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Au début des années 2000, le gaz naturel à faible coût a commencé à chasser le charbon du secteur de la production d'électricité aux États-Unis. Aujourd’hui, les énergies renouvelables à faible coût commencent à supplanter les centrales électriques à gaz, avec l’aide de nouveaux systèmes de stockage d’énergie. Réduire ces coûts de stockage contribuera à accélérer la transition énergétique, et la startup néerlandaise de batteries à flux Aquabattery s'attend à ce que le vieux sel de table fasse l'affaire.

Une nouvelle batterie à flux salé pour un stockage d'énergie de longue durée

Si tu penses ça nouvelle technologie de batterie sodium-ion est dans le mix, c'est une assez bonne supposition. Les chercheurs ont observé du sodium pour remplacer le lithium dans les batteries Li-ion pour véhicules électriques, mais ce n'est pas le genre de système de stockage d'énergie proposé par Aquabattery.

Aquabattery est spécialisée dans la technologie des batteries à flux, qui exploite la réaction chimique qui se produit lorsque deux liquides spécialisés sont mis en mouvement ensemble, séparés uniquement par une fine membrane.

On parle d'une batterie à flux voiture électrique est tombé sur le CleanTechnica radar de temps en temps, mais l'attention principale des batteries à flux se concentre sur les systèmes de stockage d'énergie stationnaires et de longue durée qui pourraient réduire le besoin de construire de nouvelles centrales à gaz « de pointe », voire les éliminer complètement.

Les batteries Flow présentent plusieurs avantages par rapport aux batteries Li-ion conventionnelles pour le stockage d’énergie stationnaire. Pour commencer, ils peuvent déployer des matériaux non toxiques, ininflammables et abondants en terre, ce qui réduit les coûts tout au long de la chaîne d’approvisionnement.

Les batteries à flux sont également relativement faciles à augmenter ou à réduire, en ajustant stratégiquement la taille des réservoirs de rétention.

Aquabattery décrit sa technologie signature en tant que « batterie à flux acide-base basée sur la dissociation réversible de l’eau ».

"La batterie stocke l'électricité sous forme d'énergie chimique dans des solutions acides, basiques et salées, qui sont conservées dans des réservoirs séparés", explique l'entreprise. « Les pompes font circuler ces fluides à travers une pile électrique dotée d'électrodes séparées par des membranes. Les membranes permettent l’échange d’ions entre électrolytes pour produire de l’électricité.

En ce qui concerne l’évolutivité, Aquabattery couvre :

« La puissance délivrée dépend de la surface des électrodes, tandis que la durée de stockage dépend du volume d'électrolyte. Cela rend les batteries à flux facilement personnalisables et adaptées aux applications de longue durée et au déploiement à grande échelle.

La recherche de la batterie à débit parfait

La principale entreprise énergétique norvégienne, Statkraft, est à la recherche de solutions de stockage d'énergie de longue durée adaptées aux besoins du marché européen de l'énergie. Les matrices Li-ion typiques durent 4 à 6 heures. Les batteries Flow et d'autres nouvelles technologies de longue durée offrent une autonomie de 8 heures et plus, y compris des jours et des semaines.

Statkraft possède déjà une empreinte longue et profonde en matière de stockage d'énergie de longue durée, grâce à ses participations dans le secteur de l'hydroélectricité. Cependant, l’hydroélectricité est limitée par la géographie et la disponibilité de l’eau. Les batteries à flux offriraient à Statkraft une gamme beaucoup plus large d'opportunités de stockage, en plus d'éviter les infrastructures et la géo-ingénierie conséquentes requises par les nouveaux systèmes hydroélectriques.

Si vous vous demandez pourquoi ne pas simplement construire de plus grandes gammes de batteries Li-ion, c'est une bonne question. Statkraft a évalué que la technologie Li-ion était utile dans certains contextes, mais pas dans d'autres.

«Les batteries lithium-ion sont avant tout une bonne solution pour l'équilibrage du réseau à court terme, de quelques secondes à une heure», explique Matthias Holzenkamp, ​​responsable de la gestion des actifs commerciaux de la branche allemande de Statkraft.

"Les batteries sont capables de fournir de grandes quantités d'énergie sur une courte période et sont donc très efficaces pour faire face aux fluctuations à court terme de l'alimentation électrique", ajoute-t-il. "Les batteries peuvent également être utiles pour l'équilibrage au cours d'une journée, mais elles entrent souvent en concurrence avec d'autres technologies moins chères."

Holzencamp prévoit une utilisation continue des batteries conventionnelles dans les régions où la disponibilité de l'énergie éolienne ou solaire est assez constante. Cependant, le besoin de stockage d’énergie de longue durée est évident en Europe, où les conditions météorologiques sont plus variables.

« Le marché européen a avant tout besoin de flexibilité à long terme, sur des jours et des semaines », souligne-t-il. « Par exemple, si vous stockez de l’énergie pour compenser une semaine sans soleil, tu as besoin d'une énorme batterie, et cela ne serait pas rentable car la batterie est rarement utilisée », dit-il. « Les batteries coûtent très cher et nécessitent donc de nombreuses heures de fonctionnement pour être rentabilisées. »

Statkraft rencontre Aquabattery

De nombreuses batteries à flux nouvelles et différentes ont émergé du laboratoire ces dernières années, notamment une formule zinc-brome exploré pour la première fois par Exxon dans les années 1970.

Statkraft semble avoir trouvé ce qu'il cherchait dans Aquabattery. La semaine dernière, les deux sociétés ont annoncé un nouveau partenariat visant à tester la batterie à flux de sel de table d'Aquabattery sur un site de la ville néerlandaise de Delft.

Si tout se passe comme prévu, les retombées de la transition énergétique seront importantes.

« Le stockage d'énergie de longue durée peut être utilisé pour déplacer l'énergie des heures de pointe vers les heures de faible production et pour différer les investissements coûteux dans les infrastructures de réseau. Cela pourrait également atténuer la congestion du réseau, qui constitue aujourd'hui un problème dans de nombreux pays et qui entrave centrales éoliennes et solaires de se connecter au réseau », explique Statkraft.

Nous le saurons bien assez tôt. Le test pilote devrait durer de 6 à 12 mois et fournir suffisamment d'informations pour évaluer l'évolutivité et l'adéquation du système à une application commerciale.

Statkraft prévoit que la batterie à flux d'Aquabattery assurera un stockage d'énergie de longue durée, au minimum huit heures pour commencer, sur « plusieurs jours ou semaines ».

Les États-Unis attrapent la fièvre des batteries à flux

Les batteries à flux conviendraient également au marché américain, et l'armée américaine envisage déjà de partager l'amour des batteries à flux. Plus tôt cette année, l'armée a commencé tester les batteries à flux développé par Lockheed Martin à Fort Carson dans le Colorado. S’ils aiment ce qu’ils voient, des batteries à flux pourraient être installées dans les installations du ministère de la Défense du monde entier ainsi qu’ici aux États-Unis.

Le ministère américain de l'Énergie est également sur le coup. Le Laboratoire National d'Argonne de l'agence, par exemple, a évalué le comportement des batteries à flux dans les micro-réseaux en mettant l'accent sur adoption généralisée des bornes de recharge pour véhicules électriques.

En juillet dernier, le ministère de l'Énergie a approuvé de manière retentissante la technologie des batteries à flux dans son nouveau Résultats de Stockage 2030 rapport. « Avec la promesse d’un stockage d’énergie moins cher et plus fiable, les batteries à flux sont sur le point de se transformer la façon dont nous alimentons nos maisons et nos entreprises et inaugurons une nouvelle ère d’énergie durable », s’est enthousiasmée l’agence.

Cela reste à voir. Cependant, le ministère de l’Énergie répertorie également plusieurs nouveaux déploiements commerciaux importants de batteries à flux aux États-Unis et ailleurs, indiquant que l’industrie est prête à entrer aux heures de grande écoute.

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Image : La principale entreprise énergétique norvégienne Statkraft s'est associée à la startup néerlandaise Aquabattery pour évaluer les performances d'une batterie à flux. à base de sel de table (avec l'aimable autorisation d'Aquabattery).

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• La source: https://cleantechnica.com/2023/12/10/flow-battery-table-salt-long-duration-energy-storage/