La technique qui profite du soleil quand la nuit tombe

L'énergie solaire thermique est une technologie unique parmi les énergies renouvelables, car elle profite de la chaleur du soleil pour produire de l'électricité même la nuit. Son fonctionnement consiste à concentrer la chaleur à travers des miroirs qui chauffent un fluide qui, à son tour, produit de la vapeur et entraîne une turbine générant de l'électricité. Certaines centrales solaires thermiques disposent d'un système de stockage thermique (à base de sels fondus) qui retient la chaleur de la journée. Aujourd'hui, il existe en Espagne 49 projets produisant 2 300 mégawatts (MW), mais seulement 40 % d'entre eux disposent de stockage.

« Il est essentiel que ce stockage puisse être étendu aux 60 % restants des centrales solaires thermiques en activité qui n'en disposent pas encore », souligne Óscar Balseiro, secrétaire général de l'Association espagnole de l'industrie solaire thermoélectrique (Protermosolar). Pour y parvenir, et ainsi atteindre son potentiel maximum, il faut surmonter une barrière réglementaire et économique, selon les spécialistes. Pour débloquer les investissements dans le stockage thermique supplémentaire dans les centrales qui en manquent, une modification réglementaire est essentielle, déclare Balseiro. Le problème, explique-t-il, est que ces usines fonctionnent selon un régime de rémunération établi il y a des années et qui ne prévoyait pas la possibilité de gros investissements ultérieurs comme l'installation de nouveaux réservoirs de sel fondu. Si les entreprises décident d'investir des millions d'euros dans cette amélioration, les règles actuelles ne garantissent pas une rentabilité et une sécurité juridique comparables à celles offertes à d'autres projets de stockage considérés comme stratégiques pour le pays, comme de nouvelles batteries au lithium ou de nouvelles usines d'hybridation.

En pénalisant financièrement ces investissements, un paradoxe se crée : le système électrique espagnol a un besoin urgent de stockage ferme et gérable, et le solaire thermique offre une solution mature et éprouvée. « Le stockage thermique dans des sels fondus est une technologie éprouvée et fiable, présente dans de nombreuses centrales en Espagne », ajoute Guillermo Zaragoza, directeur de la Plateforme solaire d'Almería. « Il est intéressant de noter que la Chine mise sur le stockage thermique dans le réseau, même si elle est le principal producteur de batteries électriques, car les sels fondus sont plus sûrs, plus propres et n'entraînent pas de coûts plus élevés », dit-il. Il y a 15 ans, les centrales solaires thermiques en Espagne étaient conçues pour produire de l'électricité pendant la journée, en utilisant le stockage uniquement pour prolonger leur fonctionnement.

À cela s’ajoute la baisse actuelle des prix du photovoltaïque, qui sature le réseau en journée, affectant le solaire thermique, les énergies renouvelables non gérables étant prioritaires dans l’acheminement. Cette saturation oblige de nombreuses centrales solaires thermiques à cesser d'injecter pendant la journée, malgré leur énergie synchrone cruciale qui stabilise le réseau, ajoute l'expert de Plataforma Solar de Almería. Par conséquent, souligne-t-il, la réglementation doit permettre et encourager l’augmentation du stockage thermique dans les installations existantes, ce qui déplacera la production vers la nuit, période où l’énergie solaire est rare.

Saturation du réseau

À ce défi, outre l'incompatibilité susmentionnée pour l'installation de stockage dans les usines qui n'en disposent pas, s'en ajoutent d'autres liées à la nécessité de réduire les restrictions dues à la saturation du réseau, où certaines usines sont arrêtées jusqu'à 50 % de leurs heures de production. « Ces restrictions extraordinaires pénalisent l'énergie solaire thermique, l'obligeant à s'arrêter avant les autres énergies renouvelables en cas de production excédentaire », explique Balseiro. De même, il est nécessaire de réduire le seuil de fonctionnement des installations, c'est-à-dire le nombre d'heures obligatoires pendant lesquelles elles doivent fonctionner, puisqu'elles n'ont pas été autorisées à fonctionner dans des conditions égales. En outre, pour promouvoir la construction de nouvelles centrales et atteindre l'objectif du Plan National Intégré Énergie et Climat (PNIEC) de 4,8 gigawatts (GW) d'ici 2030, il est nécessaire de concevoir des enchères qui permettent de concurrencer le solaire thermique, compte tenu de son impact positif sur la création d'emplois et de richesses dans les zones rurales et de sa contribution à la sécurité d'approvisionnement, affirme-t-il.

Au-delà de la production d’électricité, les systèmes solaires à concentration peuvent également produire de la chaleur à différentes températures, ce qui les rend utiles pour plusieurs processus industriels. « En Espagne, un exemple notable est la brasserie Heineken de Séville, qui a installé il y a deux ans une centrale solaire thermique pour produire de la chaleur et réduire sa consommation de gaz naturel de 60 % », explique Christoph Richter, secrétaire exécutif de SolarPACES, un réseau international qui promeut la recherche, le développement et le déploiement commercial de l'énergie solaire thermique concentrée. « Aujourd'hui, il n'existe aucune autre technologie renouvelable qui contribue au système et à la société avec les mêmes avantages que l'énergie solaire thermique », ajoute Balseiro. C’est pourquoi elle ne doit pas être comparée à l’énergie solaire thermique uniquement pour son coût de production, mais aussi pour sa capacité unique à combiner la production renouvelable avec le stockage à long terme, les services de stabilité du système et la création d’emplois qualifiés non seulement pendant sa phase de construction, mais tout au long de sa durée de vie utile. Concrètement, selon l'expert, chaque centrale solaire thermique génère entre 50 et 60 emplois directs, auxquels s'ajoutent une cinquantaine d'emplois indirects, ce qui représente plus de 6 000 emplois dans les 49 centrales en activité.

«Le leadership technologique dans le solaire thermique et notre importante ressource solaire nous offrent une opportunité stratégique», souligne Saragosse. « Il s'agit de proposer une nouvelle 'exception ibérique' : cette capacité à déplacer le Soleil vers la nuit, nous ne pouvons nous le permettre que dans notre situation », précise-t-il. L'avenir du solaire thermique semble prometteur, surtout si les réglementations du marché sont actualisées, ajoute Richter. L’Espagne, ainsi que d’autres pays situés dans ce qu’on appelle la « ceinture solaire », comme ceux d’Afrique du Nord, d’Afrique du Sud, de Namibie, du Chili, de Chine et d’Australie, disposent d’un énorme potentiel pour tirer parti de cette technologie et renforcer son rôle dans la transition énergétique mondiale.