Le 14 mai 2019, à l’espace du Centenaire de la Maison de la RATP, l’Institut Delors organisait une conférence à l’occasion du lancement de l’Alliance européenne des batteries. Présente pour l’occasion, Laurence Piketty, l’Administrateur général adjoint du CEA, a accepté de répondre à nos questions sur l’actualité de la transition énergétique.
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Quelle est le rôle du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) au sein de l’Alliance européenne des batteries ?
Le CEA est présent dans l’alliance européenne des batteries pour apporter son support sur différentes technologies. Par exemple sur les batteries lithium-ion, mais aussi sur les batteries tout solide, ainsi que sur tout ce qui concerne le recyclage des batteries. Pour nous, il est non seulement essentiel d’augmenter les performances des batteries mais aussi d’améliorer leur sécurité et de réduire leur impact environnemental. Nous travaillons sur ces sujets au niveau national bien sûr, et aussi désormais avec des industriels européens.
Le CEA Liten, sous la direction de Florence Lambert, se focalise sur tous les aspects relatifs au développement des énergies renouvelables. Cela comprend évidemment les batteries, mais aussi le solaire photovoltaïque, le solaire thermique et thermodynamique, ou encore les recherches autour de l’hydrogène ainsi que celles en faveur de l’efficacité énergétique. Par ailleurs, en collaboration avec les autres directions du CEA, nous continuons aussi à étudier les dernières avancées scientifiques, notamment en ce qui concerne la chimie ou les matériaux.
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L’innovation au CEA c’est aussi le projet Astrid, pouvez-vous nous dire où vous en êtes au juste ?
En l’absence de tension sur les ressources en uranium, le développement industriel de réacteurs nucléaires de 4ème génération n’est pas prévu avant la deuxième moitié de ce siècle. C’est pourquoi, au CEA nous allons redéfinir notre programme de recherche sur les réacteurs rapides. Concrètement, cela signifie que nous continuerons à travailler sur cette technologie avec la simulation et des travaux expérimentaux. Mais la construction d’un réacteur prototype n’est pas envisagée à court – moyen terme.
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Vous êtes également impliqués dans le débat sur le Plan national de gestion des matières et déchets radioactifs (PNGMDR), quelle est la position du CEA ?
Ce débat représente une opportunité pour la filière nucléaire de recueillir les attentes du public dans ce domaine et de présenter les grands enjeux relatifs à la gestion des matières et des déchets nucléaires. Le CEA est impliqué à double titre : en tant qu’exploitant nucléaire, il est responsable de la gestion des déchets qu’il produit ; en tant qu’acteur de la R&D, il conduit des recherches sur le traitement, le conditionnement et le comportement à long terme des déchets.
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Avec l’initiative Make Our Planet Great Again, et avec les mouvements de la jeunesse en faveur du climat, diriez-vous que la recherche intéresse suffisamment les jeunes générations ?
Nous recevons beaucoup d’étudiants, de « post-docs » et de chercheurs étrangers au CEA ! Nous sommes un organisme de recherche qui couvre des disciplines très vastes. Aussi, à tous ceux qui s’intéressent à l’étude des sciences de la matière ou des sciences du vivant, nous disons bienvenue ! Mais aussi à ceux qui souhaitent découvrir le domaine de l’énergie ou celui du numérique, qui intéresse tout particulièrement les nouvelles générations…
Rédigé par : Laurence Piketty
COMMENTAIRES
Parmi les approches efficaces très intéressantes et amplement généralisables :
a) les bâtiments “triple net zero” (producteurs d’énergie et recycleurs de leurs eaux et déchets)
b) et parmi les nombreux stockages ceux via les microorganismes électroactifs qui captent le C02 de l’air.
Ils permettent de plus la production de carburants tous usages, produits chimiques etc neutres en émissions. Mais également des composants de construction et autres stockant durablement le C02.
Et ce avec un coût bas, quasiment pas d’impact au plan des ressources et surfaces et un niveau de rendement très supérieur à la photosynthèse.
L’Université de Cornell fait plutôt bien le tour du sujet de l’application de ces microorganismes électroactifs notamment au stockage dans ce document publié récemment et qui semble une des approches incontournables :
https://jbioleng.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13036-019-0162-7
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Intéressant aussi de voir qu’une seule machine productrice de flexibles solaires en composites polymères recyclables de toutes tailles, sans aluminium ni verre (seulement 2,5 kg/m2), moins cher que le solaire conventionnel et plus facile à fixer, pour toitures, façades, transports etc (2,5 kg par m2), peut produire l’équivalent de la capacité énergétique solaire d’1 réacteur nucléaire par mois !
De plus ceux qui prétendre que le solaire utilise beaucoup de ressources feraient bien de mettre à jour leur données !
Exemple Sunman Energy (Hong-Kong) dont les développements sont rapides dans toute l’Asie, Australie et désormais Europe :
http://www.sunman-energy.com/
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L’Ademe dans une étude récente recense un potentiel d’au moins 53 GWc de parkings, anciens bâtiments, zones polluées etc où le solaire est implantable en France.
Il faut donc théoriquement à peine plus de 4 ans à 1 seule machine de production de films solaires flexibles pour équiper ces sites !
https://www.actu-environnement.com/ae/news/Photovoltaique-friches-parkings-representent-potentiel-53-GW-33506.php4
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Batteries : le suisse Innolith (ex-Alevo) annonce une densité de 1000 Wh/kg (à comparer à Tesla 250 Wh/kg), soit 1000 km avant recharge pour un VE classique avec une batterie Li-ion ininflammable, sans cobalt, deux avantages obtenus grâce à l’utilisation d’un électrolyte inorganique ignifugé (seul inconvénient un risque de corrosion plus élevé) :
https://www.breezcar.com/actualites/article/batteries-le-suisse-innolith-annonce-une-densite-de-1000-whkg-0419
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Tiamat (Amiens – France) – batteries Na-ion = sel – vient de passer un accord de développement le 20 mai dernier avec son concurrent Faradion (UK) pour le déploiement des leurs batteries qui se chargent en 5 minutes et ont désormais des capacités et durabilités supérieures au Li-ion pour une ressource (le sel) bien plus courante et dont on peut s’attendre à un prix de 30 à 50% plus bas à terme :
https://www.youtube.com/embed/0smUFaFlWPQ
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Toujours dans les batteries Na-ion (sans lithium ni cobalt, 2 fois la densité énergétique du Li-ion classique) le finlandais Broadbit va également sous peu se déployer sur le marché :
http://broadbit.com/#menu-home
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… comme le précise son Ceo américain dans cette vidéo :
https://www.youtube.com/embed/PKnsQEyftUg
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Sunamp (Ecosse) a récemment passé un accord avec OVO pour la gestion encore meilleure de son système déjà A+ et éprouvé de stockage thermique en série (via des matériaux à changement de phase – PCM – phase change materials)
Durée de vie : plus de 50 ans, nombre de cycles quasi illimité
Fonctions : eau chaude, chauffage, climatisation, stockages électrique et thermique
Assemblage : type “lego” avec différentes strates de températures selon les besoins
Volume de stockage : 4 fois inférieur à un ballon d’eau chaude
Plages de températures : moins 0°C à plus de 100°C pour les PCM utilisés (du chauffage haute température pour les bâtiments très mal isolés à la climatisation, et d’autres applications sont prévues pour l’industrie, donc des écarts de températures bien plus élevés)
Densité énergétique : 4 à 16 fois celle d’un ballon d’eau chaude selon les “lego” choisis et donc le bâtiment et son niveau d’isolation
Sources de chaleur : multiples (solaire PV, thermique et hybride, pompe à chaleur, biomasse, etc)
Durée de stockage : plusieurs semaines/mois (pertes de seulement 24 watts par 24 heures donc très nettement inférieures à un ballon d’eau chaude très isolé)
Risques : zéro
Recyclabilité : 100%
Applications : multiples.
Quelques exemples parmi de nombreux autres :
– stocker la chaleur solaire, de pompe à chaleur et autres aux meilleurs moments de la journée (pour une pompe à chaleur au meilleur Cop de la journée ou au prix les plus bas : nuit) et l’utiliser au pires moments (froid, pics de demande etc). Idem pour la climatisation.
– fourniture de chaleur (ou froid) instantanée (eau chaude etc) du fait qu’un “lego” se place quasiment où l’on veut (cuisine, douche etc) donc pas besoin d’attendre que l’eau devienne chaude
– couverture des besoins d’eau chaude, chauffage et climatisation jusqu’à 100%
– automobile électrique : chauffage sans influencer la consommation électrique destinée au déplacement mais seulement celle préalablement chargée via les PCM pour le chauffage ou la climatisation. Donc pas de perte d’autonomie kilométrique via le chauffage d’un VE.
En conclusion et selon les bons dimensionnements, le couplage solaire hybride et stockage PCM peut vous faire oublier la pompe à chaleur et climatisation, les pics de consommation, les factures délirantes etc et le tout sans bruit et pour plus de 50 ans !
Qui dit mieux ?
Il ne vous reste plus qu’à stocker la partie faible résiduelle de l’électricité dans une batterie Na-ion et finis les quelques 35% de frais de transports de l’électricité, taxes diverses etc !
https://www.sunamp.com/
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