Utilisation du dioxyde de carbone pour le stockage d'énergie sous-marin de longue durée

Cet article examine les avantages et les limites opérationnels de l'utilisation du dioxyde de carbone dans les systèmes de stockage d'énergie hydro-pneumatique, une forme de technologie de stockage d'énergie par gaz comprimé, lorsque les systèmes sont déployés en mer. Permettre au dioxyde de carbone de transitionner en un fluide à deux phases améliorera la densité de stockage pour le stockage d'énergie de longue durée. Une étude comparative préliminaire entre un système de stockage d'énergie hydro-pneumatique basé sur l'air et un système basé sur le dioxyde de carbone est d'abord présentée. L'analyse repose sur des calculs thermodynamiques en supposant des conditions isotermiques idéales pour quantifier l'augmentation potentielle de la capacité de stockage d'énergie pour un volume donné de confinement de pression lors de l'utilisation de dioxyde de carbone au lieu de l'air. Cela est suivi d'une analyse thermique transitoire du système de stockage d'énergie hydro-pneumatique basé sur le dioxyde de carbone, prenant en compte le scénario réel d'une résistance thermique finie pour l'échange de chaleur entre le gaz et l'eau de mer environnante. Les résultats de la modélisation numérique ont révélé que la capacité de stockage d'énergie d'un système de stockage d'énergie hydro-pneumatique sous-marin basé sur le dioxyde de carbone fonctionnant dans des conditions isotermiques idéales peut théoriquement être augmentée d'un facteur de 2,17 par rapport à une solution identique basée sur l'air. La modélisation numérique a révélé que, dans des conditions réelles sous lesquelles les effets transitoires résultant d'une résistance thermique finie sont pris en compte, le facteur réalisable est plus bas, en fonction du temps de charge et de décharge, de la température initiale, et du fait qu'un revêtement en polyéthylène pour la prévention de la corrosion est considéré ou non.