Projet de recherche : Stockage de chaleur pour un Berlin climatiquement neutre

Berlin est en route vers la neutralité climatique, et l'approvisionnement en chauffage de la ville est un élément essentiel de cette transition. Pour aider la ville à atteindre cet objectif, l'Institut Reiner Lemoine (RLI), l'Institut de recherche économico-écologique (IÖW) et l'Institut pour la protection du climat, l'énergie et la mobilité (IKEM) ont mené une étude conjointe. Leurs conclusions ont mis en évidence la nécessité de grands systèmes de stockage de chaleur saisonniers à Berlin.

Pourquoi ces systèmes de stockage de chaleur sont-ils si importants ? Ils permettent de stocker la chaleur supplémentaire pendant les mois d'été et de l'utiliser en hiver, lorsque la demande est plus forte. Avec un type de stockage adapté, notamment le stockage de chaleur aquifère, Berlin peut devenir moins dépendante des combustibles fossiles et alléger la pression sur le réseau électrique. Le stockage de chaleur aquifère stocke et récupère la chaleur dans des nappes phréatiques isolées.

« Le stockage de chaleur nous permet d'utiliser les énergies renouvelables plus efficacement », explique Marie-Claire Gering du RLI. « Il réduit la dépendance aux combustibles fossiles et allège le système énergétique, ce qui le rend essentiel pour un approvisionnement en chauffage neutre en carbone à Berlin. » Cependant, les chercheurs estiment qu'il est nécessaire d'agir concernant la disponibilité des espaces, l'incertitude du processus d'autorisation et les informations sur les conditions géologiques.

Les systèmes de stockage de chaleur peuvent exploiter efficacement la chaleur résiduelle locale et les sources de chaleur renouvelables telles que les centres de données, la chaleur des eaux usées ou le solaire thermique. Avec la hausse des prix des combustibles fossiles (due aux échanges de droits d'émission et à l'électrification croissante du chauffage), le stockage de chaleur devient une option économique de plus en plus attractive.

En ce qui concerne le stockage de chaleur à grande échelle et à court terme, Berlin pourrait accroître considérablement la part de chaleur renouvelable dans son approvisionnement total en chaleur. Le stockage à long terme pourrait augmenter la part de chaleur renouvelable et de chaleur résiduelle d'environ cinq points de pourcentage, avec une capacité de stockage pouvant atteindre 440 gigawattheures. Parallèlement, le stockage à court terme, comme les ballons d'eau chaude, pourrait stabiliser le réseau électrique et amortir les pointes de consommation, rendant bénéfique une multiplication par deux ou trois de la capacité de stockage à court terme existante.

Dans les réseaux décentralisés, le stockage de chaleur aquifère pourrait stocker jusqu'à 33 % de la chaleur annuelle. Particulièrement bénéfique pour les sources de chaleur résiduelle urbaines comme les centres de données ou les réseaux d'assainissement, ce type de stockage est crucial car il permet de valoriser pleinement leur énergie.

L'un des principaux défis réside dans l'espace limité pour les stockages thermiques en surface, qui se heurtent également à des obstacles juridiques et de planification. Les solutions souterraines, comme le stockage de chaleur en aquifère, constituent une alternative prometteuse, mais l'adéquation géologique du sous-sol berlinois à ce type de stockage doit encore être étudiée. Une feuille de route géothermique approuvée par le Sénat vise à combler ce manque de connaissances.

Outre ces défis techniques, les incertitudes entourant les procédures d'approbation et le manque de transparence des pratiques administratives pourraient freiner la mise en œuvre du stockage de chaleur. L'expansion du stockage de chaleur pourrait être accélérée par une impulsion politique le définissant comme une mesure d'intérêt général. Parmi les autres défis figurent les coûts d'investissement élevés et les obstacles technico-économiques inhérents à la transition vers les énergies propres.

Les résultats du projet fournissent des informations précieuses pour la planification thermique de Berlin dans sa quête de neutralité climatique.