10 choses à savoir sur les technologies de stockage de l'énergie

Lestockage de l'énergie est essentiel pour stabiliser les réseaux électriques, intégrer les énergies renouvelables et améliorer l'efficacité énergétique dans tous les secteurs. Voici dix faits essentiels à connaître :

1. Le stockage de l'énergie garantit la fiabilité des énergies renouvelables

Les solutions de stockage de l'énergie permettent essentiellement de remédier à l'intermittence des sources d'énergie renouvelables. La disponibilité de l'énergie solaire et éolienne dépend des conditions météorologiques et de l'heure de la journée, ce qui entraîne la production d'électricité lorsque la demande est moindre, et c'est à ce moment-là que les solutions de stockage peuvent offrir cette énergie. L'Agence internationale de l'énergie indique que l'ampleur des solutions de stockage en réseau devra être multipliée par plus de six en 2030 pour que les objectifs en matière de sources d'énergie renouvelables puissent être atteints.

2. Les batteries lithium-ion dominent actuellement le marché

Parmi toutes les solutions de stockage disponibles aujourd'hui, les batteries lithium-ion sont les plus utilisées. Cela est dû à la forte densité énergétique contenue dans ces cellules, qui offrent un rendement aller-retour supérieur à 90 %, et au fait que le coût de ces batteries a baissé de près de 90 % par rapport à son niveau de départ en 2010. Actuellement, les batteries lithium-ion représentent plus de 85 % des nouvelles installations de stockage par batterie.

3. Les batteries à flux rendent possible le stockage d'énergie à long terme

Bien que les batteries lithium-ion brillent par leurs cycles de décharge courts, elles ne sont pas conçues pour cela. En revanche, les batteries à flux répondent à cette exigence. Les batteries à flux sont conçues pour stocker l'énergie dans des électrolytes fluides contenus dans un réservoir externe. C'est pourquoi elles sont idéales pour les applications de longue durée, qui peuvent aller de 6 à 12 heures, voire plus. Ces exigences sont nécessaires dans les réseaux dominés par les énergies renouvelables.

4. Les batteries à l'état solide sont la prochaine génération

Si l'on se projette dans le temps, il ne fait aucun doute que les batteries à l'état solide sont considérées comme révolutionnaires. À cet égard, elles se proposent de modifier ou d'améliorer les technologies de batteries actuelles en ce sens qu'elles sont plus sûres parce qu'elles ne contiennent aucun liquide inflammable. Dans ce cas, il semble que leur adoption ou leur production n'en soit encore qu'à ses débuts.

5. Stockage de l'hydrogène et décarbonisation profonde

Outre le stockage dans les batteries, l'hydrogène est une forme flexible de stockage de l'énergie à long terme. L'excédent de production d'énergie à partir de sources renouvelables peut être utilisé pour produire de l'hydrogène vert par électrolyse, qui peut être stocké et utilisé pour la production d'énergie ou des applications industrielles directes. Le stockage de l'hydrogène est très important pour les industries qui sont difficilement électrifiées, comme la production d'acier et d'autres industries chimiques, le transport maritime et le camionnage de longue distance, par exemple.

6. L'hydroélectricité par pompage reste en tête en termes de taille

Bien que l'utilisation des batteries et d'autres formes de solutions de stockage ait connu une croissance assez forte, l'hydroélectricité par pompage reste le leader en termes de capacité installée. L'hydroélectricité pompée représente plus de 90 % de la capacité mondiale de stockage d'énergie et utilise la différence d'altitude entre deux réservoirs pour stocker l'énergie. Cette technologie offre des solutions à long terme, avec une durée de vie de plus de 50 ans.

7. Le stockage de l'énergie thermique réduit la demande de pointe

Le stockage de l'énergie thermique représente une autre méthode essentielle de gestion des systèmes énergétiques. Le stockage de l'énergie thermique consiste à stocker l'énergie thermique, comme la chaleur ou le froid, et à l'utiliser ultérieurement. Le stockage de l'énergie thermique permet d'atténuer les pics de consommation d'énergie. La technologie de stockage de l'énergie thermique prend plusieurs formes, telles que le système de stockage de sels fondus couramment utilisé dans les centrales solaires à concentration, la chaleur industrielle et le stockage de l'eau froide.

8. Les supercondensateurs fournissent une énergie instantanée

Alors que dans une batterie, le stockage de l'énergie est chimique, dans un supercondensateur, le stockage est électrostatique. Les supercondensateurs peuvent être chargés et déchargés en quelques secondes, peuvent supporter des millions de cycles et ont une puissance élevée. Bien que leur densité énergétique soit inférieure à celle d'une batterie, les supercondensateurs constituent une bonne option pour les courtes périodes d'énergie, comme dans les applications de freinage électrique, de régulation de la fréquence et de lissage de la puissance.

9. Les batteries sodium-ion constituent une alternative économique

Alors que la chaîne d'approvisionnement des batteries au lithium suscite de plus en plus d'inquiétudes, les batteries sodium-ion apparaissent comme une alternative moins chère et plus respectueuse de l'environnement. Le sodium peut être facilement obtenu, ce qui élimine toute préoccupation liée aux ressources et à la géopolitique. Bien que la technologie des batteries sodium-ion ait une faible densité énergétique par rapport à la technologie des batteries lithium-ion, elle peut être utilisée efficacement pour des applications de batteries stationnaires, en particulier si le coût, la sécurité et les longues durées de vie sont considérés comme des priorités.

10. Batteries provenant d'applications de seconde vie : Augmentation de la valeur et réduction de la consommation d'énergie

Enfin, les batteries de seconde vie deviennent peu à peu une solution durable. Les batteries de véhicules électriques qui ne répondent pas aux normes requises pour être utilisées dans les voitures ont environ 70 à 80 % de la charge de la batterie qu'elles avaient à l'origine. Cette technologie améliore l'utilisation des batteries pour le stockage de manière à assurer une durée de vie durable. Pour plus d'informations, veuillez consulter le site Stanford Advanced Materials (SAM).

Questions fréquemment posées

1. Qu'est-ce que le stockage de l'énergie et pourquoi est-il important ?
Le stockage de l'énergie permet d'économiser l'électricité et de l'utiliser plus tard, ce qui contribue à équilibrer l'offre et la demande, en particulier avec les sources d'énergie renouvelables.

2. Comment les batteries lithium-ion se comparent-elles aux autres technologies ?
Les batteries lithium-ion offrent un rendement et une densité énergétique élevés, tandis que les autres technologies, telles que les batteries d'écoulement et les systèmes sodium-ion, sont mieux adaptées aux applications de longue durée ou sensibles aux coûts.

3. Quel rôle joue l'hydrogène dans le stockage de l'énergie ?
L'hydrogène permet le stockage de l'énergie à long terme et à grande échelle et soutient la décarbonisation dans les industries où les batteries ne sont pas pratiques.

4. Pourquoi l'hydroélectricité par pompage est-elle encore si largement utilisée ?
Sa capacité massive, sa longue durée de vie et sa fiabilité éprouvée rendent l'hydroélectricité pompée indispensable pour le stockage à l'échelle du réseau.

5. Quelle est la durée de vie habituelle des systèmes de stockage d'énergie ?
Les systèmes au lithium-ion ont une durée de vie d'environ 10 à 15 ans, les batteries d'écoulement peuvent dépasser 20 ans et les installations hydroélectriques par pompage fonctionnent souvent pendant plusieurs décennies.