La mise en œuvre de solutions innovantes de stockage d’énergie thermique, en particulier celles utilisant la glace, émerge comme une stratégie essentielle pour gérer la demande croissante d’électricité et atténuer l’impact environnemental du refroidissement dans les bâtiments commerciaux et institutionnels. Cette technologie, souvent appelée « batteries à glace », offre une alternative intéressante aux systèmes de climatisation traditionnels en exploitant les tarifs d’électricité hors pointe pour congeler l’eau, puis en utilisant la glace stockée pour fournir du froid pendant les périodes de forte demande. Cette approche réduit non seulement les coûts d’exploitation, mais allège également la pression sur le réseau électrique et diminue considérablement les émissions de gaz à effet de serre associées aux méthodes de refroidissement conventionnelles.
Ce changement de paradigme dans le contrôle climatique des bâtiments gagne du terrain dans divers secteurs. Trane Technologies signale une augmentation notable de la demande pour ses systèmes de batteries à glace, avec une adoption significative dans les établissements d’enseignement, les entreprises commerciales et les installations gouvernementales. De même, Nostromo Energy cible activement les centres de données énergivores, qui font face à des besoins de refroidissement substantiels. L’évolutivité de ces solutions est également évidente, avec des entreprises comme Ice Energy développant des unités plus petites pour des applications résidentielles. Le principe fondamental consiste à stocker l’énergie thermique sous forme de glace pendant les heures de nuit, lorsque l’électricité est généralement moins chère et plus abondante. À mesure que cette glace fond tout au long de la journée, elle refroidit l’eau circulant dans le système CVC d’un bâtiment, absorbant efficacement la chaleur et fournissant de l’air conditionné.
L’avantage opérationnel du stockage d’énergie thermique par glace réside dans sa capacité à découpler la fourniture de froid de la consommation immédiate d’électricité. En pré-refroidissant et en stockant l’énergie sous forme de glace, les bâtiments peuvent réduire considérablement leur dépendance au réseau pendant les périodes les plus coûteuses et les plus riches en carbone de la journée. Cette énergie thermique stockée fond sans nécessiter d’apport d’énergie supplémentaire, allégeant ainsi le fardeau de l’infrastructure électrique et contribuant à la réduction des dépenses publiques. Par exemple, le Norton Audubon Hospital de Louisville, Kentucky, a mis en œuvre un système de batteries à glace Trane, réalisant des économies substantielles. Au cours de sa première année d’exploitation après l’installation en 2018, l’hôpital a signalé une réduction d’environ 278 000 $ des coûts énergétiques. Globalement, l’hôpital estime que ce système, ainsi que d’autres mesures d’efficacité énergétique mises en œuvre depuis 2016, a permis de réaliser des économies de près de 4 millions de dollars.
Les experts en énergie durable soulignent l’importance de ces technologies de décalage de charge pour les bâtiments commerciaux cherchant à optimiser leur consommation d’énergie et à intégrer des sources d’énergie renouvelables. Bien que les batteries lithium-ion servent à stocker l’énergie solaire ou éolienne intermittente, les batteries à glace présentent une alternative plus sûre, en particulier dans les environnements sensibles tels que les établissements de santé et les maisons de soins pour personnes âgées, où les risques d’incendie associés à la technologie lithium-ion sont une préoccupation. L’industrie en plein essor des centres de données, stimulée par la croissance exponentielle de l’intelligence artificielle, émerge également comme un marché important pour le stockage d’énergie thermique par glace. Ces installations sont notoirement gourmandes en énergie, une part substantielle de leurs dépenses énergétiques étant consacrée au refroidissement. Le Département de l’Énergie des États-Unis prévoit que les centres de données pourraient consommer jusqu’à 12 % de l’électricité nationale d’ici 2028, soulignant le besoin critique de solutions de refroidissement efficaces.
Le positionnement stratégique de la technologie des batteries à glace est particulièrement prononcé dans des régions comme la Californie, où le réseau électrique dépend fortement de l’énergie solaire pendant la journée, mais se tourne souvent vers des sources d’énergies fossiles comme le gaz naturel après le coucher du soleil. Dans de tels contextes, les batteries à glace peuvent fournir une capacité de refroidissement essentielle pendant la fin de l’après-midi et la soirée, évitant ainsi la nécessité de puiser dans des sources moins durables du réseau. Les compagnies d’électricité reconnaissent de plus en plus la valeur de ces capacités de « décalage de charge », en particulier pendant les mois d’été, lorsque la demande de climatisation atteint son maximum et fait grimper les coûts d’exploitation. L’implication plus large est que les systèmes avancés de stockage d’énergie thermique deviennent indispensables pour gérer le paysage électrique futur, qui sera de plus en plus façonné par les besoins de refroidissement.