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Les chercheurs du Southwest Research Institute (SwRI) et de 8 Rivers ont récemment breveté un système de génération d’énergie innovant. Ce système exploite les fluctuations de la demande énergétique en utilisant le stockage d’oxygène liquide (LOX). Leur objectif est de rendre les centrales électriques plus rentables et efficaces. En modifiant le cycle Allam-Fetvedt, qui utilise un mélange d’oxygène et de dioxyde de carbone pour brûler le combustible, ils parviennent à capturer complètement le carbone, réduisant ainsi les émissions de gaz à effet de serre. Cette avancée pourrait transformer la manière dont l’énergie est produite et stockée, tout en répondant aux défis environnementaux actuels.
Une approche efficace
Le Dr. Jeffrey Moore, ingénieur à l’Institut SwRI, explique l’idée qui sous-tend ce nouveau système. Produire de l’oxygène pendant les heures creuses, lorsque l’électricité est moins coûteuse, est une stratégie centrale. Cet oxygène est ensuite stocké sous forme liquide et reconverti en gaz pour alimenter la centrale plus tard. Cette méthode permet d’augmenter la production tout en réduisant les coûts d’exploitation. Cependant, le cycle Allam-Fetvedt nécessite de l’oxygène de haute pureté, séparé de l’air, principalement composé d’azote et d’autres gaz en traces. Ce processus de séparation est énergivore, consommant environ 10 % de la production d’une centrale électrique.
Analyse techno-économique
Pour garantir la rentabilité d’une centrale utilisant cette technologie, SwRI a mené une analyse techno-économique. Celle-ci a modélisé les performances de la centrale et les coûts heure par heure sur une année complète. Des études de l’Université de Princeton et du National Renewable Energy Laboratory prédisent une volatilité croissante des prix de l’électricité avec l’arrivée de nouvelles formes d’énergie renouvelable. Ces fluctuations économiques devraient persister, voire s’accentuer. Ainsi, dans certaines régions, les prix peuvent rester bas pendant des semaines puis augmenter fortement, en fonction de la pénétration des énergies renouvelables. Actuellement, le réseau est composé d’environ 10 à 15 % de renouvelables.
Fluctuations dans la production d’énergie
Si ce pourcentage atteint 30 %, les problèmes liés aux fluctuations de la production éolienne et solaire seront amplifiés. Cela rendra le stockage d’énergie crucial pour la fiabilité globale du réseau. Actuellement, aucun système de stockage d’énergie à grande échelle n’est présent sur le réseau, bien que des recherches soient en cours. Le système de stockage d’oxygène liquide représente une solution efficace. Il génère de l’oxygène liquide lorsque l’énergie est bon marché et l’utilise ultérieurement lorsque les prix augmentent. Le SwRI prévoit d’intégrer cette technologie à la centrale pilote Supercritical Transformational Electric Power (STEP) à San Antonio, renforçant ainsi son efficacité énergétique.
Technologie éprouvée et intégration future
Les composants de ce système sont bien connus et éprouvés. Les technologies de séparation de l’air et de génération d’oxygène liquide existent depuis des décennies. Elles ont même été utilisées pour des missions lunaires. La nouveauté réside dans l’assemblage de ces éléments à plus grande échelle pour améliorer la production d’énergie propre et la valeur nette actuelle de la centrale. L’intégration du cycle Allam-Fetvedt à la centrale STEP pourrait en faire l’une des installations de démonstration les plus avancées au monde pour la génération d’énergie à dioxyde de carbone supercritique.
En intégrant ces technologies éprouvées et novatrices, le SwRI et ses partenaires espèrent transformer le paysage énergétique. Ce système pourrait-il devenir une solution viable pour répondre à la demande croissante d’énergie tout en minimisant l’impact environnemental ?
