Alors que les entreprises de services publics et les sociétés industrielles cherchent à utiliser davantage d’énergie renouvelable, le marché des batteries à l’échelle du réseau connaît une expansion rapide. Les alternatives à la technologie lithium-ion pourraient offrir des avantages environnementaux, sociaux et en matière de sécurité. De plus, ces nouvelles chimies peuvent mieux répondre aux besoins du réseau électrique et des applications industrielles que le lithium ne couvre pas efficacement.
« Je pense que le marché du stockage à longue durée est en train d’émerger », a déclaré Mark Higgins, directeur commercial et président de Redflow pour l’Amérique du Nord. « Nous observons une montée en puissance très rapide des types et de la taille des projets sur lesquels nous travaillons. Nous avons déployé environ 270 projets dans le monde. La plupart étaient de petits systèmes décentralisés ou de réseaux distants. Ce que nous voyons aujourd’hui, ce sont bien plus de projets connectés au réseau. »
« La demande… semble augmenter tous les jours », a ajouté Giovanni Damato, président de CMBlu Energy. Les projections médiatiques de croissance dans ce domaine sont énormes. « Nous sommes vraiment enthousiastes à l’idée de pouvoir jouer dans cet espace et d’apporter autant de capacité que possible. »
De nouveaux marchés industriels deviennent également actifs. Les usines chimiques, les aciéries et les usines de traitement des métaux n’ont pas été en mesure de déployer efficacement l’énergie renouvelable jusqu’à présent en raison des dangers d’incendie associés aux batteries, a expliqué Mukesh Chatter, co-fondateur et PDG d’Alsym Energy. « Lorsque vous générez déjà beaucoup de chaleur dans ces usines et qu’il y a un risque d’incendie, vous ne voulez pas déployer de batterie qui soit inflammable. »
Chatter a signalé qu’il n’existe pas de consensus au sein des organisations industrielles sur la définition du stockage d’énergie à longue durée. Cependant, plusieurs prétendants développent des solutions de stockage pour ce marché. Nous allons ici examiner Redflow, CMBlu Energy et BASF Stationary Energy Storage.
Batteries zinc-bromure
Redflow fabrique des batteries à flux zinc-bromure depuis 2010, a indiqué Higgins. Ces batteries ne nécessitent pas les minéraux critiques utilisés dans les batteries lithium-ion, souvent extraits dans des régions du monde ayant des pratiques de travail dangereuses ou des risques géopolitiques. Les minéraux pour ces batteries zinc-bromure sont abordables et faciles à obtenir.
Les batteries à flux contiennent des électrolytes liquides ou gazeux qui circulent à travers des cellules depuis des réservoirs, selon le site du Forum International sur les Batteries à Flux :
La conversion d’énergie entre l’énergie électrique et l’énergie chimique stockée se produit dans la cellule électrochimique. Celle-ci se compose de deux demi-cellules séparées par une membrane poreuse ou échangeuse d’ions. La batterie peut être constituée de matériaux peu coûteux et largement disponibles, tels que des thermoplastiques et des matériaux à base de carbone. De nombreuses parties de la batterie peuvent être recyclées. Les électrolytes peuvent être récupérés et réutilisés, ce qui entraîne un faible coût de possession.
La fabrication de ces batteries est assez différente de celle d’autres types de batteries. « Je dirais que notre processus de fabrication ressemble beaucoup plus à… un processus de fabrication automobile qu’à celui d’électronique… comme pour une batterie lithium-ion », a déclaré Higgins. « Essentiellement, il s’agit d’assembler des batteries composées de réservoirs en plastique, de pompes, de ventilateurs et de tubes. C’est une batterie à flux, donc un liquide circule à travers le système en passant par un empilement électrique contenant les cellules, où se trouve la majeure partie de la propriété intellectuelle de Redflow. Le reste de la batterie est constitué de pièces que nous pouvons obtenir presque partout. »
La charge et la décharge se produisent à l’intérieur d’un empilement électrique. Dans cet empilement, le zinc se dépose sur une surface en carbone au cours du processus de charge. Il se dissout ensuite dans le liquide lors de la décharge, a précisé Higgins.
L’électrolyte zinc-bromure provient d’un produit chimique industriel utilisé depuis longtemps dans le secteur pétrolier et gazier, a ajouté Higgins.
Cette batterie ne peut pas prendre feu, et toutes ses parties sont recyclables, a précisé Higgins. « Vous n’avez aucun des matériaux toxiques que l’on trouve dans une batterie lithium-ion. » Le liquide électrolytique peut être réutilisé dans d’autres batteries. S’il est contaminé, il peut être utilisé par l’industrie pétrolière et gazière. En cas de fuite de la batterie, son contenu peut être rapidement neutralisé et n’est ensuite plus dangereux.
« En ce moment, nous fabriquons nos batteries en Thaïlande », a affirmé Higgins. « Le processus et les salaires sont tous conformes à des normes équitables, et nous respectons tous les standards environnementaux et de travail pertinents. » Les principales sources de bromure viennent de la mer Morte ou des États-Unis. Le zinc est issu de l’Europe du Nord, des États-Unis ou du Canada.
Les batteries utilisent généralement un programme de maintenance annuel pour remplacer les composants qui s’usent ou tombent en panne, ce qui n’est pas possible avec de nombreux autres types de batteries. Higgins a estimé qu’à terme, dans deux à quatre ans, cette technologie sera « totalement compétitive avec le lithium-ion » en termes de coûts. Certaines subventions gouvernementales ont contribué au processus de commercialisation.
De mon point de vue, il est passionnant de voir comment ces innovations pourraient transformer notre avenir énergétique. J’ai constamment remarqué l’importance de diversifier nos sources d’énergie, particulièrement avec les défis environnementaux auxquels nous sommes confrontés. Les progrès réalisés dans le stockage de l’énergie sont essentiels pour maximiser l’utilisation des énergies renouvelables, et je suis impatient de suivre l’évolution de ces technologies. Elles acquièrent une importance croissante dans des secteurs où la gestion de l’énergie est critique.
