STARS Contexte Pourquoi ce projet ? Déroulement ADEME

ADEME
INVESTISSEMENTS D’AVENIR
AMI SOLAIRE 2011
STARS

Stockage Thermique Appliqué à
l’extension de production d’énergie Solaire
thermodynamique
STARS
Projet accompagné par l’ADEME dans le
cadre du Programme Énergies
Renouvelables des Investissements
d’Avenir
Coordonnateur : AREVA
Partenaires
Contexte
Le solaire à concentration thermodynamique (CSP) a pris un nouvel essor
dans les années 2000, avec une accélération significative tant du point de vue
des solutions industrielles que des perspectives de marché. Avec plus de
60 projets en cours d’instruction et une capacité installée prévisionnelle de 20
à 40 GW à l’horizon 2020 selon les sources, le CSP est aujourd’hui promis à
une croissance significative. Les marchés se concentrent dans des régions à
ensoleillement direct maximal : Etats-Unis, pays du bassin méditerranéen,
Moyen-Orient, Inde, Afrique du Sud, Australie.
AREVA dispose d’une technologie CLFR (Compact Linear Fresnel Reflector) à
vapeur directe.
Dans ce contexte, le consortium STARS (Stockage Thermique Appliqué à
l’extension de production d’énergie Solaire thermodynamique), a décidé de
mener un projet important pour le développement de la filière. Il répond à la
vision 2050 exprimée dans la feuille de route publiée en Juin 2010 par
l’ADEME : « Etre positionné comme leader européen pour les solutions de
stockage de chaleur, indispensables à une insertion des centrales dans les
systèmes électriques où elles peuvent participer à l’équilibre offre demande. »
Il s’inscrit également dans le cadre européen de la feuille de route de l’Initiative
Industrielle Solaire (« increased dispachability and increased number of
operation hours»).
Pourquoi ce projet ?
Montant total projet : 16,3 M€
Dont aide PIA : 6,7 M€
Forme de l’aide : subvention et avance
remboursable
Localisation : France
Caractère innovant :
Développer une solution de stockage
thermique, composant critique pour le
déploiement du CSP et crucial pour la
compétitivité de la filière.
Bien que disposant d’une inertie thermique permettant une production
d’électricité en continu pendant la journée, l’un des défis du CSP est de
produire de l’électricité en l’absence prolongée de soleil. L’enjeu est donc de
disposer d’une solution de stockage thermique afin de découpler la production
d’électricité de la disponibilité de la ressource solaire pour :

d’une part, suivre au plus près la demande en augmentant la disponibilité
de la centrale (extension de la période de production en dehors des
heures d’ensoleillement, réponse aux pics de demande du soir, en
fonction des régions),

d’autre part, minimiser le LCOE (Levelized Cost Of Electricity). La
capacité de production d’une centrale solaire est aujourd’hui limitée par la
taille de la turbine tandis que la quantité d’énergie produite est limitée par
la taille du champ solaire : le couplage d’une solution de stockage
thermique à une centrale solaire dans une approche de conception
intégrée permettrait de diminuer la taille de la turbine pour une même
quantité d’énergie produite, sur une période de production plus longue, et
ainsi de diminuer le coût de l’électricité solaire produite.
Déroulement
Le projet est articulé autour d’acteurs
clefs pour le développement du CSP
en France (AREVA et CEA), d’un
industriel (GEA-BTT) et de trois
laboratoires présentant une expertise
scientifique.
Le projet STARS comporte 2 étapes :
1 - Une phase de recherche industrielle visant à identifier et concevoir les
éléments constitutifs de la solution de stockage thermique et à les valider
expérimentalement
2 - Une phase de développement expérimental visant à concevoir et réaliser
un démonstrateur de recherche de taille significative, en France
Un projet complet et innovant constitué
d’une phase de recherche amont pour
lever les verrous technologiques et
d’une phase de démonstration et
d’étude de l’industrialisation sur 4 ans.
Il s’agira de créer les conditions de compétitivité de la solution envisagée en
intégrant les problématiques d’industrialisation au cœur du processus
d’innovation. Le retour d’expérience permettra de valider au plan technicoéconomique la solution de stockage développée.
–
STARS
Résultats clés / Avancées pour :
Le projet STARS poursuit 3 objectifs :
1 - Concevoir une solution de stockage thermique appliquée aux centrales solaires
thermodynamiques à génération de vapeur directe ;
2 - Optimiser le rendement de stockage et minimiser les coûts de production de
l’énergie délivrée par le système stockage - centrale solaire CLFR ;
3 - Valoriser les résultats du projet STARS pour concevoir une solution industrielle
intégrant la fonctionnalité « stockage » dans un objectif de commercialisation à
moyen terme.
Le projet STARS vise aussi à augmenter la disponibilité des centrales solaires à
concentration et par conséquent à réduire les appels aux centrales thermiques
utilisant des combustibles fossiles en période de pointe. Le projet STARS contribue
donc à réduire les émissions de CO2 pour une même production d’électricité tout
en réduisant la dépendance aux énergies fossiles.
Application et valorisation
Crédit : AREVA
Centrale solaire de Kimberlina aux Etats-Unis installée
par AREVA Solar. Bakersfield (Californie)
Dans le cas d’une issue favorable du projet STARS, il est envisagé d’industrialiser
la solution de stockage thermique et de développer, dans un premier temps, un
« premier de série » (prototype démonstrateur) à un horizon de moyen-terme.
Ce schéma positionne véritablement le projet STARS dans une perspective
industrielle et commerciale. Les partenaires du projet STARS chercheront
notamment à obtenir l’appui de potentiels partenaires « opérateurs de marché »
pour aider à la définition d’un cahier des charges « client » pour ce démonstrateur
et pour obtenir son cofinancement. Le choix du meilleur pays candidat pour
accueillir ce « premier de série » n’est pas encore arrêté ; plusieurs pays sont à
l’étude, dont, le Maroc.
Intégrée à la démarche des « Investissements d’avenir », une issue favorable du
projet STARS aurait des répercussions significatives sur la structuration de la filière
solaire CSP.
CONTACTS
Site : www.solar.areva.com
POUR EN SAVOIR PLUS
www.ademe.fr/invest-avenir
L’ADEME est un établissement public placé sous la tutelle conjointe des ministères de l’Ecologie, du Développement durable, des Transports et du Logement, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche, et
de l’Economie, des Finances et de l’Industrie