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Storengy : du stockage de gaz naturel au stockage d'énergies, cas concret de l'énergie thermique
Christian Hue (ECN 81)
Directeur Adjoint Storengy
Charlotte Rey (ECM 10)
Ingénieur Réservoir
Centre d'Expertise Storengy
Storengy, filiale à 100% du Groupe ENGIE, est la Business Unit en charge de la commercialisation et de l'exploitation des stockages souterrains de gaz naturel en France (14 sites), mais aussi en Allemagne (7 sites) et en Angleterre (1 site). Storengy est le premier opérateur de stockages souterrains en Europe et le quatrième opérateur mondial, avec une capacité de stockage de 12 milliards de m3(n) de gaz naturel.
En croissance régulière depuis 60 ans (à titre d'exemple, le premier stockage de gaz naturel développé en France date de 1956), le marché du stockage de gaz naturel en Europe subit depuis 2010 une période difficile, avec peu de perspectives de développement : ceci s'explique en partie par la saturation du marché du gaz et une surcapacité des quantités de gaz disponibles pour l'Europe, mais aussi par la prise de conscience et la volonté d'un certain nombre de pays d'accélérer la transition énergétique vers un monde plus décarboné (même si le gaz fait partie de la plupart des scénarios de décarbonisation).
En cohérence avec la stratégie du Groupe ENGIE, Storengy s'est donné pour ambition, à horizon 2020, de devenir le premier stockeur d'énergies en Europe, au service de ses clients et de la transition énergétique, permettant ainsi de développer des relais de croissance, y compris au grand international.
Le fil conducteur de cette stratégie part d'un simple constat : pour les énergies renouvelables (éoliennes, photovoltaïque, solaire thermique, géothermie, …), avec bien souvent le développement de projets à rayonnement local ou régional, la production est qualifiée de « fatale », c'est-à-dire qu'elle est pratiquement gaspillée si elle n'est pas immédiatement consommée.
Il y a donc la nécessité de développer de multiples solutions industrielles de stockage d'énergie adaptées, décentralisées et technologiquement innovantes pour limiter les impacts environnementaux et les investissements (on notera que les stockages du gaz naturel, du biométhane, et de l'hydrogène font bien partie de ces solutions).
Fort de ses compétences d'expertises internes reconnues dans le domaine du sous-sol (géologie, géophysique, pétrophysique, ingénierie des réservoirs, géochimie, hydrogéologie, géomécanique, thermodynamique, développement des cavités salines), des puits de type pétrolier (forage, work-over, snubbing, coiled-tubing, slick-line, logging), du génie industriel (process, compression, mécanique, tuyauterie, corrosion, automatisme, instrumentation, IT, …) et d'exploitation d'ensembles industriels complexes, mais aussi de sa connaissance des marchés de l'énergie dans le monde, Storengy a résolument franchi le pas depuis quelques années d'une diversification vers le développement de projets novateurs en transition énergétique (géothermie, stockage thermique d'énergie, production et stockage de biogaz, Power-to-Gas et stockage d'hydrogène, stockage d'air comprimé, …), en alliant les principes du « time-to-market » et du pragmatisme industriel.
Une offre Storengy de stockage à court-terme : le stockage d'énergie thermique
Les systèmes de stockage d'énergie thermique évoqués ici relèvent de la famille de l'Underground Thermal Energy Storage, segmentée en 3 types de sous-systèmes : Aquifer Thermal Energy Storage (ATES), Borehole Thermal Energy Storage (BTES) et Cavern/Mine Thermal Energy Storage (C/MTES).
Les schémas ci-dessous illustrent les principes mis en œuvre :
Storengy s'intéresse particulièrement aux systèmes ATES et BTES, et développe actuellement un projet de BTES sur un de ses sites de stockage souterrain en France.
Une des applications du stockage de l'énergique thermique dans le sous-sol est le stockage de chaleur pour contribuer aux besoins de chaleur et/ou de climatisation des bâtiments (à ne pas confondre avec de la géothermie).
Le principe consiste à utiliser le sous-sol pour stocker et restituer de l'énergie de manière saisonnière, en récupérant par exemple l'été la chaleur fatale des installations de climatisation utilisées (des cycles de stockage plus courts peuvent bien sûr être envisagés).
Un des intérêts de l'ATES ou du BTES est que, lorsque pour de l'habitat, les besoins de chauffage sont équivalents aux besoins de climatisation, le système est illimité dans le temps. En revanche, si les besoins de chauffage sont supérieurs aux besoins de climatisation, il est nécessaire de recharger le système avec de la chaleur fatale telle que de l'énergie solaire, ce qui sera le cas pour le projet pilote BTES de Storengy.
La plus-value des compétences de Storengy est d'améliorer l'efficacité du système en optimisant non seulement le fonctionnement de chacune des composantes du système (BTES, panneaux solaires thermiques, appoint gaz, ...) mais aussi l'ensemble, d'un point de vue technique et économique.
Les principales plus-values de Storengy consisteront à la mise en œuvre :
- d'un système original de monitoring du BTES,
- d'une modélisation géologique fine du sous-sol,
- d'une modélisation couplée du sous-sol et des réseaux de distribution en surface.
La mise en service de ce projet innovant de transition énergétique est prévue fin 2018.En conclusion, à travers cet exemple de mise en œuvre d'une solution innovante de transition énergétique à Storengy, il est réaliste d'affirmer que les entreprises du secteur gazier peuvent envisager de manière réaliste et progressive de s'engager activement vers la décarbonisation de leur offre, en mettant leurs talents et leur sens de l'innovation au service de la sauvegarde de la planète.
Articles du dossier "Le Stockage de l'Energie"
1- Introduction par Cédric Ringenbach
2- Le stockage de l’électricité par batteries dans les systèmes électriques
3- Retour d’expérience des démonstrateurs d’Enedis intégrant le stockage d’électricité
4- Neoen installe avec Tesla la plus grande batterie du monde
5- Utilisation de batteries de véhicules électriques comme stockage stationnaire : Le projet ELSA
6- Supercondensateurs : Technologie et applications
7- Storengy du stockage de gaz naturel au stockage d'énergies, cas concret de l'énergie thermique
8- L’hydrogène, nécessaire outil de flexibilité des systèmes énergétiques
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