Une étude menée par Stanford révèle que la technologie des briques réfractaires, datant de l’âge du bronze, pourrait offrir une solution rentable pour stocker l’énergie renouvelable et aider les industries à faire la transition vers des sources d’énergie propres.
Briques réfractaires : une alternative économique au stockage sur batterie
Des chercheurs de l’Université de Stanford ont découvert que les briques réfractaires, une technologie qui trouve ses racines dans les anciens fours et fourneaux, pourraient jouer un rôle crucial pour atteindre l’objectif de zéro émission nette d’ici 2050. L’étude, publiée dans PNAS Nexus, suggère que ces briques absorbant la chaleur pourraient fournir une alternative moins chère et plus simple au stockage sur batterie pour les applications de chaleur industrielle.
Mark Z. Jacobson, auteur principal et professeur de génie civil et environnemental à Stanford, explique : « La différence entre le stockage par briques réfractaires et le stockage par batteries est que les briques réfractaires stockent la chaleur plutôt que l’électricité et coûtent dix fois moins cher que les batteries. Les matériaux sont également beaucoup plus simples. Il s’agit simplement de composants de la terre. »
Le système de briques réfractaires fonctionne en stockant la chaleur générée par des sources renouvelables comme l’énergie solaire ou éolienne dans des conteneurs isolés. Cette chaleur stockée peut ensuite être libérée en faisant passer l’air à travers des canaux dans les briques empilées, ce qui permet aux industries de fonctionner à l’énergie propre même lorsque le vent et la lumière du soleil ne sont pas disponibles.
Un énorme potentiel de décarbonisation industrielle
Les procédés industriels, qui nécessitent une chaleur à haute température pour la fabrication, sont actuellement responsables d’environ 17 % des émissions mondiales de dioxyde de carbone. Les températures requises peuvent atteindre jusqu’à 1 300 degrés Celsius (2 400 degrés Fahrenheit) pour la production de ciment et 1 000 °C (1 800 °F) ou plus pour la fabrication du verre, du fer et de l’acier.
En utilisant des briques réfractaires pour stocker l’énergie renouvelable sous forme de chaleur, ces émissions pourraient être pratiquement éliminées. Daniel Sambor, chercheur postdoctoral et co-auteur de l’étude, note : « En stockant l’énergie sous la forme la plus proche de son utilisation finale, on réduit les inefficacités dans la conversion de l’énergie. »
L’équipe de recherche a modélisé deux scénarios pour 149 pays en 2050, en supposant une transition complète vers les énergies renouvelables. L’un des scénarios intégrait des briques réfractaires pour 90 % de la chaleur des procédés industriels, tandis que l’autre s’appuyait uniquement sur des fours électriques et des batteries de stockage. Les résultats ont été frappants :
– Le scénario des briques réfractaires pourrait permettre d’économiser 1,27 billion de dollars en coûts d’investissement dans les 149 pays.
– Cela réduirait la demande sur le réseau électrique et diminuerait le besoin de capacité de stockage des batteries.
Pourquoi c’est important : Alors que le monde s’efforce de lutter contre le changement climatique, il est essentiel de trouver des moyens efficaces et rentables de stocker et d’utiliser l’énergie renouvelable. La technologie Firebrick offre une solution simple et abordable qui pourrait accélérer la transition vers une énergie propre, en particulier dans les secteurs industriels difficiles à décarboner.
De plus, les conséquences sur la santé sont importantes. Jacobson souligne que « chaque fois que nous remplaçons une partie des combustibles fossiles par de l’électricité, nous réduisons la pollution de l’air ». Des études antérieures ont établi un lien entre la combustion des combustibles fossiles et des millions de décès prématurés chaque année dus à la pollution de l’air.
Si le concept d’utilisation de briques réfractaires pour le stockage d’énergie n’est pas entièrement nouveau, cette étude est la première à examiner son potentiel à l’échelle mondiale dans le cadre d’une transition globale vers les énergies renouvelables. Plusieurs entreprises ont récemment commencé à commercialiser des systèmes similaires pour le stockage de chaleur industrielle, ce qui témoigne d’un intérêt croissant pour cette technologie.
Alors que les recherches se poursuivent, des questions subsistent quant à la mise en œuvre pratique des systèmes de stockage en briques réfractaires à grande échelle et à leur intégration dans les infrastructures industrielles existantes. Cependant, le potentiel d’économies substantielles et de réduction des émissions fait de cette technologie ancienne un acteur prometteur pour l’avenir de l’énergie propre.
À l’avenir, la simplicité et la rentabilité du stockage en briques réfractaires pourraient en faire une option attrayante pour les industries et les décideurs politiques qui cherchent à atteindre des objectifs climatiques ambitieux. D’autres recherches et projets pilotes exploreront probablement l’optimisation de ces systèmes pour différentes applications industrielles et leur intégration dans des stratégies globales d’énergie renouvelable.
