TECHNOLOGIE
Le développement de moyens de stockage plus efficient est un des éléments centraux des stratégies de décarbonisation pour plusieurs raisons. Tout d’abord, l’émergence de véhicules à propulsion électrique devrait permettre de réduire les émissions dans le secteur du transport, qui représente environ 16% des émissions de CO2. D’après BNEF, le nombre de véhicules électriques pour passagers au niveau global devrait augmenter fortement au cours des prochaines années, passant de 12 millions en 2020 à 54 millions en 2025. Cet important développement va mettre une forte pression sur la chaîne de valeur dans le secteur du stockage d’énergie comme dans l’extraction de matières premières comme le lithium ou l’assemblage des batteries.
Une autre application du stockage d’énergie provient des énergies renouvelables. L’une des principales faiblesses des sources d’énergie renouvelables est leur intermittence. En effet, celles-ci doivent être stockées lorsqu’elles sont abondantes afin d’être utilisées ultérieurement lorsque que la demande est supérieure à la production car ces sources d’énergies ne sont pas disponibles en permanence. Plusieurs solutions peuvent contribuer à résoudre ce problème en stockant le surplus d’énergie lorsque l’offre est élevée afin de l’utiliser lorsque la demande dépasse la capacité de production d’énergie.
Une des méthodes la plus utilisée de nos jours pour stocker de l’énergie dans les bâtiments sont les batteries. Plusieurs technologies sont utilisées dans la fabrication de batteries. La plus répandue, la technologie lithium-ion, représente plus de 70% des déploiements mondiaux en termes de MWh depuis 2016. Dans cette batterie, le lithium se trouvant au pôle négatif est ionisé. Les ions ainsi produits se déplacent ensuite de l’anode, à travers un électrolyte intermédiaire, vers les espaces de la cathode en disulfure de titane. Les électrons libérés passent dans un circuit externe pour créer un courant électrique qui peut être utilisé pour effectuer un travail. Pendant le cycle de recharge, le courant externe est inversé et les ions de lithium se déplacent à nouveau à travers l’électrolyte en réponse.
D’autres technologies innovantes sont aussi étudiées afin de stocker de l’énergie dans des bâtiments. Par exemple, la société Energiestro développe depuis plusieurs années un volant de stockage d’énergie constitué d’un cylindre en béton capable de résister à une grande vitesse de rotation pour stocker de l’énergie sous forme cinétique. Lorsque l’énergie est abondante, un moteur accélère le volant et récupère l’énergie via un système de dynamo lors du freinage de celui-ci afin de générer de l’énergie. Une autre technologie développée par Energy Dome, une start-up italienne, stocke du gaz sous haute pression lorsque l’électricité est abondante; lorsque l’électricité est nécessaire, le gaz est décompressé en passant dans une turbine afin de produire de l’énergie.
ENERGY VAULT ET L'ÉNERGIE GRAVITATIONNELLE
La société tessinnoise Energy Vault propose elle de stocker de l’énergie sous forme gravitationnelle en montant et descendant des blocs de bétons de 35 tonnes en fonction des besoins en énergie. Son premier prototype, une tour de 120 mètres de hauteur, permet de stocker jusqu’à 35 MWh d’électricité.
ANALYSE
Depuis leur invention dans les années 90, le prix par kWh des batteries a été réduit de 98%, en partie grâce à de nouvelles technologies de production et aux économies d’échelle: plus le nombre de batteries produites est élevé, plus les producteurs peuvent répartir les coûts initiaux de construction des usines et user de leur influence sur les fournisseurs pour faire baisser les prix des composants essentiels. Aujourd’hui, le prix par kWh de stockage d’énergie avoisine les $140. Néanmoins, le développement du marché des batteries ne devrait pas s’arrêter là. De 22 GWh en 2019, la capacité globale de stockage d’énergie devrait atteindre 5’827 GWh en 2050, soit une augmentation d’environ 18% par an qui nécessitera des investissements à hauteur d’environ 1’000 milliards de dollars d’ici 2050.
Des investissements sont aussi entrepris dans la recherche et développement de batteries alternatives plus efficientes. Par exemple, la société américaine Solid Power, supportée par Ford et BMW, est récemment entrée en bourse afin de financer la production de batteries à électrolyte solide. En théorie, ces batteries seraient plus efficientes, plus rapide à recharger, et seraient moins sujettes aux incendies.
Évolution de la puissance photovoltaïque installée en Suisse par année, en MW
(Source: OFEN)
