Alors que les opérations d'énergie renouvelable continuent de se développer dans le monde entier, les gouvernements et les sociétés énergétiques se précipitent pour développer la capacité de stockage des batteries afin de garantir que les gens ont accès à une énergie propre 24 heures sur 24 et de la nuit. L'incohérence de nombreuses sources d'énergie renouvelables a rendu le besoin de stockage sur batterie plus important que jamais, ce qui a stimulé d'énormes investissements dans les nouvelles technologies de batterie à travers le monde. Désormais, les batteries gravitaires peuvent nous aider à exploiter l'énergie des parcs éoliens et solaires, même lorsque le vent ne souffle pas et que le soleil ne brille pas.
Les batteries alimentées par gravité fonctionnent en utilisant l'énergie provenant de projets d'énergie renouvelable pour soulever un poids lourd dans les airs ou au sommet d'un puits profond. Lorsque la puissance est requise, des treuils sont utilisés pour abaisser le poids, produisant de l'électricité à partir du mouvement des câbles . Cela signifie que l'énergie provenant de projets renouvelables, qui ne peuvent pas produire d'énergie constante, comme les parcs éoliens et solaires, peut être stockée comme alternative aux batteries traditionnelles pour une utilisation pendant les pics de demande.
Ces batteries mécaniques sont basées sur le concept de stockage d'énergie hydroélectrique à stockage par pompage, qui utilise des barrages pour pomper l'eau de haut en bas d'une colline afin de produire de l'électricité selon les besoins. Bon nombre de ces projets sont déjà en cours, le Royaume-Uni voyant le potentiel de 700 sites hydroélectriques, qui pourraient fournir jusqu'à 7 GW de stockage d'énergie. Il n'est donc pas surprenant que les ingénieurs aient été inspirés pour adapter cette idée au stockage sur batterie.
Mais les batteries alimentées par gravité sont-elles différentes ou meilleures que les batteries lithium-ion ? Les batteries lithium -ion, actuellement leader du marché, sont constituées d'une anode, d'une cathode, d'un séparateur, d'un électrolyte et de deux collecteurs de courant (positif et négatif). L'anode et la cathode stockent le lithium. L'électrolyte transporte les ions lithium chargés positivement de l'anode à la cathode et à travers le séparateur. Le mouvement des ions lithium crée des électrons libres dans l'anode qui créent une charge sur le collecteur de courant positif. Le courant électrique circule ensuite du collecteur de courant à travers un dispositif alimenté, tel qu'un ordinateur portable, vers le collecteur de courant négatif. Le séparateur bloque le flux d'électrons à l'intérieur de la batterie. Lorsque la batterie se décharge et délivre un courant électrique, l'anode libère des ions lithium vers la cathode, provoquant un flux d'électrons d'une extrémité à l'autre. Lorsque vous connectez l'appareil, l'inverse se produit : les Li-ions sont libérés de la cathode et reçus de l'anode.
Pour continuer à produire suffisamment de batteries lithium-ion pour alimenter nos appareils électriques et alimenter la transition verte, le monde devra étendre considérablement les opérations d'extraction de lithium afin de fournir suffisamment de métal pour produire ces batteries. Les batteries à gravité, en revanche, sont des outils mécaniques qui peuvent être utilisés de manière répétée avec de simples réparations, avec une durée de vie d'environ 50 ans. Asmae Berrada, spécialiste du stockage d'énergie à l'Université internationale de Rabat au Maroc, explique : « Les cellules lithium-ion se dégradent, ce qui signifie que leur capacité de stockage diminue irrémédiablement avec le temps.
En plus de la durée de vie plus longue, les recherches de Berrada suggèrent que le coût à vie des batteries au lithium peut être le double de celui des alternatives mécaniques. Les batteries alimentées par gravité peuvent également réduire notre dépendance vis-à-vis des minéraux et des métaux nécessaires à la production de produits chimiques pour batteries, ce qui allège la charge sur l'environnement.
Certains projets sont déjà en cours pour expérimenter des batteries alimentées par gravité. Au Royaume-Uni, Gravitricity a testé un prototype de batterie à gravité dans le port de Leith, à Édimbourg. L'entreprise a utilisé une tour en acier de 15 mètres de haut pour soulever deux poids de 25 tonnes sur des câbles en acier, en utilisant l'énergie solaire. Lorsque la puissance est nécessaire, les poids sont abaissés, permettant aux moteurs d'être utilisés comme générateurs pour produire de l'électricité. Jill Macpherson, ingénieur senior test et simulation, a déclaré que le test était un succès : « Le démonstrateur avait une puissance de sortie de 250 kW, ce qui était suffisant pour alimenter environ 750 foyers, bien que pour une très courte période. Mais il a confirmé que nous pouvons fournir la pleine puissance en moins d'une seconde, ce qui est inestimable pour les opérateurs qui doivent équilibrer le réseau seconde par seconde. Il peut également distribuer de grandes quantités plus lentement, il est donc très flexible."
Cependant, malgré les développements récents dans l'industrie, les entreprises sont confrontées à une myriade de défis pour développer cette technologie à grande échelle. Plusieurs entreprises ont fait des déclarations audacieuses sur le potentiel de leurs batteries alimentées par gravité : Gravtricity a déclaré qu'elle pouvait alimenter environ 63 000 foyers par heure de fonctionnement à partir de son usine de 20 MW, tandis que GravitySoilBatteries pense qu'elle peut fournir jusqu'à 30 000 kWh de stockage avec une efficacité du système de 85 %. Cependant, ces avancées restent à voir et pourraient n'être qu'une chimère.
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L'article Les batteries gravitationnelles pourraient-elles être la réponse à la décarbonisation ? provient des Scénarios économiques .
Cet article est une traduction automatique de la langue italienne d’un article publié sur le site Scenari Economici à l’URL https://scenarieconomici.it/le-batterie-gravitazionali-possono-essere-la-risposta-alla-decarbonizzazione/ le Wed, 22 Feb 2023 07:00:50 +0000.