Le coût du stockage de l'énergie sera essentiel pour déterminer dans quelle mesure les énergies renouvelables peuvent contribuer à la décarbonisation de l'électricité. Mais jusqu'où les coûts de stockage d'énergie doivent-ils baisser ? Dans une étude publiée le 7 août dans la revue Joule , Les chercheurs du MIT répondent à cette question. Ils quantifient les objectifs de coûts pour les technologies de stockage afin de permettre à l'énergie solaire et éolienne avec stockage d'atteindre la compétitivité avec d'autres sources d'énergie à la demande. Ils examinent également quels types de batteries et d'autres technologies pourraient atteindre ces objectifs.

"L'une des principales sources d'incertitude dans le débat sur la quantité d'énergie renouvelable pouvant contribuer à la décarbonisation profonde de l'électricité est la question de savoir dans quelle mesure le stockage d'énergie peut être amélioré", déclare l'auteur principal Jessika Trancik, professeur agrégé d'études énergétiques au Massachusetts Institute of Technology. « Différentes hypothèses sur le coût du stockage de l'énergie sous-tendent des désaccords importants entre un certain nombre d'évaluations, mais on savait peu de choses sur les coûts qui seraient réellement compétitifs et comment ces coûts se comparent aux technologies de stockage actuellement en cours de développement. Donc, nous avons décidé d'aborder ce problème de front."

« La quantification des objectifs de coûts pour le stockage d'énergie nécessitait un nouvel éclairage, " Trancik dit, « sur la façon dont les modèles d'approvisionnement en énergie renouvelable, et les fluctuations de cette offre, comparer aux profils de demande d'électricité. Des événements de pénurie solaire et éolienne importants mais peu fréquents sont essentiels pour déterminer la quantité de stockage nécessaire aux énergies renouvelables pour répondre de manière fiable à la demande, et il est important de comprendre les caractéristiques de ces événements."

Dans le journal, Trancik et ses collègues ont estimé les coûts de l'utilisation du stockage avec l'énergie éolienne et solaire pour fournir de manière fiable divers profils de production sur vingt ans. Ils ont ensuite estimé les objectifs de coûts pour le stockage d'énergie qui permettraient aux usines d'atteindre la compétitivité des coûts avec les sources d'électricité traditionnelles. Ils ont également évalué les technologies de stockage d'énergie actuelles et futures par rapport à l'objectif de coût estimé.

Le modèle des chercheurs optimise les coûts de stockage en utilisant la combinaison de stockage et d'énergie solaire et éolienne qui donne le coût d'électricité le plus bas. Cela signifie souvent surdimensionner la capacité solaire et éolienne par rapport à une production prévue, pour réduire la quantité de stockage nécessaire.

L'analyse a également exploré les caractéristiques qui distinguent les diverses options de stockage. Certaines technologies sont plus adaptées pour stocker à peu de frais de grandes quantités d'énergies mais en les restituant lentement, à faible puissance, tandis que d'autres peuvent stocker de manière rentable de plus petites quantités qui peuvent être rapidement déchargées à haute puissance. Le modèle devait donc capturer ces différences, dit Trancik.

La recherche a révélé que les technologies dont la capacité de stockage d'énergie coûte moins de 20 $/kWh pourraient permettre une puissance de base compétitive en termes de coûts, disponible en permanence sur une période de vingt ans, bien que cette cible varie avec le profil de sortie cible et l'emplacement. Ils ont constaté que les coûts de l'électricité répondent davantage aux coûts de la capacité de stockage d'énergie que de la capacité électrique.

La recherche a montré qu'« il est essentiel de réduire les coûts des matériaux et de la fabrication qui contribuent au coût de la capacité de stockage d'énergie, " Trancik dit. " L'objectif numérique que nous estimons, qui varie selon l'emplacement, pourrait signifier une baisse de 90 % des coûts de stockage par rapport aux technologies d'aujourd'hui. C'est une grosse baisse mais certaines technologies ont tendance à beaucoup s'améliorer, comme nous l'avons vu dans le cas des panneaux solaires, par exemple."

"Toutefois, et surtout, il existe un autre facteur qui pourrait augmenter considérablement cet objectif et permettre à des technologies plus coûteuses de stocker de l'énergie renouvelable à un prix compétitif, qui consiste à utiliser des technologies supplémentaires pendant un petit pourcentage du temps, ", dit Trancik. Permettre au système d'énergie renouvelable de ne pas répondre à la demande pour seulement cinq pour cent des heures sur une période de vingt ans peut réduire de moitié le coût de l'électricité renouvelable, rapportent les chercheurs.

« L'astuce consiste à trouver comment fournir de l'électricité pour les 5 % d'heures restantes. C'est là que nous devons concentrer nos efforts. Cela pourrait potentiellement être accompli avec des technologies de production supplémentaires, ou peut-être la gestion de la demande, ", dit Trancik. L'extension du réseau de transport d'électricité pourrait également aider à atténuer les fluctuations de l'approvisionnement en énergie renouvelable, elle dit.

L'équipe explore des options pour des technologies supplémentaires à faible coût et à faible émission de carbone. Ils travaillent également à modéliser la façon dont certaines directions de recherche et économies d'échelle peuvent aider à réduire les coûts des technologies de batterie.