Des solutions suisses pour stocker l’énergie de demain

Le défi mondial consiste non seulement à produire davantage d'énergie à partir de sources renouvelables, mais aussi à pouvoir la stocker. Avec ses centrales hydroélectriques dans les Alpes et ses projets innovants, la Suisse contribue à la recherche de solutions pour un stockage efficace et durable de l'électricité.

Environ 30% de l’électricité produite dans le monde aujourd’hui provient du soleil, du vent, de l’eau et d’autres sources durables. Dans les années 2000, cette part était d’environ 20%. L’Agence internationale de l’énergie prévoit que d’ici 2050, près de 90% de l’électricité sera produite à partir de sources vertes.

La Suisse génère déjà la majeure partie de l’électricité qu’elle consomme à partir d’énergies renouvelables (75%). Ces dernières années, le photovoltaïque et, dans une moindre mesure, l’énergie éolienne ont connu une forte croissance. Les panneaux solaires poussent un peu partout dans le pays, y compris dans les endroits les plus improbables. Il existe même des projats visant à produire de l’énergie solaire le long des autoroutes.

Cependant, le soleil et le vent ne fournissent de l’électricité que par intermittence. La production peut dépasser la demande, surtout en été. L’un des principaux défis de la transition énergétique consiste donc à mettre au point des systèmes de stockage capables d’emmagasiner l’énergie excédentaire et de la restituer lorsqu’elle est nécessaire.

Des « batteries alpines » remplies d’eau

Les systèmes de pompage et de turbinage constituent la solution la plus efficace et la plus économique. Ils permettent de pomper l’eau en amont lorsqu’il y a surproduction d’énergie et de la renvoyer en aval pour produire de l’électricité lorsqu’il y a pénurie.

La Suisse compte une centaine de réservoirs pour la production hydroélectrique, dont une quinzaine sont équipés d’un système de pompage. Par rapport à d’autres pays alpins comme l’Autriche, l’Allemagne et l’Italie, les centrales suisses disposent généralement de bassins de rétention d’eau plus grands et sont donc en mesure de fonctionner sur de plus longues périodes, note l’Association des entreprises électriques suisses.

Une nouvelle centrale de pompage-turbinage, qui figure parmi les plus puissantes d’Europe, a été mise en service en juiller 2022 dans le canton du Valais. Elle permettra de compenser les fluctuations de l’énergie solaire et éolienne sur le continent européen.

Avec la disparition des glaciers alpins, la Suisse aura la possibilité de construire de nouveaux barrages et des lacs artificiels dans les montagnes. Cela augmentera la capacité de stockage d’énergie dans les Alpes, renforçant ainsi le rôle de la Confédération en tant que batterie électrique de l’Europe.

Générer de l’électricité avec la force de gravité

La start-up suisse Energy Vault suit le même principe que celui des centrales de pompage-turbinage. Au lieu de l’eau, elle utilise toutefois des blocs de béton. Lorsqu’il y a un surplus d’électricité verte, ces «briques» sont hissées les unes sur les autres pour former une tour de 120 mètres. Elles sont ensuite «lâchées» en utilisant la gravité pour produire de l’électricité. Le prototype construit au Tessin et décrit ci-dessous a déjà suscité l’intérêt à l’étranger.

Une première usine a été construite en Chine, près de Shanghai, alors qu’une seconde devrait entrer en fonction en 2024 à l’ouest de Dallas, aux États-Unis.

Mobilité sans émissions grâce à l’hydrogène

L’électricité excédentaire peut également être convertie en sources d’énergie liquides ou gazeuses. Les technologies dites «power-to-x» permettent d’utiliser, par exemple, l’électricité d’une centrale solaire ou d’un parc éolien pour produire de l’hydrogène, puis du méthane. Ces deux éléments peuvent être stockés pendant une longue période et utilisés comme combustibles.

La Suisse veut ouvrir la voie à une mobilité sans émissions de gaz à effet de serre en remplaçant les combustibles fossiles par de l’hydrogène vert. La première flotte mondiale de camions commerciaux fonctionnant à l’hydrogène est opérationnelle depuis 2020 et en juin 2023 a été inaugurée près de Berne la première station de recharge d’hydrogène sur le réseau autoroutier suisse.

Malgré son esprit d’innovation et d’entreprise, la Suisse est à la traîne dans la course à l’hydrogène renouvelable. Le pays n’a pas encore de stratégie nationale en matière d’hydrogène et, en l’absence d’un accord énergétique avec l’Union européenne, il risque de se retrouver isolé.

À la recherche de la batterie du futur

À l’avenir, des systèmes efficaces et rentables seront également nécessaires pour traiter de petites quantités d’énergie rapidement et avec le moins d’impact possible sur l’environnement. La Suisse participe à l’initiative de recherche européenne Batterie 2030, qui vise à améliorer la longévité et la densité d’énergie des batteries en lithium-ion classiques afin de réduire l’utilisation de métaux rares.

Corsin Battaglia, expert au Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche (Empa), explique le rôle de la Suisse: «Qu’il s’agisse des matériaux, de l’intégration des cellules et des packs, de l’électronique, des systèmes de gestion des batteries, du recyclage et de la mobilité ou du stockage, il existe en Suisse de nombreuses entreprises actives dans le domaine des batteries, voire des leaders mondiaux».