L'air liquéfié pourrait alimenter les voitures et stocker l'énergie du soleil et du vent

Certains ingénieurs dépoussièrent une vieille idée de stockage d'énergie : utiliser l'électricité pour liquéfier l'air en le refroidissant à près de 200 °C en dessous de zéro. Lorsque la puissance est nécessaire, l'air liquéfié est autorisé à se réchauffer et à se dilater pour entraîner une turbine à vapeur et un générateur.

Chambre froide: Le réservoir à droite contient de l'air refroidi à des températures extrêmement basses, auxquelles il s'agit d'un liquide plutôt que d'un gaz. Lorsqu'il est autorisé à se réchauffer, il se dilate et peut entraîner une turbine à vapeur dans le conteneur de gauche.

Le concept est évalué par une poignée d'entreprises qui produisent de l'azote liquéfié comme moyen de stocker de l'énergie à partir de sources d'énergie renouvelables intermittentes. L'air liquéfié pourrait également être utilisé pour entraîner des pistons dans les moteurs de véhicules à faibles émissions.

Une entreprise, Stockage d'énergie Highview de Londres, a levé 18 millions de dollars et construit une usine pilote qui utilisera de l'air liquide pour stocker l'électricité du réseau. Highview s'est associé à couteau , la grande entreprise de gaz industriels, pour aider à développer la technologie. Si tout se passe bien, le gouvernement britannique pourrait financer le développement d'une usine plus grande qui pourrait établir sa viabilité commerciale. Pendant ce temps, le bureau d'études Richard développe deux types de moteurs qui pourraient utiliser de l'azote liquide, basés sur la technologie d'une entreprise dérivée de Highview Power appelée Dearman Engine.

Le stockage pour le réseau électrique devient de plus en plus important à mesure que l'utilisation des énergies renouvelables augmente. À court terme, les centrales électriques au gaz naturel et les technologies de stockage à réponse rapide telles que les batteries peuvent maintenir la stabilité du réseau (voir Éoliennes, batterie incluse, peuvent maintenir les alimentations stables ). Mais si les énergies renouvelables doivent atteindre une très grande échelle, ou si nous voulons réduire l'utilisation des centrales électriques de secours à combustibles fossiles, des technologies capables de stocker des heures ou des jours d'énergie seront nécessaires.

Dans cet effort, le coût est la clé. Lorsque nous examinons les mécanismes de stockage d'énergie, nous recherchons quelque chose qui est basé sur des matériaux extrêmement peu coûteux et des processus très simples que nous pouvons faire en vrac, dit Haresh Kamath , responsable du programme de stockage d'énergie au Institut de recherche sur l'énergie électrique . Et cela correspond certainement au projet de loi.

L'idée remonte aux années 1890, lorsqu'un inventeur nommé Charles Tripler déclaré qu'il avait développé un moyen très peu coûteux de refroidir l'air jusqu'à ce qu'il devienne liquide. Il montra également que l'air liquéfié pouvait être utilisé pour faire fonctionner une machine à vapeur. Tripler a reçu beaucoup d'attention de la presse à l'époque et a pu lever une grosse somme d'argent pour mettre la technologie sur le marché. Il a finalement est devenu clair , cependant, surtout après que les investisseurs ont perdu leurs chemises , qu'il avait exagéré les avantages de son approche. Depuis lors, le processus de liquéfaction de l'air est devenu beaucoup plus efficace et le besoin de nouvelles options de stockage d'énergie a obligé à un deuxième regard.

Le processus de Highview Power est efficace de 50 à 60 % : l'air liquide peut produire un peu plus de la moitié de l'électricité nécessaire pour le fabriquer. Les batteries, en revanche, peuvent être efficaces à plus de 90 %. Mais le nouveau procédé peut compenser son inefficacité en utilisant la chaleur résiduelle d'autres procédés (voir Audi to Make Fuel Using Solar Power ). Highview a démontré que la chaleur résiduelle à basse température des centrales électriques ou même des centres de données peut être utilisée pour réchauffer l'air liquéfié. Le système peut également durer des décennies, tandis que les batteries doivent généralement être remplacées toutes les quelques années. Cette longévité pourrait aider à réduire les coûts globaux.

Plusieurs entreprises développent des moyens d'améliorer l'efficacité de la compression de l'air, ce qui pourrait également rendre le processus de liquéfaction plus efficace (voir LightSail Energy Snags $37M in Funding and Compressed-Air System could Aid Wind Power). L'air liquéfié est environ quatre fois plus dense en énergie que l'air comprimé et son stockage à grande échelle prend moins de place.

L'air liquide pourrait également s'avérer utile dans les voitures et les camions. Un inventeur nommé Peter Cherman a créé un système compact qui, au lieu de s'appuyer sur de grands échangeurs de chaleur, utilise de l'antigel injecté dans la chambre de combustion d'un moteur pour recycler la chaleur qui serait autrement gaspillée. Il a construit un prototype délabré et a montré qu'il pouvait alimenter une voiture . Ricardo travaille sur une version qui pourrait éventuellement être commercialisée.

L'air liquide stocke de l'énergie à peu près à la densité des batteries nickel-hydrure métallique et de certaines batteries lithium-ion, du type utilisé actuellement dans les voitures hybrides et électriques. Mais il a un avantage clé : il peut être versé dans un réservoir de carburant bien plus rapidement qu'une batterie ne peut être rechargée, dit Andrew Atkins , technologue senior chez Ricardo. Le moteur fonctionnerait à l'azote liquide - essentiellement de l'air liquide sans oxygène - et n'émettrait que de l'azote. Les émissions de carbone associées au moteur dépendraient de la source d'énergie utilisée pour liquéfier l'azote. Ricardo développe également un moteur diesel augmenté d'azote liquide pour améliorer son efficacité d'environ 50 %.

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