage existantes comme les batteries lithium-ion ou l’hydroélectricité pompée. Ceci le rend compétitif non seulement en matière de stockage mais aussi en tant qu’alternative pour la production d’énergie de pointe.
Initiatives d’investissement et perspectives futures
L’initiative a déjà attiré des investissements de la part des spécialistes du forage Nabors Industries et du fonds de capital-risque pour les technologies propres Virya. Avec un pilote réussi au Texas, Sage cherche à lever 30 millions de dollars supplémentaires pour la commercialisation et l’optimisation de son système.
Après six mois de programme pilote, les résultats sont prometteurs. Selon Cindy Taff, PDG de Sage Geosystems, cette technologie a le potentiel de « fournir une charge de base alternative fiable à un coût compétitif », ouvrant des opportunités dans des domaines aussi variés que les opérations minières isolées, les centres de données, et même pour combattre la pauvreté énergétique dans les régions éloignées.