Stockage d’énergie, vers une gigantesque batterie de sable en Finlande

publié le 28/03/2024 à 08h05 | mis à jour le 28/03/2024 à 08h05 | par Johann Sonneck

Un système de stockage thermique à base de sable et à l’échelle industrielle en construction en Finlande

Une énorme batterie de sable. Voilà ce qui devrait être opérationnel d’ici 2025 en Finlande, pour le plus important dispositif de ce genre au monde.

Il s’agit en fait d’un projet révolutionnaire qui se déroule dans le sud de ce pays du nord de l’Europe, dans le petit village de Pornainen. Le but est donc de bâtir une batterie thermique de 13 mètres de haut pour 15 mètres de large. Lorsque la construction et les essais seront terminés, d’ici environ 13 mois, celle-ci sera connectée au réseau de chauffage urbain de Pornainen.

En réalité, la moitié de l’énergie totale produite en Europe est utilisée par le secteur de la chaleur. 60 % proviennent d’ailleurs des énergies fossiles telles que le gaz naturel, le charbon, le pétrole ou le fioul. L’intérêt de ce projet finlandais est donc de favoriser la réduction :

• de la dépendance au pétrole des habitants de la commune ;
• des émissions de gaz à effet de serre (GES), à hauteur de 160 tonnes d’équivalents CO₂ par an. Au final, cette nouvelle source d’utilisation d’énergies renouvelables permettrait de diminuer d’environ 70 % l’empreinte carbone du secteur à Pornainen.

C’est l’entreprise Polar Night Energy qui est à l’origine de cette innovation technologique jugée prometteuse par beaucoup d’observateurs. Liisa Naskali est la directrice de l’exploitation de la société finlandaise. De ses mots, c’est un « système de stockage d’énergie thermique à grande échelle » qui est en train d’être construit, formant un projet « passionnant ». Celui-ci devrait aussi servir « d’usine de production primaire dans le réseau de chauffage urbain de Pornainen ».

Ce système est différent des solutions de stockage énergétique habituellement utilisées. Pour autant, son objectif est identique : stocker d’importantes quantités d’énergie éolienne et solaire. Un moyen pour :

• assurer l’équilibre du réseau ;
• répondre aux besoins de chaleur des habitants de ce village finlandais.

Une technologie simple à mettre en œuvre en faveur de la transition écologique

Le fonctionnement de ce système de stockage avec une batterie au sable correspond au principe du chauffage résistif. Le sable est stocké dans une tour :

• un courant électrique le traverse, provenant de l’excédent d’énergie issu de la production solaire ou éolienne. La batterie se recharge lors des heures creuses ou pendant les pics de production de renouvelables ;
• par friction, le courant qui passe à travers les grains de sable crée de la chaleur ;
• lorsque le sable atteint les 500 °C, il est capable de conserver cette chaleur pendant plusieurs mois. Elle est alors redistribuée au moment des pics de consommation et utilisée pour chauffer l’eau du réseau urbain.

Cette technologie n’en est en fait pas à son coup d’essai. Un dispositif similaire existe déjà depuis 2022 à Kankranpää, dans le sud-ouest de la Finlande. Il chauffe de manière efficace des logements comme des bureaux. La différence, c’est qu’à Pornainen, l’infrastructure mise en place aura une taille bien plus importante, pour une capacité d’énergie thermique multipliée par dix. Cette dernière s’élèvera à 100 mégawattheures (MWh).

Ce système a toutefois le défaut d’utiliser du sable de construction, extrait la plupart du temps des rivières et des lacs. Problème : cette utilisation perturbe bien souvent les écosystèmes qui s’y trouvent. Voilà pourquoi, pour réduire encore plus son impact environnemental, Polar Night Energy a opté pour une autre solution. Laquelle ? Se servir de stéatite broyée, c’est-à-dire de pierre ollaire concassée. Il s’agit d’un sous-produit employé pour la fabrication de cheminées à accumulation de chaleur, d’origine locale. En faisant ce choix de la revalorisation au lieu de recourir au sable de construction, l’entreprise finlandaise œuvre d’autant plus en faveur de la transition écologique. De plus, le matériau utilisé offre également une meilleure conductivité thermique.

L’ambition de Polar Night Energy ne se limite pas aux frontières nationales. Son but est d’exporter ce dispositif énergétique en Europe et au-delà afin d’en faire profiter les différents États de la planète. L’objectif de réduction des émissions carbone de l’Union européenne (UE) est de 90 % pour 2040. Dans ce contexte, cette technologie simple à mettre en place pourrait devenir une véritable solution d’avenir, vers la neutralité carbone sur le continent en 2050. Elle pourrait peut-être également être un moyen d’assurer la sécurité énergétique européenne face aux productions intermittentes et fluctuantes des renouvelables.

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