Alors que les compagnies d’électricité et les entreprises industrielles cherchent à utiliser davantage d’énergies renouvelables, le marché des batteries à l’échelle du réseau se développe rapidement. Les alternatives à la technologie lithium-ion peuvent offrir des avantages en termes d’environnement, de travail et de sécurité. Et ces nouvelles chimies peuvent fonctionner dans des marchés tels que le réseau électrique et les applications industrielles que le lithium ne permet pas de traiter correctement.
« Je pense que le marché du stockage de longue durée est en train d’émerger », a déclaré Mark Higgins, directeur commercial et président de Redflow pour l’Amérique du Nord. « Nous avons beaucoup de projets sur lesquels nous travaillons et dont la taille évolue très rapidement. Nous avons déployé environ 270 projets dans le monde. La plupart d’entre eux étaient de petits systèmes hors réseau ou à distance. Ce que nous voyons aujourd’hui, ce sont beaucoup plus de projets connectés au réseau. »
« La demande… semble augmenter de jour en jour », a déclaré Giovanni Damato, président de CMBlu Energy. Les projections médiatiques de croissance dans ce domaine sont énormes. « Nous sommes vraiment enthousiasmés par l’opportunité de… pouvoir jouer dans ce domaine et fournir autant de capacité que possible. »
De nouveaux marchés industriels commencent également à s’ouvrir. Les usines chimiques, les aciéries et les usines de transformation des métaux n’ont pas encore pu déployer correctement les énergies renouvelables en raison des risques d’incendie liés aux batteries, a déclaré Mukesh Chatter, cofondateur et PDG d’Alsym Energy. « Lorsque ces usines génèrent déjà beaucoup de chaleur et qu’il existe un risque d’incendie, il est préférable de ne pas déployer de batteries inflammables. »
Chatter a déclaré que la définition du stockage d’énergie de longue durée n’est pas acceptée par les organisations industrielles. Pourtant, il existe un certain nombre de concurrents potentiels qui développent le stockage pour ce marché. Nous examinerons ici Redflow, CMBlu Energy et BASF Stationary Energy Storage.
Piles zinc-brome
Redflow fabrique des batteries à flux zinc-brome depuis 2010, a déclaré Higgins. Ces batteries ne nécessitent pas les minéraux essentiels dont ont besoin les batteries lithium-ion, qui proviennent parfois de régions du monde où les pratiques de travail sont dangereuses ou présentent des risques géopolitiques. Les minéraux nécessaires à ces batteries zinc-brome sont abordables et faciles à obtenir.
Selon le site Web de l’International Flow Battery Forum, les batteries à flux contiennent des électrolytes liquides ou gazeux qui circulent à travers les cellules à partir des réservoirs :
La conversion de l’énergie électrique et de l’énergie chimique stockée a lieu dans la cellule électrochimique. Celle-ci est constituée de deux demi-cellules séparées par une membrane poreuse ou échangeuse d’ions. La batterie peut être construite à partir de matériaux peu coûteux et facilement disponibles, tels que des thermoplastiques et des matériaux à base de carbone. De nombreuses pièces de la batterie peuvent être recyclées. Les électrolytes peuvent être récupérés et réutilisés, ce qui entraîne un faible coût de possession.
La fabrication de ces batteries peut être très différente de celle des autres batteries. « Je dirais que notre processus de fabrication s’apparente beaucoup plus à un processus de fabrication automobile qu’à un processus de fabrication automobile. [an] processus de fabrication électronique… comme [a] « La batterie lithium-ion », a déclaré Higgins. « Il s’agit essentiellement d’assembler des batteries constituées de réservoirs en plastique, de pompes, de ventilateurs, [and] « C’est une batterie à flux, c’est-à-dire un liquide qui circule dans le système et qui passe par une pile électrique contenant des cellules, là où réside la majeure partie de la propriété intellectuelle de Redflow. Le reste de la batterie est entièrement constitué de pièces que nous pouvons obtenir à peu près n’importe où. »
La charge et la décharge se produisent à l’intérieur d’une pile électrique. Dans la pile, le zinc est plaqué sur une surface en carbone pendant le processus de charge. Il est ensuite dissous dans le liquide pendant le processus de décharge, a déclaré Higgins.
L’électrolyte zinc-brome est dérivé d’un produit chimique industriel utilisé depuis longtemps dans le secteur pétrolier et gazier, a ajouté Higgins.
Cette batterie ne peut pas prendre feu et toutes ses pièces sont recyclables, a expliqué Higgins à Ars. « Il n’y a aucun des matériaux toxiques que l’on trouve dans une batterie lithium-ion. » Le liquide électrolytique peut être réutilisé dans d’autres batteries. S’il est contaminé, il peut être utilisé par l’industrie pétrolière et gazière. Si la batterie fuit, le contenu peut être neutralisé rapidement et n’est donc pas dangereux.
« Actuellement, nous fabriquons nos batteries en Thaïlande », a déclaré Higgins. « Le processus et les salaires sont tous équitables et nous respectons toutes les normes environnementales et de travail en vigueur. » Les principales sources de brome proviennent de la mer Morte ou des États-Unis. Le zinc vient d’Europe du Nord, des États-Unis ou du Canada.
Les batteries font généralement l’objet d’un programme de maintenance annuel pour remplacer les composants usés ou défaillants, ce qui n’est pas possible avec de nombreux autres types de batteries. Higgins estime que d’ici deux à quatre ans, cette technologie sera « totalement compétitive par rapport aux batteries lithium-ion » en termes de coût. Certaines subventions gouvernementales ont contribué au processus de commercialisation.