Comment décarboner le bâtiment grâce au stockage de l’énergie ?

Ce stockage concerne plusieurs types d’énergie, à commencer par l’énergie thermique, qui est surtout destinée au chauffage et à la climatisation des bâtiments, en faisant appel à différentes technologies et solutions.

En plus des solutions simples et courantes – par exemple le ballon d’eau chaude – d’autres formes de stockage peuvent être mises en œuvre : dans le sol (sous forme de réservoir d’eau chaude ou glacée, pour une grande quantité d’énergie stockée à long terme) ; en recourant à des matériaux à changement de phase (MCP) pour un besoin à la journée (stockage thermique latent) ; ou encore grâce au stockage thermochimique (via déshydratation puis réhydratation de sel, par exemple) si l’on a besoin d’une grande concentration d’énergie.

On peut aussi stocker de l’énergie électrique, ce qui est plus complexe du fait de l’impossibilité de stocker cette énergie sans transformation.

À l’échelle d’un bâtiment ou d’un quartier, la technologie utilisée est surtout appliquée aujourd’hui à un stockage court (à l’échelle de la minute ou de quelques heures) et de type électro­chimique en utilisant des batteries lithium-ion (Li-ion), notamment parce qu’elles associent une densité de stockage élevée, un très bon rendement (près de 90 %), une disponibilité de l’énergie pour tous les usages, et des cycles de charge-décharge importants (huit fois plus que pour le plomb).

Cependant, le développement de ces solutions se heurte aujourd’hui à des limites. Pour le stockage thermique, l’eau chaude pourrait être la vraie énergie de demain, mais des solutions viables économiquement font défaut. En ce qui concerne le stockage de l’énergie électrique, le développement des batteries lithium-ion dans le bâtiment devra prendre en compte la maîtrise de leur impact environnemental et leur filière de recyclage.

Enfin, on peut envisager de transformer les surplus de production électrique, issus d’énergies renouvelables comme le photovoltaïque ou l’éolien, en hydrogène, via un électrolyseur, et de stocker cet hydrogène pour générer à nouveau de l’électricité, en utilisant une pile à combustible.

Cependant, il y a des freins à cette solution, notamment son rendement, de l’ordre de 50 % contre 90 % pour un stockage sur batterie, et le fait que l’hydrogène nécessite des réservoirs cryogéniques pour le conserver à -253 °C, ce qui demande une quantité d’énergie considérable. Quoi qu’il en soit, l’amélioration des technologies couplée à un cadre adapté (juridique, marché et régulation) pourrait avoir un fort impact sur la rentabilité et donc le développement du stockage d’énergies dans les bâtiments.