Stockage de l’énergie électrique : Prospective et Recommandations

Stockage de l’énergie électrique

Prospective et Recommandations

Face au développement des EnR, de la mobilité électrique et de l’autoconsommation, le stockage de l’électricité prend de plus en plus d’ampleur.

La technologie qui se développe le plus est la batterie Li-ion. Contrairement aux apparences, son prix ne cesse de baisser (moins de 100$/kWh en 2030 contre 200 aujourd’hui) et sa densité énergétique ne cesse de d’augmenter (180Wh/kg en 2030 contre 120 aujourd’hui). Et même avec une forte augmentation du prix de la tonne de Lithium, le prix des batteries n’augmentera pas. La question de disponibilité ne se pose actuellement pas (400 ans de réserve en 2016). En revanche, des craintes sont exposées quant à la disponibilité du cobalt (contexte géopolitique critique) et du nickel. D’autres technologies de batteries se développent fortement comme les Sodium-ions. Bien que prometteur, il faut encore attendre quelques années avant le développement industriel.

Une autre technologie bien présente en France est le stockage hydraulique (STEP ou Barrage). Si la France dispose encore de 7GW de capacité à installer, il est peu probable qu’elle le fasse du fait de nombreuses contraintes environnementales.

Le stockage via l’hydrogène est une technologie très prometteuse. Bien qu’encore chère, elle pourrait facilement se compléter avec les batteries notamment dans le transport pour les longues distances. Cependant, cette technologie sera réellement propre si l’électrolyse est réalisée à partir des énergies renouvelables.

De manière générale

Il convient dès maintenant, de développer la filière de production, de réutilisation et de recyclage des batteries de Li-ion en Europe.

Si nous voulons réduire notre empreinte carbone, il est nécessaire de développer le « Made in Europe ». La fabrication de batterie en France permettrait de réduire les GES de 2 à 3 MTCO2 eq par an en 2035.

La réutilisation systématique des batteries permettra de les exploiter au maximum de leur potentiel (l’empreinte carbone s’en trouve d’autant plus réduit) et de réduire le nombre de batteries neuves nécessaires pour le stockage stationnaire domestique.

La non recyclabilité des batteries serait un désastre écologique au vu du nombre de batteries qui seront en circulation (2 millions en France rien que la mobilité en 2030, ce qui représente plusieurs milliards de cellules à recycler). Mais le recyclage permettra de réduire les dommages environnementaux (1 tonne de lithium requiert 28 tonnes de batteries contre 250 tonnes de minerai ou 750 tonnes de saumure) et notre dépendance aux importations de lithium de cobalt et de nickel.

Stockage et réseau

Si les études ont montré l’importance du stockage par batteries et supercondensateurs pour stabiliser le réseau et augmenter la part des énergies renouvelables dans les années à venir, l’intérêt économique reste encore à prouver. Surtout si les pays Européen intensifient leurs interconnexions dans le but de faciliter le transit des puissances des EnR. Enfin, il ne semble pas pertinent d’employer des batteries de 2nd vie.

Stockage et mobilité

Face au dérèglement climatique, il est nécessaire de repenser notre rapport à la mobilité.

Il faut favoriser la recharge lente et les batteries de faible capacité. Un fort taux de recyclage permettrait une économie de 1 à 2 MtCO2 eq par an. En parallèle, il est nécessaire de développer les transports en commun afin d’accompagner cette mobilité (économie de 7MtCO2 en 2035). Il est nécessaire aussi d’accentuer le déploiement des points de recharge notamment dans les zones rurales et les résidences collectives.

Stockage et autoconsommation

Si l’autoconsommation est une excellente initiative, il n’est pas encore rentable économiquement de l’accoupler avec une station de stockage. L’horizon 2030 ci prêtera davantage grâce aux nombreuses batteries de seconde vie qui seront disponibles. L’intérêt économique rejoindra alors l’intérêt environnemental.

Note :

Cet article est issue d’une synthèse faite par mes élèves HEI5 ESEA dans le cadre de leur projet Etude et Recherche. La synthèse complète avec un état de l’art et une propective sur le stockage de l’énergie électrique est disponible ICI.

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