La batterie éco-amicale

• Session : 2017-2018
• Année : 2018
• N° : 204 (2017-2018) 1

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• Question écrite du 15/03/2018

  • de LENZINI Mauro
  • à CRUCKE Jean-Luc, Ministre du Budget, des Finances, de l'Energie, du Climat et des Aéroports
  
  La presse relatait récemment les recherches américaines liées à la nouvelle technologie de la batterie éco-amicale.
  
  Développée par le MIT (Institut de technologie du Massachusetts), elle engrange efficacement et proprement de l’énergie sur le long terme à un tout petit prix.
  
  Pour seulement 20 dollars le KWH, elle fournirait une électricité 5 fois moins chère que les systèmes d’énergie renouvelables actuels (éolien et panneaux solaires) et sans émissions nocives.
  
  Cet accumulateur compact serait, de plus, facile à fabriquer.
  
  Aujourd’hui, le prototype n’est pas plus grand qu’une tasse à café, mais le MIT entend bien développer rapidement son concept au niveau industriel.
  
  Monsieur le Ministre a-t-il connaissance de cette nouvelle technologie qui pourrait être un soutien de poids à la production d’énergie renouvelable ?
  
  Des recherches sont-elles également menées en Région wallonne sur le sujet ?

• Réponse du 27/03/2018

  • de CRUCKE Jean-Luc
  
  Voici certaines informations susceptibles de préciser la situation.
  
  La technologie développée par le Massachusetts Institute of Technology repose sur un équilibre oxydoréducteur basé sur un polysulfure de lithium d'une part et un sel oxygéné d'autre part. L'équilibre se fait grâce au couple souffre-oxygène, ce dernier provenant de l'air. Le rendement actuel de la batterie se situe entre 70 et 75 % ce qui reste inférieur aux batteries commerciales, mais offre de bonnes perspectives.
  
  Selon les chercheurs du MIT, la batterie dispose d'un double avantage. D'abord, sa relative simplicité de mise en œuvre avec des matériaux peu onéreux et la bonne densité d'énergie stockée.
  
  Au niveau des coûts de stockage, les chercheurs estiment pouvoir atteindre un prix de 20 à 30 $ du kWh stocké, ce qui est comparable à ce qui est observé dans le cas de stockage par pompage turbinage ou par air comprimé et de cinq à dix fois moins important que les autres technologies de stockage par batterie (quelle que soit la technologie).
  
  La densité énergétique, qui correspond à l'énergie d'un vecteur par unité de volume, a été évaluée à 0,1 à 0,5 mégajoule par litre pour la batterie qui respire. À titre de comparaison, dans le pompage turbinage, la densité énergétique est de 10 à 50 fois moindre. Par contre, dans les batteries standards, la densité énergétique est de 2 à 10 fois plus importante et une centaine de fois plus importantes dans l'hydrogène. La comparaison faite par les chercheurs du MIT entre leur batterie et le pompage turbinage reste assez inappropriée, la finalité du stockage dans le système énergétique étant différente (stockage intrajournalier dans le cas des batteries et intersaisonnier dans le cas du pompage-turbinage).
  
  Au niveau technique, la « batterie qui respire » est typiquement une batterie à flux dont plusieurs pistes prometteuses ont été investiguées par le passé, principalement avec les batteries lithium/air et zinc/air. L'avantage de ces batteries est, théoriquement, de pouvoir bénéficier d'une densité énergétique optimale plus élevée grâce à un usage meilleur de l'électrolyte. Par comparaison, les batteries actuelles fonctionnent essentiellement de manière plus « contrainte » par l'utilisation de sels de lithium sous forme cristalline. Les batteries zinc-air en phase de développement ont montré un potentiel de densité dix fois plus élevé et les lithium-air vingt fois plus élevés que les batteries au lithium conventionnelles. La recherche en cours au MIT ne permet pas encore d'envisager atteindre l'optimum attendu dans les batteries à flux, mais devrait permettre des coûts bien plus modérés par un usage parcimonieux des ressources et une technologie plus simple à mettre en œuvre.
  
  Nous restons cependant plus réservés sur la durabilité dans le temps affiché. En effet, ces batteries fonctionnant en circuit ouvert, elles sont fortement sujettes aux divers polluants atmosphériques qui peuvent « empoisonner » le système ce qui en dégrade l’efficacité. C'est actuellement un des freins majeurs à la recherche dans les batteries zinc-air et lithium-air comme il s'agit d'une des principales menaces de vieillissement prématuré des piles à combustible.
  
  Même si la technologie est intéressante, il nous semble très prématuré de parler d'une « solution miracle » pour le stockage électrique et moins encore pour le stockage de masse. La recherche nécessitera immanquablement de nombreuses phases de perfectionnements avant d'atteindre une certaine maturité technologique et de penser voir émerger une solution commerciale viable.
  
  En ce qui concerne la recherche au niveau wallon, celle-ci s'oriente vers une amélioration des technologies conventionnelles au lithium et sur de nouvelles technologies très innovantes de batteries à bas-coûts sprayable directement sur des revêtements ou facilement intégrables au bâti. À ce titre, il convient de mettre en avant le projet BATWAL porté par les principales académies francophones qui a déjà réussi à apporter certains résultats encourageants.