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RÉSUMÉ
Dans un paysage énergétique en profonde transformation, le stockage d’énergie devient un élément clé pour assurer une flexibilité d’énergie électrique en vue d’une utilisation massive des énergies renouvelables. Parmi les technologies disponibles, les batteries lithium‑ion occupent une place prépondérante. Elles sont aujourd’hui largement déployées dans les applications stationnaires, notamment.
Cet article présente les batteries dites "stationnaires" dans le contexte des évolutions du système énergétique. Après une introduction technique, allant de la cellule au système complet, plusieurs exemples d’applications industrielles sont décrits. Enfin, divers sujets transverses liés aux batteries stationnaires, dont la question de leur seconde vie, sont discutés.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Aurélien HASCOAT : Docteur ingénieur de recherche - EDF R&D – Laboratoire des matériels électriques (LME), Moret-Loing et Orvanne, France
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Daniela CHRENKO : Maître de Conférences (HdR) - Université Marie et Louis Pasteur, UTBM, CNRS, institut FEMTO-ST, FCLAB, Belfort, France
INTRODUCTION
Le stockage d’énergie électrique par batterie dans des applications stationnaire constitue un élément clé pour absorber l’énergie électrique produite par les filières renouvelables. Il permet notamment de répondre à l’enjeu de synchronisation entre une production non pilotable et une consommation fluctuante, afin de garantir l’équilibre des réseaux électriques grâce à un large éventail de services. Cette fonction est d’autant plus essentielle dans le cas des microréseaux ou des réseaux isolés, tels que certains réseaux insulaires, où les batteries contribuent à accroître la pénétration des énergies renouvelables et à réduire la dépendance aux sources fossiles.
Parmi les technologies disponibles, les batteries lithium‑ion occupent une place prépondérante en raison de leurs performances et de leur grande flexibilité de dimensionnement (puissance, énergie, durée de service, cycle de vie, coût). Elles sont aujourd’hui largement déployées dans les applications stationnaires, ainsi que dans les secteurs de la mobilité, de l’électronique et de nombreux autres domaines.
Après un positionnement du stockage stationnaire dans l’infrastructure des stockages stationnaires et mobiles existants, les bases des batteries sont présentées avant de rentrer plus en détail dans la conception d’un système batterie avec les auxiliaires requis, ainsi que la supervision. Et suite à la présentation des exemples de l’utilisation des batteries dans les applications stationnaires, une discussion permet d’approfondir différents aspects des batteries, comme le besoin des ressources, les applications de deuxième vie ou le recyclage.
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MOTS-CLÉS
recyclage réseaux électriques intelligents stockage d'énergie applications stationnaires batteries lithium-ion seconde vie
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5. Éléments de réflexion
L’utilisation des batteries au lithium dans le domaine des applications stationnaires, malgré leur intérêt, peut mener à différents éléments de réflexion. Les sections suivantes introduisent rapidement quelques sujets d’intérêt.
5.1 Évolution du besoin actuel et prévu
Une disponibilité en continu de l’énergie électrique est essentielle pour toute société moderne et représente déjà un cinquième de l’énergie primaire consommée à l’échelle mondiale. Des difficultés récentes causées par des conditions météorologiques extrêmes, des défauts techniques, des conflits ou des cyber-attaques soulignent l’importance critique de l’électricité dans de nombreux domaines (industriel, tertiaire, travail, santé, technologie informatique, etc.) La part d’énergie électrique dans l’énergie primaire consommée est en augmentation avec 15 % en 2000, 20 % en 2023 et 24 % prévue en 2040 . « La quantité d’énergie électrique utilisée varie selon les projections si le mixte d’énergie suit la trajectoire actuelle (Stated Policies Scenario – STEPS), ou si un effort comme fixé selon les accords de Paris est fait (Announced Pledges Scenaro – APS) ou encore si on vise une émission net zéro de CO2 en 2050 (Net Zero Emissions – NZE), comme illustré à la figure 21 .
Dans tous les scénarios, le besoin d’énergie propre augmente de 105 EJ en 2023 à 300 EJ en 2050 selon le scénario STEPS et même 500 EJ pour le scénario NZE. Dans ce contexte « l’énergie propre » inclut selon l’international d’énergie (International Energy Agency – IEA) des énergies renouvelables, la...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - IFPEN - Le stockage d’énergie : accompagner le déploiement des énergies renouvelables. - Article consultable en ligne : http://urlr.me/ HuJ3ad
-
(2) - EUROPEAN COMMISSION - Key facts on energy storage. - Article consultable en ligne : https://urls.fr/uZ4lQO
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(3) - INSEE-SDES - Consommation finale d’énergie par secteur. France – Tableau de bord de l’économie française. - Article consultable en ligne : https://urls.fr/yDwCxt
-
(4) - INSEE-SDES - Bilan énergétique de la France par type d’énergie en 2024. - Article consultable en ligne : https://www.insee.fr/fr/statistiques/2016345
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(5) - IEA - World Energy Outlook 2024. - Paris (2024). PDF disponible en ligne : https://urls.fr/SSfpHl
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(6) - ESE - Energy...
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