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Une batterie en fer pourrait améliorer l'économie de l'énergie solaire et éolienne
Dans une petite centrale solaire près de Modesto, dans la vallée centrale de Californie, une startup appelée Enervault a récemment dévoilé une technologie de batterie qui pourrait augmenter la quantité d'énergies renouvelables que les services publics peuvent utiliser. La technologie est basée sur des matériaux peu coûteux auxquels les chercheurs avaient largement renoncé parce que les batteries fabriquées à partir de ceux-ci ne duraient pas assez longtemps pour être pratiques. Mais la société affirme avoir trouvé comment faire durer les batteries pendant des décennies.
Batteries incluses : Les grands réservoirs contenant des matériaux de stockage d'énergie à base de fer, de chrome et d'eau constituent un élément clé d'une nouvelle batterie potentiellement peu coûteuse.
La technologie est démontrée dans une grosse batterie qui stocke un mégawattheure d'électricité, assez pour faire fonctionner 10 000 ampoules de 100 watts pendant une heure. Enervault affirme que ses batteries pourraient rivaliser avec la forme de stockage d'électricité la moins chère disponible aujourd'hui - le pompage de l'eau vers le haut d'une colline afin qu'elle puisse faire tourner des turbines lorsqu'elle redescend, ce qui n'est possible que dans certains endroits. La société teste une version similaire, bien que beaucoup plus petite, de la technologie depuis environ deux ans avec de bons résultats. Il a levé 30 millions de dollars de financement, dont une subvention de 5 millions de dollars du département américain de l'Énergie.
Les batteries sont particulièrement bien adaptées au stockage de grandes quantités d'énergie, telles que les heures de production d'un parc éolien ou d'une centrale solaire. Ils pourraient ainsi aider à résoudre un gros problème avec les énergies renouvelables : parfois, ils produisent de l'électricité quand on n'en a pas besoin, comme aux petites heures du matin ou lors des journées fraîches et ensoleillées du week-end.
La technologie est un type de batterie à flux, ainsi appelée parce que les matériaux de stockage d'énergie sont sous forme liquide. Ils sont stockés dans de grands réservoirs jusqu'à ce qu'ils soient nécessaires ; puis ils sont pompés à travers un appareil relativement petit, appelé pile, où ils interagissent pour générer de l'électricité. Construire de plus grands réservoirs est relativement bon marché, donc plus le stockage d'énergie est nécessaire, meilleure est la rentabilité. Cela signifie que les batteries sont les mieux adaptées pour stocker des heures ou des jours d'électricité, et non pour fournir des rafales rapides.
La version particulière de la technologie d'Enervault utilise de l'eau, du chrome et du fer, des matériaux sûrs et bon marché qui avaient été essayés dans les batteries dans les années 1970. Mais des réactions chimiques indésirables telles que la libération d'hydrogène les ont amenés à se dégrader, diminuant la quantité d'énergie qu'ils pouvaient stocker.
En prouvant que les réactions indésirables sont réversibles, nous avons résolu les problèmes de la chimie fer-chrome, déclare Jim Pape, PDG d'Enervault. La société affirme que les matériaux de stockage d'énergie peuvent durer plus de 20 ans.
Un inconvénient important de la technologie est qu'elle est efficace à moins de 70 % : 30 % de l'électricité utilisée pour charger la batterie est perdue (de nombreuses batteries ont une efficacité supérieure à 90 %). La société affirme que l'économie fonctionne toujours, mais qu'une batterie aussi inutile pourrait ne pas être idéale pour les énergies renouvelables à grande échelle. Il faudrait installer davantage de panneaux solaires pour compenser les déchets.
Enervault dit que lorsque les batteries sont produites commercialement à des tailles encore plus grandes que le modèle de démonstration actuel, elles ne coûteront qu'un cinquième du prix des batteries à flux redox au vanadium, qui ont été démontrées à grande échelle et sont probablement le type de batterie à flux le plus proche de marché en ce moment. Des chercheurs de Harvard ont récemment fabriqué une batterie à flux qui pourrait s'avérer moins chère que celle d'Enervault, mais le prototype est petit et pourrait mettre de nombreuses années à se transformer en une version commercialisable (voir Un nouveau matériau de batterie pourrait aider l'éolien et l'énergie solaire à devenir gros). Une spin-off du MIT, Soleil Catalytix , développe également une batterie à flux avancée, mais son prototype est également petit (voir Startup Shows Off Its Cheaper Grid Battery ). D'autres types de batteries bon marché et de longue durée sont en cours de développement, utilisant des matériaux tels que des métaux en fusion (voir Ambri Funding Influx Suggests a New Day for Grid Batteries ).
Le marché des batteries conçues pour stocker des heures d'électricité est encore incertain. Une combinaison de prévisions météorologiques avancées, de centrales électriques à combustibles fossiles réactives, de meilleurs réseaux de transmission et de contrôles intelligents pour l'énergie éolienne et solaire pourrait en retarder le besoin (voir Smart Wind and Solar Power ). La Californie exige de ses services publics qu'ils investissent dans le stockage d'énergie, mais n'a pas précisé de quel type, et il n'est pas clair quels types de batteries s'avéreront les plus utiles à court terme : celles à charge lente comme celles d'Enervault ou celles qui fournissent des rafales de puissance plus rapides aux compenser les variations à court terme de l'approvisionnement énergétique. Tesla Motors, une entreprise développant ce dernier type, espère les rendre abordables en les produisant dans une immense usine (voir Tesla prévoit de commencer à construire sa Gigafactory le mois prochain).