Les batteries du futur !
Tout le monde connaît les piles, la plupart les utilisent tous les jours de leur vie. Ils sont présents dans toutes sortes d'appareils électroniques grand public, des montres aux ordinateurs portables en passant par les téléphones portables. Lorsque la plupart pensent à une pile, une pile chimique AA commune vient à l'esprit, du type que vous pourriez mettre dans une torche ou une télécommande de télévision. Cependant, ce type de technologie est beaucoup plus répandu que cela. Les batteries peuvent prendre de nombreuses formes et sont largement utilisées dans les industries de production et de stockage d'électricité pour gérer l'énergie électrique au sein des réseaux. En fait, la technologie des batteries est susceptible d'être le facteur clé du développement de la technologie des énergies renouvelables dans les années à venir.
Ceci est le résultat d'une bizarrerie associée aux énergies renouvelables. Contrairement à d'autres sources d'énergie qui peuvent être allumées et éteintes selon les besoins, la production d'énergie renouvelable dépend du temps, si les conditions météorologiques sont mauvaises, aucune électricité n'est produite. Cela s'applique particulièrement au solaire qui ne produit de l'électricité que le jour et pas la nuit. Cela conduit à un problème d'équilibrage de puissance, l'électricité est utilisée tout au long de la journée et de la nuit et doit donc être générée par le réseau pour répondre à la demande.
Un système entièrement renouvelable ne répondrait pas à cette exigence car la production d'énergie va et vient. Un système pour collecter l'énergie produite pendant la journée et la distribuer en cas de besoin est nécessaire. C'est là que les batteries entrent en jeu. De grandes banques de batteries peuvent stocker l'électricité et la libérer en cas de besoin. Des systèmes de ce type sont déjà utilisés aujourd'hui. De grandes banques de batteries lithium-ion ont été construites dans le cadre du réseau australien pour stocker l'énergie excédentaire. Les banques sont actuellement en période d'essai pour tester leur efficacité.
Les batteries au lithium-ion sont actuellement la forme de batteries la plus populaire dans l'industrie, ce sont les batteries couramment utilisées dans les téléphones mobiles, l'électronique grand public ainsi que les véhicules électriques. C'est parce qu'ils sont, pour le moment, la meilleure solution disponible pour ces applications. Cependant, ils présentent certains inconvénients, en particulier lorsque vous envisagez de les appliquer au stockage d'électricité du réseau à grande échelle, comme nous l'examinons aujourd'hui. Les matériaux nécessaires à la production des batteries sont difficiles à trouver car ils sont principalement extraits dans des pays africains avec de mauvaises pratiques de travail éthiques, ce qui entraîne une grande exploitation dans l'industrie minière du lithium.
https://www.energy.gov/eere/articles/how-does-lithium-ion-battery-work
Ces problèmes d'approvisionnement en matériaux font également que les batteries lithium-ion sont coûteuses à produire, de sorte que l'unité de stockage d'électricité par livre dépensée, en d'autres termes la rentabilité, est faible. Enfin, ces batteries peuvent avoir des problèmes de stabilité avec plusieurs batteries provoquant des incendies à grande échelle dans les centres de test de batteries australiens lorsque les batteries ont surchauffé. Ainsi, bien que ces batteries soient idéales pour un certain nombre d'appareils électroniques grand public, elles ne sont pas si bonnes pour le stockage d'électricité à grande échelle.
Alors, quel genre d'alternatives existe-t-il? Il y a bien sûr la manière traditionnelle de stocker l'électricité… l'eau ! Les barrages hydroélectriques sont partout dans le monde et une méthode éprouvée de stockage et de libération de l'électricité. Pendant les pics de production d'électricité, l'eau est pompée dans un réservoir et lorsque l'électricité est nécessaire, l'eau est libérée du réservoir et passe à travers une turbine, générant de l'électricité. Ce système est utilisé depuis des centaines d'années sous une forme ou une autre, c'est donc un moyen très fiable de stocker de grandes quantités d'énergie. Cependant, il a un gros inconvénient, à savoir l'espace et l'investissement nécessaires pour construire un si grand projet. Ce type de projet est également limité à une certaine géographie nécessitant de grands dénivelés et des paysages montagneux.
Ce dont la technologie des batteries a besoin, c'est de l'innovation. Heureusement, un certain nombre de nouvelles idées de technologies de batteries sont en cours de développement pour tenter de combler cette lacune sur le marché. Une nouvelle startup passionnante basée à Édimbourg a développé une technologie dans la même veine que les centrales hydroélectriques alimentées par gravité dont nous venons de parler, soulevant un poids lourd à la place de l'eau. Gravitricity a construit un banc d'essai pour cette nouvelle technologie à Prince Albert Dock, avec des résultats prometteurs ! L'objectif final de l'entreprise est de moderniser les mines de charbon désaffectées du Royaume-Uni en tant que longs puits pour soulever et abaisser de gros poids afin de stocker et de libérer de l'électricité.
https://www.energylivenews.com/2021/03/10/gravity-energy-storage-project-lifts-off-in-edinburgh/
Passons maintenant à un autre type d'énergie… Thermique ! Des chercheurs de nombreuses institutions à travers le monde étudient le développement de batteries thermiques. Ces batteries chauffent les matériaux lorsqu'il y a un excès d'électricité et convertissent cette même chaleur en énergie électrique pour une utilisation lorsqu'il y a moins d'énergie disponible. Les versions de haute spécification de cette technologie utilisent des sels fondus, chauffés à plus de 1000 degrés Celsius comme matériau de stockage thermique. Des systèmes comme celui-ci ont été très prometteurs en tant que méthode de stockage d'énergie, mais sont toujours confrontés à des problèmes de déplacement des sels fondus afin de générer de l'électricité à partir d'eux.
Une version de spécification inférieure de cette technologie a été installée en Finlande. Le système, en partenariat avec un village local, chauffe le sable ordinaire à 500 degrés Celsius en utilisant des sources d'énergie renouvelables. Cette énergie stockée peut ensuite être utilisée toute l'année pour chauffer les maisons locales de manière constante (un facteur particulièrement important pendant les hivers finlandais froids). Cette preuve de concept de l'usine pilote est particulièrement excitante car il s'agit d'un moyen extrêmement bon marché de stocker l'électricité et qui pourrait facilement être intégré dans les communautés locales, offrant une opportunité de développer des micro-réseaux locaux.
https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-61996520
J'espère que vous pouvez maintenant voir à quel point la technologie des batteries est importante pour l'avenir vert de la Terre et comment différentes technologies sont en cours de développement pour garantir que l'énergie renouvelable est plus efficace et moins chère que jamais !