Enjeux du stockage de l énergie

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1 Enjeux du stockage de l énergie S. PINCEMIN Doc/Ing Etudes & Recherche - Pôle Energies Renouvelables CleanTuesday -Nice 7 juin 2011

2 Plan de la présentation 1- Le CSTB en bref 2- Le contexte énergétique 3- Pourquoi stocker? 4- Comment stocker? 2

3 Le CSTB en bref EPIC : Etablissement Public à Caractère Industriel Commercial Ministre du Logement et du ministre de l'ecologie, de l Énergie, du Développement durable et de la Mer (Direction de l Habitat, de l Urbanisme et des Paysages). Institut Carnot 800 personnes, 8 départements - Recherche et ingénierie innovant - Evaluation de la qualité - Diffusion du savoir Recherche & Développement - Du quartier à la ville durable - Bâtiment durable - Maîtrise des risques - Simulation et outils numériques - Mutation de la filière construction 3

4 Le pôle EnR Solaire thermique Micro éolien Production centralisée Photovoltaïque Géothermie Production décentralisée Et Stockage d énergie 4

5 Le pôle EnR Amélioration des connaissances Acquérir de nouveaux savoirs et contribuer à l évaluation des performances des composants et systèmes de production et de stockage d énergie décentralisée) - Conception / dimensionnement / gestion - Evaluation des performances réelles Aide à l innovation Aider les industriels et les PME à concevoir et expérimenter de nouveaux concepts ou de nouveaux systèmes de production et de stockage d énergie décentralisée Solaire thermique Micro éolien Assistance aux décideurs (pouvoirs publics, collectivités territoriales, maîtres d ouvrage) dans la mise en place des politiques de maîtrise de l énergie Diffusion des connaissances Photovoltaïque Géothermie Production décentralisée Et Stockage d énergie 5

6 Contexte Evolution des bâtiments et des quartiers ??? BBC Privé et public BePos Privé et public Quartier à énergie positive EnR et GES, Energies fossiles Maîtrise de la consommation et économie d énergie Fina l e ne rgy consum ption [M te p] ( ) Agriculture, ( ) Sidérurgie, ( ) Industrie, ( ) Transport, ( ) bâtiment tertiaire et résidentiel En 2009 : consommation globale de 2,1% MAIS résidentiel Years 6

7 Contexte Analyse de la consommation électrique 3000 Remodece European project(2007) Consumption [kwh/an] Eclairage + Electricité spécifique 50% Cuisson 7% Chauffage électrique 30% ECS 13% RTE ( ) Télévision, ( ) Lave linge, ( ) Info, ( ) Cuisine, ( ) Eclairage, ( ) Lave vaisselle, ( )Rafraichissement Les efforts réalisés sont atténués par les nouveaux usages Electricité spécifique = 50 % des besoins des bâtiments 7

8 Pourquoi stocker? Accroissement de la part renouvelable dans le mix énergétique EnR sans stockage Source renouvelable fluctuante OK si faible contribution (île / 30%) Problème si contribution importante Conséquences directes Energies fossiles CO 2 diminution de l impact environnemental 710/06/2011 juin ESE POLE ENERGIE RENOUVELABLE 8 8

9 Pourquoi stocker? Accroissement de la part renouvelable dans le mix énergétique EnR sans stockage Source renouvelable fluctuante OK si faible contribution (île / 30%) Problème si contribution importante Conséquences directes Energies fossiles CO 2 diminution de l impact environnemental Solution partielle Gestion «active» du bâtiment et optimisation de l énergie THERMIQUE ET ELECTRIQUE Révolution conceptuelle qui touche à la fois le côté production et consommation du quartier ou de l îlot ou du bâtiment Consommée: gestion intelligente ou SMARTGRID Produite: EnR, Stockage, équipements, véhicules 9 10/06/2011 9

10 Pourquoi stocker? Accroissement de la part renouvelable dans le mix énergétique EnR sans stockage Source renouvelable fluctuante OK si faible contribution (île / 30%) Problème si contribution importante EnR avec Stockage Déphasage possible prod/conso Gestion des intermittences de la source Puissance garantie Lissage des pics de consommation /EnR Sécurisation de l approvisionnement Services réseau Autoconsommation Solution partielle Solution complète à développer Obstacles à lever: Nombreuses possibilités de gestion Multiplicité des scénarii Modèle économique, problématique environnental, sécurité Localisation ou positionnement du stockage Selon les technologies, pas de réglementation spécifique pour l intégration (manque de visibilité) 10 10/06/

11 Comment stocker? Stockage thermique Van Berkel 2000 IEA 32 June

12 Comment stocker? Stockage thermique Chaleur sensible Chaleur latente Nodule PCM (cristopia) Micronal (BASF) Energain (Dupont) Réaction thermochimique 12

13 Comment stocker? Stockage électrique Comparaison pour une intégration dans le bâtiment résidentiel IEA Task 42: 3 jours 30 kwh électricité , Mass (kg) Volume (m3) /(kw h.cycle) 10 0,1 0,01 1 0,01 0,001 NiCd NiMH Lead Li-ion fuel cell Supercapacitor Flywheel NiCd NiMH Lead Li-ion fuel cell Supercapacitor Flywheel NiCd NiMH Lead Li-ion Fuel cell Supercapacitor Flywheel Masse Volume Coût global par cycle 13

14 Comment stocker? Stockage électrique volant à inertie Pile à combustible Batterie Système Solion solution intégrée 14

15 Analogie thermique électrique 3-5 m² m² PRODUCTION STOCKAGE 2300 kwh/an CONSOMMATION Stockage 2000 kwh/an CESI Chauffe eau solaire individuel SESI Stockage électrique solaire individuel 15

16 Conclusions Multiples solutions de stockage : thermique & électrique Levier technologique essentiel pour atteindre les objectifs de BePos voire de quartier à énergie positive Problématiques Technique: Développement de systèmes ou procédés Gestion : Gestion du système de stockage nécessaire pour optimiser le fonctionnement (en lien avec les smartgrid) Economique : Surcoût acceptable selon le scenarii de gestion Intégration : Bâtiment? Ilot? Quartier? Mutualisation? 16

17 Merci pour votre attention Sandrine Pincemin Pôle Energies Renouvelables / Stockage d'énergie 290, route des Lucioles - BP Sophia Antipolis cedex Tél : (33)

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