Crédit Photo : Peak Energy
Les batteries sodium-ion : une nouvelle dynamique pour le stockage énergétique
Les batteries sodium-ion apparaissent comme une promesse convaincante pour l’avenir du stockage d’énergie. Face à la montée des coûts des batteries lithium-ion, plusieurs entreprises se penchent sur cette technologie, espérant proposer des solutions plus accessibles.
Malgré tout, le coût initial des batteries sodium-ion demeure un obstacle en raison d’une chaîne d’approvisionnement encore fragilisée et d’un manque de tests à grande échelle.
À retenir sur la technologie sodium-ion
La société Peak Energy de Denver a déjà obtenu des précommandes s’élevant à 1,1 milliard de dollars. Les responsables affirment que des batteries nécessitant moins de refroidissement et d’entretien pourraient réduire les coûts sur plusieurs décennies, même avant que le prix d’achat ne baisse, comme l’indique un vidéo du créateur de contenu Matt Ferrell.
Les premières livraisons sont attendues au début de 2027 à partir d’une usine de 71 millions de dollars que l’entreprise construit près de Sacramento, en Californie. Cette installation, soutenue par General Motors, est conçue pour produire 4 gigawattheures de systèmes de stockage.
Jupiter Power représente jusqu’à 4,75 gigawattheures des précommandes de Peak, tandis que Energy Vault a commandé 1,5 gigawattheure, selon Ferrell. General Motors investit également massivement dans cette technologie. Kurt Kelty, vice-président de la batterie et de la durabilité chez GM, a déclaré que les États-Unis disposent de ressources suffisantes pour maintenir une production entièrement domestique, en référence aux importantes réserves d’argile sodique et d’anthracite présentes dans le Wyoming et en Pennsylvanie.
L’argile sodique et l’anthracite sont des ingrédients essentiels dans la fabrication de batteries sodium-ion, ce qui positionne les États-Unis comme un acteur clé sur ce marché à fort potentiel.
Avantages des batteries sodium-ion
Peak Energy avance un avantage de coût de 20% par rapport aux batteries lithium-ion, en tenant compte des économies d’énergie projetées et de la durée de vie des systèmes. Ferrell a rapporté que Peak prévoit que ses batteries conservent 80% de leur capacité après 20 000 cycles et fonctionnent pendant deux décennies sans entretien régulier.
Il est intéressant de noter que Ferrell souligne que la véritable force des batteries sodium-ion se manifeste lorsqu’on compare leur coût total sur la durée de vie, tenant compte de la longévité et des économies d’énergie.
Contexte et défis de l’industrie
Pour construire une industrie compétitive autour des batteries sodium-ion, il est crucial d’établir des chaînes d’approvisionnement matures et de mettre en place une fabrication à grande échelle. Même si le sodium est environ 1 000 fois plus abondant que le lithium, cela ne suffit pas : la production doit être efficace et adaptée.
L’innovation autour des batteries sodium-ion avait tourné court lorsque l’avantage de prix anticipé a diminué, en partie à cause de la chute de 90% des prix du carbonate de lithium depuis le pic post-pandémie. Cependant, avec l’augmentation des investissements et de la fabrication, cette différence de prix pourrait se réduire.
La conception de Peak élimine le besoin de ventilateurs, de refroidisseurs et de circuits de refroidissement, ce qui allège la maintenance pour les entreprises et les services publics. Grâce à un système de refroidissement passif, les batteries peuvent fonctionner à des températures ambiantes allant jusqu’à 130°F (54°C).
En cas d’urgence, le système peut également opérer à des températures aussi basses que -40°F (-40°C). Les estimations avancent des économies annuelles pouvant atteindre 1 million de dollars pour chaque gigawattheure de stockage. Des tests de performance ont montré que ces systèmes consomment jusqu’à 90% d’énergie auxiliaire en moins que les systèmes lithium-ion traditionnels.
Un aspect notable de cette technologie, souligné par un commentateur de la vidéo, est la résistance des batteries sodium-ion à des problèmes de surchauffe, ce qui en fait une option intéressante pour des systèmes stationnaires moins susceptibles de prendre feu.
État actuel des développements
General Motors prévoit de fournir à Peak des cellules de sodium-ion d’ici 2029 et travaille sur leur développement dans son centre de recherche sur les batteries du Michigan. Certaines installations de stockage qualifiées, utilisant des composants non chinois, peuvent bénéficier d’incitations fédérales, avec des bonus allant jusqu’à 10% des coûts de projet pour les systèmes fabriqués aux États-Unis.
Des fournisseurs chinois explorent des méthodes pour produire un carbone dur à partir de l’anthracite, afin de répondre aux besoins de l’industrie qui nécessite ce matériau pour les anodes des batteries. De plus, les lignes de production existantes de phosphate de fer lithium nécessitent seulement des modifications mineures pour accueillir la chimie des batteries de phosphate de sodium et de fer de GM et Peak, ce qui pourrait permettre d’élargir la production. Les dirigeants des deux sociétés estiment qu’il est envisageable d’atteindre une parité de prix avec le lithium-ion autour de 2028.
Pour Cameron Dales, cofondateur et directeur commercial de Peak Energy, l’intérêt de cette technologie réside dans sa capacité à réduire les coûts d’exploitation en évitant la nécessité d’équipements de mesure thermique.
“Vous n’avez pas besoin d’alimenter un réfrigérateur dans le désert pendant 20 ans pour assurer le bon fonctionnement du système”, a-t-il affirmé.
En savoir plus sur les batteries sodium-ion
Bien que Peak concentre ses efforts sur le stockage pour les services publics et les entreprises, les batteries sodium-ion commencent également à se faire une place dans les foyers et les véhicules électriques. Voici quelques ressources intéressantes :
- Un nouvel index indique quand les batteries sodium-ion de moindre coût pourront remplacer les alternatives lithium-ion.
- Les batteries sodium-ion commencent à être utilisées dans les véhicules électriques et pour le stockage domestique sans dépendre du lithium ou du cobalt.
- En Allemagne, un propriétaire a choisi de s’équiper exclusivement de batteries sodium-ion, après avoir écarté les solutions lithium.
- La résistance des cellules sodium-ion augmente considérablement à des températures de 50°F (10°C), remettant en question certaines affirmations sur leur performance par temps froid.
- Un locataire du Colorado envisageant d’utiliser des batteries au sel a reçu des conseils favorisant l’utilisation de LiFePO4 pour le stockage solaire.
FAQ
Qu’est-ce que l’avantage des batteries sodium-ion par rapport aux batteries lithium-ion ?
Les batteries sodium-ion offrent des coûts d’exploitation réduits et une plus grande durabilité, ce qui pourrait les rendre moins coûteuses sur la longue durée.
Les batteries sodium-ion sont-elles sûres ?
Oui, elles sont moins sujettes à des problèmes de surchauffe et de feu, comme cela a été observé dans des tests, ce qui en fait une option plus sécurisée.
Quand les premières livraisons de batteries sodium-ion auront-elles lieu ?
Les premières livraisons de Peak Energy sont prévues pour début 2027.
La production de batteries sodium-ion est-elle respectueuse de l’environnement ?
La production de sodium-ion pourrait être plus respectueuse de l’environnement, surtout si elle utilise des ressources domestiques et réduction d’autres matériaux exotiques comme le lithium.
Quelles industries pourraient bénéficier de cette technologie ?
Les secteurs de l’énergie, du transport, de l’électronique et du stockage domestique pourraient tous tirer parti des avancées en matière de batteries sodium-ion.
