Batteries au fer : l’avenir de la production durable de batteries

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  Prévision quantique
• 9 mai 2024

Résumé des informations

Les batteries au fer offrent une voie prometteuse pour s’éloigner de la dépendance actuelle aux batteries lithium-ion, connues pour leur haute densité énergétique mais également pour leurs inconvénients en matière d’environnement et de sécurité. Les batteries au fer, utilisant des matériaux courants et sûrs comme le fer et l’air, promettent une solution de stockage d’énergie plus respectueuse de l’environnement et évolutive, avec la capacité de stocker l’énergie pendant des périodes beaucoup plus longues. Ce changement pourrait transformer la manière dont l’énergie est stockée et utilisée dans les foyers et les industries, conduisant à une plus grande stabilité des approvisionnements en énergies renouvelables.

Contexte des batteries au fer

Les batteries au fer constituent une alternative potentielle au lithium-ion qui domine le marché des véhicules électriques, des appareils électroniques portables et des solutions de stockage sur réseau. Les batteries lithium-ion, qui excellent dans la fourniture d'une densité énergétique élevée, sont confrontées à des problèmes de disponibilité des ressources et de sécurité. En revanche, les batteries au fer utilisent des matériaux abondants et non toxiques, comme le fer, l’air et, dans certains cas, le sel et l’eau. Cette composition répond aux problèmes environnementaux et de sécurité liés à l'extraction du lithium et à l'élimination des batteries.

Le principe de fonctionnement des batteries fer-air, exploré par des sociétés comme Form Energy et des initiatives de recherche remontant aux expériences de la NASA dans les années 1960, est basé sur le processus électrochimique de « rouille inversée ». Ce processus implique l'oxydation du fer dans l'air pour stocker de l'énergie et la réduction de l'oxyde de fer en fer pour libérer de l'énergie. Ce mécanisme permet un stockage rentable et évolutif. De plus, les batteries fer-air ont une durée de stockage nettement plus longue, jusqu'à 100 heures, par rapport aux quatre heures environ offertes par les batteries lithium-ion.

En 2022, la société d’énergie propre ESS a développé des batteries à flux de fer qui exploitent une solution d’électrolyte liquide, permettant de dissocier la capacité de stockage d’énergie de la capacité de production d’électricité. Cette conception permet une mise à l’échelle rentable du stockage d’énergie, une caractéristique essentielle pour répondre aux demandes de stockage sur réseau et stabiliser l’approvisionnement en énergie renouvelable. La collaboration entre ESS et Portland General Electric pour construire une installation de batteries au fer à grande échelle souligne la reconnaissance croissante du potentiel des batteries au fer pour améliorer la résilience du réseau et soutenir la transition vers des sources d'énergie renouvelables.

Impact perturbateur

À mesure que les batteries au fer se généralisent, elles pourraient permettre aux ménages de stocker l’excédent d’énergie généré à partir de sources renouvelables telles que les panneaux solaires, réduisant ainsi la dépendance à l’égard de systèmes de réseau instables et réduisant les coûts énergétiques. Ce changement pourrait également permettre aux individus de participer activement au marché de l’énergie, en revendant l’énergie excédentaire au réseau pendant les périodes de pointe de la demande. De plus, les avantages des batteries à base de fer en matière de sécurité et d'environnement pourraient atténuer les inquiétudes concernant les matières dangereuses dans les maisons.

Pour les entreprises, l’évolution vers la technologie des batteries au fer signale la nécessité d’adapter leurs stratégies et leurs opérations pour tirer parti de cette tendance émergente. Les industries qui ont besoin de solutions de stockage d'énergie à grande échelle, telles que les services publics et les fournisseurs d'énergies renouvelables, peuvent trouver dans les batteries au fer un moyen rentable de gérer l'offre et la demande d'énergie, en particulier pendant les heures creuses. Cette tendance pourrait conduire à des prix de l’énergie plus stables et à une meilleure fiabilité du réseau, encourageant ainsi de nouveaux investissements dans des projets d’énergies renouvelables. 

Les autorités locales et nationales devront peut-être introduire des réglementations et des incitations pour encourager l'adoption de batteries au fer, telles que des subventions pour des solutions de stockage d'énergie propre ou des normes pour le recyclage des batteries afin de garantir la protection de l'environnement. À l’échelle internationale, les collaborations sur la recherche et le développement de la technologie des batteries au fer pourraient devenir un point central de la politique énergétique, favorisant l’accès mondial à des solutions de stockage d’énergie propres et abordables. Cette tendance pourrait également influencer les politiques de sécurité énergétique, dans la mesure où les pays riches en ressources en fer pourraient acquérir une importance stratégique sur le marché mondial de l’énergie.

Implications des batteries au fer

Les implications plus larges des batteries au fer peuvent inclure : 

• Augmentation des opportunités d'emploi dans les régions disposant d'abondantes ressources en fer, renforçant les économies locales et réduisant les taux de chômage.
• L’évolution des marchés mondiaux de l’énergie vers des pays dotés d’importantes capacités de production de batteries au fer, modifiant la dynamique du commerce international.
• Amélioration de la stabilité du réseau et réduction des incidents de panne d’électricité, améliorant ainsi la sécurité publique et la qualité de vie.
• Réduction du coût du stockage des énergies renouvelables, rendant les technologies vertes plus accessibles aux ménages à faible revenu.
• Nouveaux modèles économiques dans le secteur de l’énergie, axés sur les systèmes de production et de stockage d’énergie décentralisés et communautaires.
• Les gouvernements investissent davantage dans la recherche et le développement de solutions de stockage d’énergie durable, ce qui entraîne des avancées technologiques dans d’autres secteurs.
• Une concentration politique accrue sur la sécurisation des chaînes d’approvisionnement en fer, ce qui pourrait conduire à de nouvelles alliances et conflits.
• Une augmentation de la demande des consommateurs pour des maisons et des entreprises indépendantes en énergie, stimulant l’innovation dans les solutions énergétiques résidentielles et commerciales.

Questions à considérer

• Comment le développement de la technologie des batteries au fer pourrait-il influencer vos décisions lors de l’achat d’appareils électroniques ou de véhicules ?
• Quel impact les systèmes de stockage d’énergie améliorés pourraient-ils avoir sur la préparation et l’intervention en cas d’urgence dans votre région ?