Siliciul topit, bateria de mâine Les Echos
Pentru a compensa capriciile producției de energie regenerabilă, sunt necesare noi forme de stocare a energiei electrice. Printre căile explorate: utilizarea electricității pentru încălzirea unui material, cum ar fi siliciu, la o temperatură foarte ridicată, apoi, ulterior, transformarea acestei călduri în ... electricitate.
Germania, Australia, Israel, Norvegia, Polonia ... Vorbitori la prima conferință internațională dedicată unei noi forme de baterii - „stocarea energiei sub formă termică la temperatură foarte ridicată” -, care a avut loc acolo câteva săptămâni la Madrid, a avut provin din unsprezece țări, dovadă că subiectul interesează mulți oameni. În 14 și 15 noiembrie 2019, au lucrat la provocările de a transforma electricitatea în căldură, de a stoca această căldură și apoi de a transforma aceste calorii în electricitate. Dar de ce naiba petrece atât de mult timp pe ceea ce pare a fi un joc de prost? „Pierdeți aproximativ 50% din electricitate atunci când este transformată în căldură și 50% din căldură când este transformată în energie electrică! „Amintește” Les Echos ”unul dintre vorbitori, Asegun Henry, profesor la MIT (Massachusetts Institute of Technology), lângă Boston. „Dar aceste sisteme vor costa probabil de 10 până la 100 de ori mai puțin decât bateriile litiu-ion. "
Capacități de stocare
Cu toate acestea, stocarea energiei electrice la prețuri mici a devenit o prioritate pentru a utiliza energiile regenerabile. Soarele apune, vântul slăbește ... Cum putem netezi aceste variații ale producției? „Distribuția energiei electrice tolerează doar marje foarte mici de eroare”, își amintește Jürgen Weiss, economist și director asociat al companiei americane The Brattle Group (sfaturi pentru administrații și companii). Prin urmare, trebuie să găsim sisteme inovatoare de stocare a energiei pentru câteva zile, câteva săptămâni, câteva luni ... ”.
Nevoile sunt imense: capacitățile de stocare a energiei electrice desfășurate în lume ar trebui multiplicate cu treisprezece din 2019 până în 2024, potrivit firmei scoțiene Wood Mackenzie (consultanță în energie și materii prime). Fie, pe parcursul a cinci ani, o piață estimată la 71 miliarde de dolari (64 miliarde de euro).
Citește și:
Deocamdată, cea mai mare parte a acestei creșteri provine din înființarea de „ferme” unde sunt aliniate zeci de enorme baterii litiu-ion. Cea mai mare din lume ocupă 1 hectar în Australia de Sud. „Dar aceste baterii sunt scumpe, trebuie înlocuite la fiecare cinci sau zece ani, sunt foarte complicate de reciclat și pot furniza energie electrică doar câteva ore”, rezumă Andrew Maxson, șeful programului de producție New Solutions de la Epri (Electric Power Research Institute), un institut de cercetare american.
Motor termic
Prin urmare, academicienii și producătorii trag asupra tuturor cilindrilor pentru a înlocui bateriile (citiți mai jos). Una dintre cele mai serioase soluții studiate este utilizarea energiei electrice produse de o centrală fotovoltaică sau turbine eoliene pentru a încălzi un material, apoi efectuați operația opusă: transformați căldura în electricitate. Cu o alternativă: depozitați la temperaturi ridicate sau la temperaturi foarte ridicate, adică mai mult de 1.000 °.
Prima piesă face posibilă utilizarea tehnologiilor deja stăpânite. „Până la 600 °, nu este nevoie, de exemplu, de oțeluri speciale”, insistă Adrienne Little, manager tehnic al piesei „schimbător de căldură” de la Malta, o companie cu sediul în Cambridge, lângă Boston. Venind din laboratoarele X ale Alphabet, compania-mamă a Google, Malta dorește să utilizeze electricitatea pentru a încălzi un material și, pe de altă parte, a răci un lichid. Diferența de temperatură dintre cele două face posibilă producerea de energie electrică folosind un motor termic.
Încălzirea la o temperatură mai mare permite stocarea a mai multă energie pentru mai mult timp, dar implică dezvoltarea de noi tehnologii. Ce material să păstreze căldura? „Am optat pentru carbon încălzit la peste 1.000 °”, explică Justin Briggs, cofondator al Antora Energy, un start-up californian susținut de Universitatea Stanford, Caltech (California Institute of Technology), Shell, departamentul American Energy ... Utilizarea unui solid simplifică întregul proces. „În prezent testăm un amestec de bor, siliciu și fier”, explică Alejandro Datas, cercetător la Institutul de Energie Solară (Universitatea Politehnică din Madrid) și șeful proiectului Amadeus.