Une équipe internationale de chercheurs a mis au point une nouvelle façon de stocker l’énergie en transportant du sable dans des mines souterraines abandonnées. La nouvelle technique, appelée Underground Gravity Energy Storage (UGES), propose une solution efficace de stockage d’énergie à long terme tout en utilisant des sites miniers aujourd’hui disparus.
Dans un article publié dans la revue Énergiesles scientifiques expliquent que l’UGES génère de l’électricité lorsque le prix est élevé en abaissant le sable dans une mine souterraine et en convertissant l’énergie potentielle du sable en électricité via un freinage régénératif, puis en élevant le sable de la mine vers un réservoir supérieur à l’aide de moteurs électriques pour stocker l’énergie quand l’électricité est bon marché.
Le freinage régénératif est un mécanisme de récupération d’énergie qui ralentit un véhicule ou un objet en mouvement, tel qu’un ascenseur, en convertissant son énergie cinétique en une forme qui peut être utilisée immédiatement ou stockée jusqu’à ce qu’elle soit nécessaire. En d’autres termes, le moteur de traction électrique utilise l’élan du véhicule pour récupérer l’énergie qui serait autrement perdue par les disques de frein sous forme de chaleur. Les ascenseurs à système de freinage régénératif sont déjà appliqués dans les nouveaux bâtiments à haute efficacité énergétique.
Sur la base de ce principe, les principaux composants de l’UGES sont un puits vertical, un moteur/générateur, des sites de stockage supérieur et inférieur et des équipements miniers. À l’aide de l’arbre et des moteurs/générateurs électriques, de grands volumes de sable sont soulevés et déversés. Plus le puits de mine est profond et large, plus la puissance peut être extraite de la centrale, et plus la mine est grande, plus la capacité de stockage d’énergie de la centrale est élevée.
« Quand une mine ferme, elle licencie des milliers de travailleurs. Cela dévaste les communautés qui dépendent uniquement de la mine pour leur production économique. L’UGES créerait quelques postes vacants car la mine fournirait des services de stockage d’énergie après l’arrêt des opérations », a déclaré Julian Hunt, auteur principal de l’étude et chercheur à l’Institut international d’analyse des systèmes appliqués, dans un communiqué de presse. « Les mines disposent déjà de l’infrastructure de base et sont connectées au réseau électrique, ce qui réduit considérablement les coûts et facilite la mise en œuvre des centrales UGES. »
Selon Hunt, d’autres méthodes de stockage d’énergie, comme les batteries, perdent de l’énergie par autodécharge sur de longues périodes. Le support de stockage d’énergie de l’UGES est le sable, ce qui signifie qu’il n’y a pas d’énergie perdue par autodécharge, permettant un stockage d’énergie ultra-longue durée allant de quelques semaines à plusieurs années.
Le chercheur a noté que les coûts d’investissement de l’UGES sont d’environ 1 à 10 USD/kWh et les coûts de capacité électrique de 2 USD/kW. On estime que la technologie a un potentiel mondial de 7 à 70 TWh, la majeure partie de ce potentiel étant concentrée en Chine, en Inde, en Russie et aux États-Unis.
« Pour décarboner l’économie, nous devons repenser le système énergétique en nous basant sur des solutions innovantes utilisant les ressources existantes. Transformer les mines abandonnées en stockage d’énergie est un exemple des nombreuses solutions qui existent autour de nous, et nous n’avons qu’à changer la façon dont nous les déployons », a déclaré le co-auteur de l’étude, Behnam Zakeri.
