Pour réduire la part des combustibles fossiles et atteindre l’objectif fixé par l’Union européenne, à savoir réduire les émissions de GES d’au moins 55 % d’ici à 2030, nous devons développer des technologies innovantes pour stocker l’énergie. Concernant les centrales solaires thermodynamiques, l’énergie produite est généralement stockée dans des réservoirs contenant du sel fondu. Si ce dernier permet de conserver efficacement la chaleur, il présente une multitude d’inconvénients, dont le risque de solidification à basse température. Pour trouver une alternative aux sels fondus, des chercheurs de l’Université de Barcelone ont étudié des cendres volcaniques et ont conclu qu’elles peuvent être utilisées comme solutions de stockage d’énergie thermique.
Une meilleure résistance aux températures élevées
Pour réaliser leur étude, les chercheurs de l’Université de Barcelone ont prélevé des cendres rejetées par le volcan de la Cumbre Vieja à La Palma, dans les îles Canaries. Les cendres ont ensuite été chauffées jusqu’à 750 °C et refroidies à 250 °C de nombreuses fois (environ 1 000 cycles). Suite aux tests, ils ont découvert que les cendres volcaniques peuvent efficacement résister à une température de 750 °C. Ce qui est d’approximativement 250 °C supérieur à la température maximale pouvant être supportée par les sels fondus. Ils ont également remarqué qu’elles ont une excellente conductivité thermique, et sont à la fois physiquement et chimiquement stables. En effet, d’après les scientifiques qui ont réalisé l’étude, les cendres volcaniques n’ont présenté qu’un gain de masse de 0,54 % suite à l’oxydation qu’elles ont subi durant les tests.
Une solution de stockage qui présente peu d’inconvénients
Hormis leur capacité à résister à de fortes températures et leur côté physiquement et chimiquement stable, les cendres volcaniques ne présentent aucun des inconvénients des sels fondus. Premièrement, elles ne changent pas d’état et peuvent toujours être utilisées à de faibles températures. D’autre part, elles ne sont pas corrosives et n’ont donc aucun impact négatif sur la durée de vie des installations. Selon des informations publiées sur le site de Wattco, les sels fondus peuvent se solidifier en dessous de 220 °C et devenir corrosifs à partir de 600 °C. En mars 2023, la centrale solaire thermodynamique Noor III, située dans la province de Ouarzazate au Maroc, a subi une fuite au niveau de son réservoir de stockage d’énergie utilisant des sels fondus. Les pertes liées à cette panne ont été évaluées à plus de 43 millions d’euros.
Des matériaux pouvant être associés aux sels fondus
Bien que les cendres puissent être utilisées sans être mélangées à d’autres matériaux, il est possible de les associer aux sels fondus pour réduire les effets corrosifs de ces derniers et les risques de solidification. Par ailleurs, elles peuvent être intégrées dans la construction des récepteurs des centrales solaires thermodynamiques et contribuer à l’optimisation de leur rendement. À noter que les cendres volcaniques sont disponibles en grande quantité dans le monde et constituent des solutions à la fois économiques et faciles à mettre en œuvre pour le stockage de chaleur dans les CSP. Sur l’île de La Palma, la zone située autour du volcan de la Cumbre Vieja est recouverte par environ 200 millions de mètres cubes de roches magmatiques et de cendres, soit l’équivalent de 80 000 piscines olympiques. Plus d’informations : sciencedirect.com. Pensez-vous que cette technologie est viable ? Je vous invite à partager votre avis, vos remarques ou nous signaler une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .