La société Form Energy de Boston affirme que ses systèmes de batteries fer-air permettront de stocker de l’énergie à long terme à l’échelle du réseau pour un dixième du prix des installations de « grosses batteries » au lithium.

La société Form Energy de Boston est en train de mettre en place un pilote à l’échelle commerciale d’un nouveau projet remarquable de batterie à l’échelle du réseau, qui pourrait apporter une contribution énorme au stockage de l’énergie à long terme à mesure que le monde s’éloigne des combustibles fossiles. Ces simples batteries fer-air stockent jusqu’à 100 heures d’énergie pour un coût dix fois inférieur à celui d’un parc de batteries au lithium.

L’enjeu majeur ici est bien sûr l’énergie renouvelable. L’énergie solaire, l’énergie éolienne et d’autres formes d’énergie verte produisent de l’énergie au fur et à mesure qu’elle est disponible, plutôt que lorsqu’elle est nécessaire. Parfois, elles peuvent ne pas produire grand-chose, pendant plusieurs jours. Ainsi, alors que le monde commence à s’éloigner des sources d’énergie bon marché, réactives et très polluantes comme le charbon, l’un des grands défis consiste à créer des installations tampons capables de stocker et de libérer de l’énergie à bon marché en fonction des besoins.

Tesla a plus ou moins donné le coup d’envoi du secteur du stockage d’énergie au niveau du réseau en 2017, lorsqu’elle a construit la plus grande batterie du monde en Australie-Méridionale. Le projet a été un énorme succès et a donné naissance à de nombreux développements similaires et plus importants dans le monde entier. Mais les batteries au lithium présentent des problèmes inhérents. Elles sont chères, elles s’usent, elles sont plus adaptées à une rotation rapide qu’à un stockage à long terme. Sans compter que la mainmise quasi-totale de la Chine sur l’industrie des batteries au lithium pose de véritables problèmes de sécurité énergétique aux autres pays dans la course au zéro carbone d’ici 2050.

Form Energy pense avoir la réponse : une batterie fer-air capable d’être déployée en masse à très faible coût, utilisant des matériaux extrêmement courants, capable de fournir de l’énergie pendant 100 heures en cas d’urgence. À « moins d’un dixième du coût du lithium-ion », un tel système pourrait réinjecter l’énergie stockée dans le réseau à un prix « compétitif par rapport aux centrales électriques classiques ».

Les batteries fer-air fonctionnent essentiellement en initiant et en inversant le processus de rouille. Le fer métallique se combine à l’oxygène pour libérer de l’énergie dans le cycle de décharge, puis lorsque l’énergie est appliquée à cette rouille, elle se reconvertit en fer métallique et libère son oxygène. Cette technologie est restée en sommeil pendant plusieurs décennies en raison d’un problème d’hydrolyse qui réduisait de moitié l’efficacité de la batterie jusqu’à ce qu’il soit résolu en 2012.

Le cycle de charge transforme la rouille en fer métallique, stockant de l’énergie et libérant de l’oxygène. Le cycle de décharge accepte l’oxygène et produit de l’énergie et de la rouille.

Form Energy n’a pas encore chiffré l’efficacité de ses unités, mais ses grandes batteries utilisent une anode en fer géante qui, selon l’entreprise, est la plus grande anode jamais fabriquée. Les cellules, d’environ un mètre carré, sont insérées dans des modules de batterie de la taille d’une machine à laver, baignant dans un électrolyte liquide, et elles peuvent être déployées en masse dans des installations fournissant entre 1 et 3 mégawatts d’énergie continue par acre (4000 m2)

L’entreprise affirme que sa solution fonctionnera bien aux côtés des grandes batteries au lithium ; on peut supposer que le lithium est mieux adapté aux décharges rapides, comme la compensation des pics de charge, et que les batteries fer-air offrent une solution énergétique à action plus lente, mieux adaptée aux moments où les sources d’énergie renouvelables ne fournissent pas assez de puissance pour alimenter le réseau. Une période de 100 heures, soit quatre jours et demi, est utile pour couvrir les fortes tempêtes, par exemple, qui pourraient mettre hors service les énergies éolienne et solaire pendant de longues périodes.

Un autre avantage clé d’un système comme celui-ci intervient à la fin de sa durée de vie ; les matériaux sont hautement recyclables.

Form Energy a maintenant levé plus de 300 millions de dollars pour commercialiser le système, avec le géant de l’acier ArcelorMittal et Breakthrough Energy Ventures, soutenu par Gates/Bezos, parmi une large cohorte d’investisseurs. Le premier projet a été annoncé l’année dernière : un projet à l’échelle commerciale dans le Minnesota, capable de fournir une puissance constante de l’ordre du mégawatt pendant 150 heures.

https://formenergy.com/form-energy-unveils-chemistry-of-multi-day-storage-battery-technology/