Ces roches chaudes peuvent briller plus fort que le soleil. Elles pourraient également contribuer à la fin des combustibles fossiles.
Plus d'un million d'années plus tard, alors que l'humanité s'efforce de dépasser les combustibles fossiles à temps pour éviter l'effondrement du climat, cette idée simple fait un retour moderne - et les roches chaudes sont plus chaudes que jamais, au sens propre comme au sens figuré.
"Les roches dans la boîte sont actuellement à environ 1 600 degrés Celsius", explique Andrew Ponec, debout à côté d'une batterie thermique de la taille d'un petit immeuble. Cela représente près de 3 000 degrés Fahrenheit, "plus chaud que le point de fusion de l'acier", explique-t-il.
Mais ce qui rend sa boîte de pierres chauffées à blanc si importante, c'est qu'elles n'ont pas été chauffées en brûlant des tonnes de charbon ou de gaz, mais en captant la lumière du soleil grâce aux milliers de panneaux solaires photovoltaïques qui entourent son prototype à l'ouest de Fresno.
En cas de succès, M. Ponec et sa start-up Antora Energy pourraient faire partie d'un nouveau secteur de stockage de l'énergie de plusieurs milliards de dollars, qui utiliserait simplement le soleil ou le vent pour produire des boîtes de pierres suffisamment chaudes pour faire fonctionner les plus grandes usines du monde.
Les gens ont parfois l'impression de nous insulter en nous disant : "Hé, ça a l'air vraiment simple", s'amuse M. Ponec. Et nous répondons : "Non, c'est exactement ça".
La passion de M. Ponec pour les énergies propres a commencé lorsqu'il était un enfant curieux de l'école publique qui bricolait des panneaux photovoltaïques dans le garage de ses parents et qu'il a été incité à abandonner ses études à Stanford pour construire des centrales solaires à l'échelle du réseau.
Lorsqu'il est retourné à Stanford pour obtenir son diplôme, il s'est rendu compte que si le soleil et le vent sont parfaits pour recharger les batteries des voitures et des maisons, il est encore plus urgent d'assainir les sources de chaleur industrielle nécessaires à la fabrication de tout ce qui va des aliments pour bébés à l'acier. Et comme la demande d'énergie d'une usine est souvent 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, l'industrie lourde n'a pas encore profité de la chute des prix des énergies renouvelables.
"La plupart du temps, au milieu de la journée, en Californie, l'électricité sur le marché de gros est gratuite et parfois même à prix négatif, en raison de la grande quantité d'énergie solaire installée", a déclaré M. Ponec, "et nous constatons la même chose dans d'autres États avec l'énergie éolienne. Le problème est que vous ne pouvez pas fermer votre usine lorsque le soleil se cache derrière un nuage ou que le vent cesse de souffler, et c'est exactement le problème sur lequel nous nous sommes concentrés".
Si le mot "batterie" évoque très probablement le type de produit chimique que l'on trouve dans les voitures et les appareils électroniques en 2023, les roches chaudes stockent actuellement dix fois plus d'énergie que le lithium-ion dans le monde entier, grâce à une invention des années 1800 connue sous le nom de fourneaux Cowper. Souvent utilisées dans les fonderies, ces tours massives de briques empilées absorbent la chaleur perdue d'un haut fourneau jusqu'à ce qu'elle atteigne près de 3 000 degrés Fahrenheit, puis fournissent plus de 100 mégawatts d'énergie thermique pendant environ 20 minutes.
Le processus peut être répété 24 fois par jour pendant 30 ans. Antora fait partie des start-ups qui expérimentent différents types de roches dans des boîtes isolées ou du sel fondu dans des cylindres afin de trouver la combinaison la plus efficace.
"Le graphite nous a intrigués pour un certain nombre de raisons", explique M. Ponec. Le carbone bon marché et abondant que l'on trouve dans les crayons - et qui est également utilisé pour fondre l'aluminium et l'acier - peut contenir une telle quantité de chaleur qu'il brille plus fort que le soleil, a-t-il expliqué.
"L'élément clé que ces fours n'avaient pas, c'était un moyen d'évacuer la chaleur", a-t-il déclaré. "Nous avons ajouté des cavités, des espaces dans le carbone qui permettent à la lumière de s'échapper des profondeurs du système, ainsi que des portes isolées qui peuvent s'ouvrir et se fermer pour permettre à la lumière de s'échapper quand on le souhaite. À l'avenir, nous utiliserons cette lumière non seulement pour créer de la vapeur, mais aussi pour produire de la chaleur à des températures beaucoup plus élevées pour des industries telles que le ciment et l'acier.
Antora a réussi à lever 80 millions de dollars de capitaux d'amorçage auprès d'investisseurs tels que Bill Gates, mais son principal concurrent est une autre startup de la Bay Area, Rondo, qui utilise d'abondantes briques réfractaires, moins chères que le carbone en termes de poids, mais moins denses en énergie. Rondo a attiré encore plus de fonds qu'Antora et sa première batterie produit de l'énergie commerciale pour une usine d'éthanol en Californie.
"Nous avons fait une percée qui nous permet de chauffer les briques directement par infrarouge, une lumière invisible provenant d'éléments chauffants", a déclaré John O'Donnell, PDG de Rondo, à CNN. "Nous avons tout de suite su, grâce à des rapports d'ingénierie de tierces parties, que ce produit allait durer 100 ans.
Tesla a récemment prédit qu'un monde sans carbone aurait besoin de 240 térawattheures de stockage d'énergie, soit plus de 340 fois la quantité de stockage construite avec des batteries lithium-ion en 2022. M. O'Donnell prévoit que plus de la moitié de cette nouvelle capacité prendra la forme de batteries thermiques, simplement parce que les ingrédients bruts sont facilement disponibles.
En branchant leurs usines sur autant de batteries thermiques qu'ils en ont besoin, les fabricants n'auront pas à faire la queue pendant des années pour se raccorder au réseau et le mettre à niveau.
Compte tenu de ces considérations financières, la vieille expression "bête comme ses pieds" devra peut-être être révisée pour cette nouvelle révolution industrielle.
"Les technologies passionnantes sont excellentes si vous êtes un investisseur en capital-risque et mortelles si vous êtes un banquier", a déclaré M. O'Donnell. "Et ce sont les banquiers et les spécialistes du financement des infrastructures qui apprécient cette catégorie de technologies. Ce n'est pas particulièrement sexy, mais c'est une très bonne chose".
"Jesse Jenkins, professeur d'ingénierie à l'université de Princeton, explique que les deux entreprises stockent de la chaleur et de l'électricité. "Et je pense qu'à l'instar de l'hydrogène, qui a également un rôle flexible à jouer, c'est ce type de technologie de stockage à long terme qui m'inspire le plus d'optimisme".
M. Jenkins, spécialisé dans les systèmes énergétiques à grande échelle, est également consultant pour Rondo. Il estime que le modèle des hot rocks présente un avantage certain par rapport aux batteries chimiques qui peuvent stocker de l'énergie, mais pas de chaleur.
"Si vous pouvez faire les deux, vous pouvez profiter des courbes de coûts et des avantages d'échelle dans les grands secteurs industriels, alors que certaines des entreprises de batteries électrochimiques les plus pures sont dans une situation difficile", a déclaré M. Jenkins à CNN.
Les PDG d'Andora et de Rondo ont tous deux participé au sommet sur le climat COP28 à Dubaï, où la puissance des pétrogazes du Moyen-Orient a suffi à affaiblir l'engagement mondial en faveur de l'élimination des combustibles fossiles. Mais les deux hommes sont revenus enthousiasmés par l'intérêt que suscitent leurs idées et les dizaines d'autres percées dans le domaine des énergies propres.
Si vous m'aviez posé la question il y a cinq ou dix ans, j'aurais dit : "Je ne suis pas sûr que nous ayons tout ce qu'il faut pour décarboniser", a déclaré M. Ponec en se promenant dans le champ solaire qui alimente sa batterie, alors qu'une centrale électrique au gaz est restée silencieuse et inactive à proximité. "Mais aujourd'hui, nous disposons des outils nécessaires. Il ne nous reste plus qu'à les déployer. La transition est inévitable. Elle va se produire. Et si vous parlez à huis clos à la plupart des acteurs de l'industrie des combustibles fossiles, ils vous diront la même chose".
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Source: edition.cnn.com
