Quel est le rôle des batteries dans l'électricité du futur ?
L'ère des énergies fossiles devrait bientôt prendre fin. Pour réussir le tournant énergétique, il faut des énergies renouvelables. Mais celles-ci ne sont pas toujours disponibles quand on en a besoin. Martin Winter de l'université de Münster et Dirk-Uwe Sauer, de la RWTH d'Aix-la-Chapelle, expliquent dans une interview comment se présente l'avenir de l'approvisionnement en électricité et quelle contribution peuvent apporter les batteries.
ntv : Quelle contribution les batteries peuvent-elles apporter à la transition énergétique et quels sont les principaux défis ?
Martin Winter : Il faut dire clairement que notre réseau doit être renouvelé depuis de nombreuses années. Nous avons beaucoup trop peu investi dans ce domaine. Si nous développons vraiment l'e-mobilité avec les voitures électriques, les pompes à chaleur et tous les appareils électroménagers, des goulots d'étranglement peuvent apparaître, notamment au niveau local. Nous devons étendre le réseau électrique, le rendre plus intelligent et mettre en place en même temps une infrastructure de recharge. Nous avons donc besoin d'un réseau intelligent qui, dans le meilleur des cas, peut être contrôlé en temps réel.
Dirk-Uwe Sauer : Le stockage est un élément de l'infrastructure, tout comme les réseaux électriques. Le besoin de stockage dépend de nombreux facteurs. En tout état de cause, l'utilisation du stockage vise d'une part à augmenter la rentabilité de l'approvisionnement en énergie et d'autre part à garantir la fiabilité de l'approvisionnement en énergie. Il ne s'agit donc pas de "faire le plus possible", mais de trouver la bonne quantité pour une exploitation rentable.
Quels sont les types de batteries disponibles ?
Hiver : Pour le moment, la technologie lithium-ion est imbattable. L'avantage de cette batterie est avant tout son efficacité. Elle a un rendement très élevé. La batterie restitue plus de 90 pour cent de l'énergie stockée. De plus, elle est évolutive, passant du plus petit au plus grand. L'échelle va de la petite batterie de téléphone portable ou de la batterie de montre à l'énorme centrale de stockage.
Quelles sont les alternatives ?
L'hiver : Les candidats chauds sont la technologie lithium-métal et la batterie sodium-ion. La batterie lithium-métal est une technologie ancienne qui n'était pas suffisamment sûre jusqu'à présent. On pense désormais qu'elle peut être maîtrisée - et ce sous forme de batterie à l'état solide. L'électrolyte liquide est remplacé. L'avantage est la haute densité énergétique, ce qui signifie que ces batteries ont une capacité plus élevée pour la même taille et le même poids. Pendant ce temps, la Chine fait beaucoup de publicité pour la batterie sodium-ion. L'avantage est que le sodium est plus facilement disponible que le lithium. En outre, on y voit des avantages en termes de coûts. Nous ne sommes donc vraiment pas mal lotis en matière de technologies de stockage.
À quelle vitesse les installations de batteries peuvent-elles être mises en place ?
Sauer : Assez rapidement. Sur le plan technologique, nous sommes prêts. Nous n'avons aucun problème pour mettre en place les besoins de stockage nécessaires et l'espace n'est pas non plus un réel problème. Prenons par exemple la plus grande centrale de pompage-turbinage d'Allemagne, à Goldisthal : si l'on laissait sortir l'eau du lac supérieur et que l'on remplissait le volume du lac avec des batteries lithium-ion, la capacité de ces batteries serait facilement 300 fois supérieure à ce qui est réalisé aujourd'hui via l'eau. De plus, l'utilisation d'accumulateurs peut encore atténuer les goulots d'étranglement locaux du réseau ou les pics de puissance, par exemple dans les usines.
Et les gisements de lithium ?
L'hiver : Il existe de grands gisements de lithium, y compris en Allemagne. La question est de savoir si nous voulons les attaquer. L'exploitation du lithium dans le fossé rhénan ou dans les monts Métallifères, nous aurions assez de lithium pour les 50 prochaines années.
Plus de route à sens unique du fournisseur au client : Comment allons-nous diriger l'électricité à l'avenir ?
L'hiver : Notre système énergétique réclame une utilisation décentralisée. Nous devons au mieux consommer ou stocker l'électricité là où elle est produite. Nous ne nous contentons donc pas de brancher notre voiture sur le réseau pour la recharger, mais nous déchargeons également la batterie. Grâce à une gestion de la batterie, la borne de recharge est mon contact avec le fournisseur d'électricité. Celui-ci peut me demander de l'électricité la nuit, mais il me garantit que le matin, ma batterie sera suffisamment chargée pour me permettre d'aller au travail. Cela demande bien sûr plus de planification. Mais cela permet même de prolonger la durée de vie de la batterie. On entretient la batterie en la chargeant et en la déchargeant de manière contrôlée et on peut ainsi prolonger sa vie. Peut-être aurons-nous alors de grandes installations qui stockeront temporairement les énergies renouvelables. Je pense à une sorte de station-service où les véhicules viendraient chercher de l'électricité qui y serait stockée temporairement.
Sauer : Aujourd'hui déjà, la capacité de stockage dans les batteries des véhicules électriques en Allemagne est deux fois plus importante que celle que nous avons mise en place en plus de cent ans sous forme de centrales de pompage-turbinage. La numérisation croissante du système énergétique va créer de plus en plus de possibilités dans ce domaine. Rien qu'une commande intelligente de la charge des véhicules électriques, une réinjection d'énergie à partir des véhicules et la commande des systèmes de chauffage avec des accumulateurs thermiques apportent ici des performances énormes qui peuvent couvrir les problèmes en une journée. L'utilisation de ces flexibilités est alors également beaucoup plus économique que la construction de nouveaux réservoirs.
Pourquoi les batteries de voiture pourraient-elles jouer un rôle aussi important ?
Sauer : En cas d'utilisation d'une batterie provenant d'un véhicule électrique, les coûts d'investissement sont déjà réalisés et, en cas d'utilisation intelligente, les batteries des véhicules ne vieilliront pas beaucoup plus que sans cette utilisation. Dans un premier temps, seuls les coûts d'exploitation doivent donc être couverts.
Quel rôle l'État doit-il jouer dans la transition énergétique ?
Winter : Nous devons adapter la liberté du marché de l'électricité. Les réseaux en particulier, et donc leur stabilité, doivent être contrôlés en permanence. Je considère cela comme une tâche de l'État. Ce n'est pas une bonne idée de considérer l'approvisionnement en énergie électrique et l'électromobilité uniquement d'un point de vue économique. Il est bien sûr très confortable de continuer à brûler des énergies fossiles si nous recevons simplement le gaz du monde entier. Mais nous devons changer d'attitude. La politique doit entraîner les gens progressivement, elle doit formuler des objectifs tangibles et toujours penser à ce qui est faisable. Il vaut mieux dire aux gens ce qui sera réalisable demain plutôt que de leur imaginer un scénario utopique dans un avenir lointain.
Sauer : Au cours de la deuxième moitié de janvier 2023, nous avons connu une période de noir presque parfait. Si nous triplons la part de l'éolien et du solaire, cela ne suffira toujours pas à couvrir les besoins en électricité durant cette période. Pour cela, il faut un stockage à long terme. Le stockage à long terme ne sera peut-être utilisé dans sa totalité qu'une fois par an. Il n'y a donc que très peu d'occasions de refinancer les coûts d'investissement.
Oliver Scheel s'est entretenu avec Martin Winter et Dirk-Uwe Sauer.
Source: www.ntv.de
