Le stockage jouera un rôle clé dans la transition énergétique. Comme la production d'énergie deviendra plus imprévisible avec le renouvelable, le besoin de stockage va augmenter. Est-ce que les batteries offriront la solution?

« Aujourd’hui, les batteries restent rares dans notre réseau électrique, mais cela changera radicalement dans les prochaines années », prévoit Marcel Didden. Il dirige l’ENGIE Batteries Lab de la DRT (Direction Recherche & Technologies) et expose clairement les évolutions et obstacles de l’univers des batteries. Aurez-vous bientôt votre propre exemplaire ?

« C’est très probable », dit Marcel Didden. « Et c’est déjà le cas dans de nombreux ménages allemands. La réglementation et les subventions y sont favorables. Mais chez nous aussi, des batteries énormes apparaîtront dans le réseau électrique et de plus petits exemplaires domestiques dans nos garages. Pourquoi ? D’une part, parce que leur coût diminuera fortement : le scénario d’une baisse de 75% d’ici 2030 est réaliste. D’autre part, suite à l’essor de sources d’énergie imprévisibles, comme le solaire et l’éolien, le réseau a besoin de flexibilité. »

Charger à faible coût

Marcel explique ce dernier point par un exemple : « Parfois, les panneaux solaires produisent beaucoup d’énergie, alors que la demande est faible. Et en soirée, c’est l’inverse, ce qui fait grimper le prix. Si vous avez suffisamment de batteries, vous achetez de l’énergie pour charger la batterie quand le prix est proche de zéro. Et vous la déchargez lorsque le prix est élevé. Une batterie rapide est utile aussi pour préserver l’équilibre du réseau. On doit pouvoir réagir rapidement lorsque les gestionnaires des parcs éoliens se trompent dans leur estimation du vent. Le stockage d’énergie dans des batteries le permet. »

Le meilleur utilisateur

En tant que chef de file de la transition énergétique, ENGIE se prépare à l’arrivée de toutes ces batteries. « Bien entendu, nous sommes très proactifs sur le sujet. Voilà pourquoi l’ENGIE Batteries Lab a vu le jour sur le site de DRT-Laborelec à Linkebeek en juin 2014. L’objectif du laboratoire est de faire d’ENGIE le meilleur utilisateur de batteries. Nous ne sommes pas inventeurs, mais un bon utilisateur doit connaître les détails techniques. Nous testons et évaluons donc de nouvelles batteries ici. Nous signons des contrats avec des entreprises innovantes à un stade très précoce. Nous travaillons notamment avec Eos et sa fameuse batterie au zinc.»

Radicalement différent

Le lithium-ion n’est donc plus la clé de tout ? « Non, il y a deux types d’innovation dans ce milieu. D’abord, l’amélioration constante de la batterie actuelle au lithium-ion, utilisée surtout dans les voitures. Et ensuite, l’innovation qui suit une voie totalement différente. Il s’agit de batteries portant toutes sortes de noms chimiques, qui ne sont pas encore commercialisées et qui restent confrontées à de nombreux défis. Elles utilisent des éléments durables et très bon marché. On prévoit que leur coût sera inférieur à celui du lithium-ion. Je pense qu’il s’agit là des pistes les plus prometteuses. »

Obstacles 1 et 2

Mais ces batteries doivent franchir plusieurs obstacles avant de pouvoir percer. « Le nombre de cycles, c’est-à-dire le nombre de fois qu’une batterie peut être chargée et déchargée, reste actuellement un grand problème. Vous voulez une batterie qui dure 10 ans ? Pour la charger et décharger au quotidien, il vous faudra 3 600 cycles. Actuellement, les batteries les plus innovantes n’atteignent qu’une centaine de cycles. Leur longévité nécessite donc des recherches plus approfondies. L’efficacité est un autre obstacle. Ce n’est pas parce qu’on les charge à 1 kilowattheure (kWh), qu’on peut aussi en tirer 1 kWh. Il y a toujours des pertes, en effet certaines batteries longue durée n’enregistrent qu’une round-trip efficiency de 60%. D’autres arrivent déjà à 90 à 95%. »

Tests de vieillissement

Le labo collabore aussi étroitement avec la VUB (Vrije Universiteit Brussel), par exemple, pour développer et mettre en œuvre des tests de vieillissement accéléré. Un fabricant peut affirmer que sa batterie durera dix ans, mais comment le vérifier ? La promesse du fabricant est-elle justifiée ? Voilà des informations importantes pour conseiller correctement le Groupe ENGIE dans le choix de ses batteries. »

La bonne batterie au bon endroit

« Trouver le type de batterie adéquat pour la spécification correcte. Voilà un autre défi pour notre labo. Le maintien de l’équilibre du réseau nécessite une batterie rapide qu’on ne doit pas pouvoir charger et décharger à 5 000 reprises, puisqu’elle ne devra peut-être opérer que 30 fois par an. Pour charger pendant la nuit, en revanche, une batterie lente suffit. Mais à vrai dire, le plus intéressant serait de trouver un exemplaire capable d’assumer toutes ces tâches en passant de l’une à l’autre. C’est cette batterie intelligente qui pourrait vraiment maximiser le rendement. »

Base de connaissance mondiale

Comment se présente ce Batteries Lab ? « Nous disposons d’un labo physique doté d’une bonne infrastructure, qui est actuellement en plein développement. Mais nous surveillons aussi en temps réel les batteries installées par ENGIE aux quatre coins du monde. Cela nous permet de constituer une vaste base de connaissances, notamment concernant leur vieillissement. Nous demandons à tous les collaborateurs du Groupe qui ont des projets impliquant des batteries de participer à ce labo mondial. La taille d’ENGIE est notre force. Mais ce laboratoire a certainement aussi pour but d’apporter son aide sur le terrain, aux clients et chez les clients. Notre savoir technique est donc à la disposition de l’ensemble du Groupe. »

Futuriste ou réaliste ?

Le labo collabore d’ores et déjà à plusieurs projets très concrets. ENGIE Pays-Bas, par exemple, partage une installation pilote dans le Flevoland avec le gestionnaire du réseau de distribution. La production des éoliennes y est parfois largement supérieure à la consommation d’énergie. Le Batteries Lab a donné des conseils dans le choix de la batterie, a rédigé les spécifications, etc. « On prévoit que ce genre de projets pilotes sera mis en pratique à part entière d’ici cinq ans », dit Marcel Didden de l’ENGIE Batteries Lab.

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