Le stockage d’énergie ne se résume pas aux batteries lithium-ion. Des technologies alternatives — sels fondus, air comprimé, stockage gravitaire — promettent de stocker l’électricité sur de longues durées, de plusieurs heures à plusieurs jours. Un complément indispensable aux BESS pour garantir la stabilité du réseau.
Les limites du lithium-ion pour le stockage longue durée
Les batteries lithium-ion, qui dominent le marché du stockage stationnaire, sont optimisées pour des cycles de 1 à 4 heures. Elles excellent dans le lissage de la production solaire, la régulation de fréquence et les services réseau de court terme. Mais pour stocker l’énergie sur des durées supérieures — de 8 heures à plusieurs jours —, le coût du lithium-ion devient prohibitif : il faut tout simplement multiplier le nombre de cellules, avec un coût proportionnel.
Or, les scénarios de RTE pour les Futurs Énergétiques 2050 montrent que le réseau français aura besoin de stockage inter-journalier et intersaisonnier pour compenser les périodes de faible production éolienne et solaire. Les STEP (stations de transfert d’énergie par pompage) remplissent déjà ce rôle, mais les sites géographiques adaptés sont limités. D’où l’intérêt croissant pour les alternatives.
Sels fondus : la chaleur comme batterie
Le stockage par sels fondus consiste à chauffer un mélange de sels (typiquement nitrate de sodium et nitrate de potassium) à des températures de 300 à 565 °C, puis à utiliser cette chaleur pour produire de la vapeur et entraîner une turbine lorsqu’on a besoin d’électricité. La technologie est éprouvée dans les centrales solaires à concentration (CSP) comme celles de Gemasolar en Espagne ou Noor III au Maroc.
Plusieurs startups adaptent cette technologie au réseau électrique. Le principe : utiliser l’électricité excédentaire (nucléaire la nuit, éolien en période de vent fort) pour chauffer les sels, puis restituer l’énergie sous forme d’électricité ou de chaleur industrielle. L’avantage est le coût de stockage très faible : les sels sont des matériaux abondants et bon marché, et les cuves peuvent stocker l’énergie pendant des jours sans pertes significatives.
En France, la startup Eco-Tech Ceram, basée à Perpignan, développe un système de stockage thermique modulaire à base de céramiques, ciblant les industriels qui ont besoin de chaleur haute température. Le marché du stockage thermique industriel est estimé à plusieurs milliards d’euros en Europe d’ici 2030.
CAES : stocker l’énergie dans l’air comprimé
Le stockage par air comprimé (CAES — Compressed Air Energy Storage) utilise l’électricité excédentaire pour comprimer de l’air dans des cavités souterraines (cavernes de sel, anciennes mines). Lorsque la demande augmente, l’air comprimé est relâché et détendu dans une turbine qui produit de l’électricité.
Deux installations CAES fonctionnent depuis des décennies : Huntorf en Allemagne (290 MW, 1978) et McIntosh aux États-Unis (110 MW, 1991). Ces systèmes « diabatiques » brûlent du gaz naturel pour réchauffer l’air à la détente, ce qui limite leur intérêt environnemental. La nouvelle génération, dite « adiabatique » (A-CAES), récupère la chaleur de compression pour la restituer à la détente, éliminant le besoin de gaz.
La France dispose d’un potentiel géologique significatif pour le CAES, notamment dans les dômes de sel du bassin aquitain et du nord. Storengy (filiale d’Engie), qui exploite déjà des cavités salines pour le stockage de gaz naturel, étudie leur reconversion pour le CAES et le stockage d’hydrogène.
Stockage gravitaire : l’énergie de la pesanteur
Le stockage gravitaire reprend le principe des STEP — monter un poids en altitude et le laisser redescendre pour produire de l’électricité — mais sans avoir besoin d’eau ni de montagne. La startup suisse Energy Vault empile des blocs de béton de 35 tonnes à l’aide de grues automatisées, puis les laisse redescendre pour entraîner des générateurs. Son premier système commercial (25 MW / 100 MWh) a été installé en Chine en 2023.
D’autres concepts existent : des poids suspendus dans des puits de mine désaffectés (Gravitricity, Écosse), des trains chargés de gravier montant et descendant des pentes (Advanced Rail Energy Storage, États-Unis), ou des cylindres de sable soulevés par des vérins hydrauliques. Ces technologies en sont encore au stade de démonstration, mais elles présentent l’avantage de ne nécessiter aucune matière première rare et d’avoir une durée de vie de 30 à 50 ans.
Quelle place dans le mix de flexibilités ?
Selon la CRE et l’EASE, le stockage longue durée représentera un marché de plusieurs dizaines de GWh en Europe d’ici 2030. Le guide BESS de Pilotable détaille les complémentarités entre les différentes technologies : lithium-ion pour le court terme (1-4h), sels fondus et CAES pour le moyen terme (4-24h), hydrogène et STEP pour le long terme (jours à semaines).
Le défi pour ces technologies alternatives est de franchir la « vallée de la mort » entre le prototype et le déploiement commercial. Les batteries lithium-ion ont bénéficié de l’effet d’échelle du véhicule électrique. Les sels fondus, le CAES et le gravitaire devront trouver leurs propres marchés d’amorçage pour enclencher la spirale vertueuse de la baisse des coûts.
Ce qu’il faut retenir
- Les sels fondus, l’air comprimé (CAES) et le stockage gravitaire offrent du stockage de 4 heures à plusieurs jours.
- Ces technologies utilisent des matériaux abondants et bon marché, avec des durées de vie de 30 à 50 ans.
- La France dispose d’un potentiel géologique significatif pour le CAES dans ses dômes de sel.
- Le stockage longue durée est indispensable pour compléter les batteries lithium-ion et les STEP.
