La gravité pourrait résoudre le seul inconvénient majeur de l'énergie propre

Nov 01, 2023

Matt Reynolds

Dans une vallée suisse, une grue à bras multiples inhabituelle soulève dans les airs deux blocs de béton de 35 tonnes. Les blocs progressent délicatement sur le cadre en acier bleu de la grue, où ils sont suspendus de chaque côté d'un bras horizontal de 66 mètres de large. Il y a trois bras au total, chacun abritant les câbles, les treuils et les crochets de saisie nécessaires pour hisser une autre paire de blocs dans le ciel, donnant à l'appareil l'apparence d'un insecte métallique géant soulevant et empilant des briques avec des toiles d'acier. Bien que la tour mesure 75 mètres de haut, elle est facilement éclipsée par les flancs boisés des Alpes lépontines du sud de la Suisse, qui s'élèvent du fond de la vallée dans toutes les directions.

Trente mètres. Trente cinq. Quarante. Les blocs de béton sont lentement hissés vers le haut par des moteurs alimentés par l'électricité du réseau électrique suisse. Pendant quelques secondes, ils restent suspendus dans l'air chaud de septembre, puis les câbles d'acier qui maintiennent les blocs commencent à se dérouler et ils entament leur lente descente pour rejoindre les quelques dizaines de blocs similaires empilés au pied de la tour. C’est pour ce moment que cette danse élaborée d’acier et de béton a été conçue. À mesure que chaque bloc descend, les moteurs qui soulèvent les blocs commencent à tourner en sens inverse, générant de l'électricité qui passe à travers les câbles épais qui descendent sur le côté de la grue et se dirigent vers le réseau électrique. Dans les 30 secondes pendant lesquelles les blocs descendent, chacun génère environ un mégawatt d'électricité : de quoi alimenter environ 1 000 foyers.

Cette tour est un prototype de la société suisse Energy Vault, l'une des nombreuses startups qui trouvent de nouvelles façons d'utiliser la gravité pour produire de l'électricité. Une version grandeur nature de la tour pourrait contenir 7 000 briques et fournir suffisamment d’électricité pour alimenter plusieurs milliers de foyers pendant huit heures. Stocker l'énergie de cette manière pourrait aider à résoudre le plus gros problème auquel est confrontée la transition vers l'électricité renouvelable : trouver un moyen zéro carbone de garder les lumières allumées lorsque le vent ne souffle pas et que le soleil ne brille pas. « Le plus grand obstacle que nous rencontrons est d'obtenir un stockage à faible coût », déclare Robert Piconi, PDG et cofondateur d'Energy Vault.

Sans un moyen de décarboner l'approvisionnement mondial en électricité, nous n'atteindrons jamais zéro émission nette de gaz à effet de serre d'ici 2050. La production d'électricité et de chaleur représente un quart de toutes les émissions mondiales et, puisque presque toutes les activités que vous pouvez imaginer nécessitent de l'électricité, le nettoyage les réseaux électriques ont d’énormes répercussions. Si notre électricité devient plus verte, nos maisons, nos industries et nos systèmes de transport aussi. Cela deviendra encore plus critique à mesure que de plus en plus de domaines de nos vies seront électrifiés, en particulier le chauffage et les transports, qu’il sera difficile de décarboner autrement. L'ensemble de cette électrification devrait permettre de doubler la production d'électricité d'ici 2050 selon l'Agence internationale de l'énergie atomique. Mais sans un moyen simple de stocker de grandes quantités d’énergie et de la restituer lorsque nous en avons besoin, nous ne pourrons jamais nous débarrasser de notre dépendance à l’égard de centrales électriques sales et polluantes alimentées à partir de combustibles fossiles.

C’est là qu’intervient le stockage d’énergie par gravité. Les partisans de cette technologie affirment que la gravité constitue une solution intéressante au problème du stockage. Plutôt que de compter sur des batteries lithium-ion, qui se dégradent avec le temps et nécessitent des métaux de terres rares qui doivent être extraits du sol, Piconi et ses collègues affirment que les systèmes gravitaires pourraient fournir une réserve d'énergie bon marché, abondante et durable. que nous négligeons actuellement. Mais pour le prouver, ils devront construire une toute nouvelle façon de stocker l’électricité, puis convaincre une industrie qui mise déjà sur les batteries lithium-ion que l’avenir du stockage implique des poids extrêmement lourds tombant de grandes hauteurs.

Angela Coupe-Eau

Max G. Lévy

Ngofeen Mputubwele

Andy Greenberg

Le site de test d'Energy Vault se trouve dans une petite ville appelée Arbedo-Castione au Tessin, le plus méridional des 26 cantons de Suisse et le seul où la seule langue officielle est l'italien. Les contreforts des Alpes suisses constituent un endroit idéal pour une start-up de stockage d'énergie par gravité : à quelques minutes en voiture à l'est des bureaux d'Energy Vault vous mènera au barrage de Contra, un édifice en béton rendu célèbre dans la scène d'ouverture de GoldenEye, où James Bond saute à l'élastique. saute par-dessus la paroi du barrage, haute de 220 mètres, pour infiltrer une installation d'armes chimiques soviétique top-secrète. Juste au nord d'Arbedo-Castione, un autre barrage imposant bloque la haute vallée de Blenio, retenant les eaux du réservoir de Luzzone.