Les batteries thermiques pourraient remplacer les batteries conventionnelles pour le stockage de l’énergie renouvelable.
Les batteries thermiques représentent une solution prometteuse pour répondre à la demande énergétique croissante et faciliter l’intégration des énergies renouvelables. Contrairement aux batteries lithium-ion conventionnelles, les batteries thermiques stockent l’énergie sous forme de chaleur, offrant ainsi une alternative durable et économique pour les industries et les ménages. Avec l’Agence internationale de l’énergie (AIE) prévoyant une augmentation annuelle de 3,4 % de la consommation mondiale d’électricité d’ici 2026, le besoin de nouvelles solutions de stockage d’énergie n’a jamais été aussi critique.
La technologie de stockage d’énergie thermique a fait des progrès en 2024 et a le potentiel de transformer les systèmes énergétiques en 2025 et au-delà.
Recherche sur les batteries thermiques. Image utilisée avec l’aimable autorisation de Laboratoire national des énergies renouvelables
Les briques réfractaires comme batteries thermiques
La fabrication de ciment et d’acier nécessite des températures élevées et beaucoup d’énergie. Ensemble, ces industries contribuent à 17 % des émissions mondiales de dioxyde de carbone.
En 2024, l’Université de Stanford a proposé de réutiliser des briques réfractaires – une technologie de stockage thermique ancienne – pour le stockage d’énergie. Le stockage d’énergie par briques réfractaires utilise des briques en céramique résistantes aux hautes températures pour stocker l’énergie thermique générée lors des périodes de faible demande d’électricité. La chaleur stockée est ensuite convertie en électricité à l’aide d’un système d’échangeur de chaleur et de turbine.
Les chercheurs estiment qu’en 2050, les briques réfractaires pourraient réduire la dépendance aux batteries de 14,5 %, à la production d’hydrogène de 31 % et au stockage thermique souterrain de 27,3 %. Pendant ce temps, la technologie pourrait potentiellement réduire les coûts d’investissement mondiaux de 1,27 trillion de dollars pendant la transition énergétique, accélérer l’adoption des énergies renouvelables et diminuer les risques pour la santé liés à la pollution de l’air.
Batterie thermique au sel et au vinaigre
Un obstacle majeur dans le stockage d’énergie thermique est le développement de matériaux robustes qui stockent et libèrent la chaleur de manière efficace tout en résistant à la dégradation à travers des plages de température variées et plusieurs cycles d’utilisation. En 2024, Sunamp a développé une batterie thermique compacte et très durable utilisant de l’acétate de sodium trihydraté (SAT), un matériau également présent dans les chauffe-mains et les chips de pommes de terre au sel et au vinaigre.
La nouvelle batterie thermique fonctionne en chauffant le SAT pour former une solution sursaturée qui stocke l’énergie, laquelle est libérée lors de la recristallisation lorsque le matériau passe de l’état liquide à l’état solide. Le SAT traditionnel fait face à une dégradation due au dépôt de sel, mais Sunamp a résolu cela avec des modificateurs de forme cristalline à base d’acrylique, permettant jusqu’à 40 000 cycles de chauffage, équivalant à plus de 50 ans d’utilisation quotidienne.
Batterie thermique Sunamp. Image utilisée avec l’aimable autorisation de Sunamp
Architecturalement, la batterie est conçue pour offrir un stockage de chaleur efficace et de l’eau chaude à la demande dans une forme compacte adaptée aux bâtiments à espace limité.
Un futur thermique
Alors que les énergies renouvelables prennent de l’ampleur et que la demande énergétique mondiale continue d’augmenter, les batteries thermiques gagnent en importance. En stockant l’excès d’énergie sous forme de chaleur pendant les pics de production et en la libérant lorsque la demande augmente, les batteries thermiques offrent une solution fiable et rentable pour équilibrer les fluctuations du réseau. Avec les avancées en matière de matériaux et d’efficacité, ces systèmes pourraient connaître une adoption significative en 2025.