Sage Geosystems a été le pionnier d'une nouvelle façon de stocker de l'énergie bon marché, en utilisant la terre comme un soufflet géant pour pomper l'eau dans les fissures du sol, puis en laissant l'eau jaillir avec une efficacité de 70 %. Si l'énergie thermique est également récupérée, le rendement peut atteindre 200 %.
Cette méthode injecte un liquide, généralement de la vapeur, dans les gisements de pétrole de schiste et l’y laisse pendant plusieurs heures pour chauffer le pétrole et réduire sa viscosité, facilitant ainsi son pompage.
Sage Company, d'autre part, utilise de la boue de forage à haute densité en profondeur dans les puits de pétrole abandonnés pour ouvrir de fines fissures à haute pression, puis utilise une pompe à haute pression pour pomper de l'eau afin de maintenir les fissures dans un état « gonflé ». Les travaux sont effectués en utilisant l'excédent d'énergie renouvelable collecté pendant la journée, puis les vannes sont fermées pour verrouiller l'eau.
Lorsqu'il faut récupérer de l'énergie, la vanne est simplement ouverte ; La pression de formation autour de la fracture resserre les fractures et l'eau est refoulée dans le tuyau, où elle traverse une turbine pour produire de l'électricité. En fait, lorsque le système fonctionne à l’envers, les moteurs et les pompes qui poussaient à l’origine l’eau dans les tuyaux deviennent des turbines et des générateurs, pompant l’énergie vers l’extérieur.
Il s'agit du système « EarthStore » que Sage a testé en utilisant un ancien puits de pétrole au Texas, avec une efficacité aller-retour de 70 à 75 %, des pertes de fluide mesurées de seulement 1 à 2 % et aucune activité sismique induite détectée. Sage a déclaré que si un seul puits de pétrole est utilisé comme système de libération rapide suivant la charge, il peut produire une puissance de sortie maximale d'environ 3 millions de kilowatts ; s'il est utilisé comme système de production d'énergie solaire, il peut libérer de l'énergie de manière plus précise, fournissant plus de 18 heures d'énergie la nuit lorsque l'énergie solaire ne produit pas d'électricité.
Mais avoir accès à d’anciens puits de production de pétrole profondément enfouis dans la terre présente un autre avantage : la chaleur. Un système comme EarthStore peut être assez rentable en tant que réseau ou système de stockage d’énergie local, mais une fois que vous commencez à prendre en compte la chaleur, il commence à devenir extrêmement attractif.
Plus la Terre est profonde, plus elle se réchauffe et atteindre des températures de 180 à 220°C (350 à 430°F) est relativement facile. La récolte de cette énergie géothermique n'est généralement pas rentable, mais le système de stockage d'énergie « huff&puff » modifie considérablement ce chiffre.
Le système EarthStore retient l’eau avec la roche chaude, la mettant en contact substantiel avec la surface et l’y emprisonnant. Ainsi, lorsque l'eau est libérée, la chaleur augmente non seulement la pression sur le flux de retour de l'eau, ce qui fait fonctionner les turbines plus puissamment, mais il est également possible de capter la chaleur à travers l'échangeur de chaleur, de sorte que vous finissiez par obtenir plus d'énergie de la « batterie terrestre » que vous n'en avez mis.
Ce n'est pas tout ; Sage suggère que si plusieurs puits de géostockage sont situés les uns à côté des autres et que l'équipement de forage n'a pas besoin d'être démonté pour le transport, réduisant ainsi les coûts, ils pourraient être combinés pour fonctionner comme un moteur thermobarique multicylindre.
Le réseau pompe l'eau chaude d'un réservoir souterrain, la refroidit à l'aide d'un échangeur de chaleur pour récupérer de l'électricité, puis pompe immédiatement l'eau refroidie directement vers un puits voisin pour le stockage. Au lieu de stocker le liquide en surface, l’ensemble du processus peut s’effectuer dans les deux sens entre les deux cylindres.
Selon Sage, l’installation de 18 à 20 de ces appareils sur un site créerait une usine de stockage d’énergie renouvelable de 50 mégawatts, produisant effectivement deux fois la consommation d’énergie. Vous pouvez y voir un stockage d’énergie amélioré, ou un moyen de rendre l’énergie géothermique relativement peu profonde plus viable économiquement, mais c’est une idée plutôt intéressante.
Sage a déclaré qu'en termes de coût de stockage (LCoS), la solution EarthStore elle-même devrait être moins chère que les batteries lithium-ion ou le stockage hydroélectrique par pompage - en fait, en tant que méthode de stabilisation du réseau pendant les périodes de pointe, elle devrait coûter autant que les centrales de pointe alimentées au gaz.
Le programme pilote de six mois au Texas est désormais terminé. Le projet a utilisé un puits d'exploration pour forer des trous à des profondeurs de 7 920 pieds et 11 140 pieds (2 400 m et 3 400 m), créant une fracture de 3 200 pieds (1 km) de hauteur et de 200 à 300 pieds (60 à 90 m) de largeur.
Les parois de cette fissure n'étaient espacées que de 0,1 à 0,2 pouces (2,5 à 5 mm), mais en pompant et en libérant de l'eau, et en maintenant constamment suffisamment de pression dans le système pour empêcher la fissure de se fermer, le volume de la fissure s'est élargi et contracté d'un facteur 2, fluctuant entre 7 500 et 15 000 barils (1,2 à 2,4 millions de litres, 315 000 à 630 000 gallons).
"Nous avons déchiffré le code pour compléter parfaitement les énergies renouvelables, en fournissant une énergie fiable et compétitive avec des batteries lithium-ion et des usines de pointe au gaz naturel", a déclaré Cindy Taff, PDG de Sage Geosystems, dans un communiqué de presse. charge de base alternative. Notre technologie de stockage d'énergie peut fournir de grandes quantités d'énergie, depuis les opérations minières à distance jusqu'aux centres de données, en passant par la résolution des problèmes de précarité énergétique dans les zones reculées. Nous pouvons nous interconnecter au réseau ou développer des îles/micro-réseaux avec des solutions énergétiques éprouvées et prêtes à l'échelle.
Sage, qui a reçu un investissement du spécialiste du forage Nabors Industries et du fonds de capital-risque de technologies propres Virya, espère lever 30 millions de dollars supplémentaires dans son cycle de série A actuel et continuer à valider, commercialiser, optimiser et faire évoluer le système.