Les systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS) ont connu des déploiements importants et une réduction des problèmes de chaîne d'approvisionnement en 2023, ce qui en fait une nouvelle année record pour BESS, même si les problèmes de sécurité ont continué à faire l'actualité.
Cette année, à mesure que la technologie se développe et que le stockage d’énergie devient plus omniprésent – c’est-à-dire qu’il passe d’une nouveauté à une nécessité – l’accent sera davantage mis sur la sécurité, même si l’ESS continue de progresser. La manière dont BESS sera utilisé à l’avenir changera également d’ici 2024.
L’année de la sécurité à grande échelle
S’il y a une chose que le secteur du stockage d’énergie a appris en 2023, c’est que la sécurité des batteries doit être davantage prise en compte.
Plusieurs événements survenus en 2023 démontrent que maintenir la sécurité des batteries est plus difficile qu’il n’y paraît à première vue. Les systèmes électrochimiques complexes constituent les batteries. Ils exigent des mesures de sécurité allant au-delà de ce qui est exigé par la loi.
Leur sécurité sera considérée comme un élément inhérent essentiel au développement évolutif et à long terme de la technologie des batteries, plutôt que comme une simple case à cocher. Ce changement de paradigme reconnaît que la marge d’erreur diminue avec l’augmentation de la diversité et l’utilisation intensive des batteries. Il est nécessaire d’adopter une approche plus approfondie en matière de sécurité.
Les fournisseurs et les opérateurs de BESS mettront davantage l’accent sur la sécurité opérationnelle dans le cadre d’une stratégie globale, soulignant la valeur d’une surveillance continue depuis la mise en service jusqu’à la fin de vie (EoL) des batteries.
Cette méthode souligne à quel point les systèmes de batteries sont dynamiques et que la sécurité est un besoin constant plutôt qu'un attribut statique. Les systèmes de batteries sont de plus en plus associés à des systèmes de surveillance avancés et à des technologies de maintenance prédictive, qui permettent le suivi en temps réel des indicateurs de performance et l'identification précoce des risques possibles pour la sécurité.
Ce faisant, la fiabilité des systèmes de batteries est augmentée et leur durée de vie opérationnelle est prolongée, garantissant efficacité et sécurité lors de leur utilisation.
Essentiellement, la sécurité des batteries sera un sujet de préoccupation majeur à mesure que le secteur du stockage d’énergie passe d’une phase d’adoption précoce à une application plus mature du BESS. Cela est dû au fait que le fonctionnement efficace et évolutif des batteries dépend fortement de leur sécurité et de leur fiabilité.
Du sodium-ion à l’état solide
Cette année, BESS sera témoin de développements technologiques de pointe en plus d'améliorations en matière de sécurité. Les batteries lithium-ion ont dominé le marché du BESS, mais la demande de stockage de plus longue durée - pour lequel le lithium ne peut actuellement pas être utilisé de manière sûre ou économique - permettra aux technologies prometteuses sans lithium de devenir plus répandues.
Les applications qui nécessitent des durées de stockage plus longues, notamment supérieures à huit heures, utiliseront de plus en plus de batteries sodium-ion. En effet, des options de stockage plus abordables sont nécessaires.
Les caractéristiques de la technologie sodium-ion, qui offre un équilibre entre rentabilité, sécurité et densité énergétique appropriée pour le stockage de longue durée, sont à l’origine de ce changement. En raison de sa composition chimique unique, il est particulièrement utile dans les applications fixes où les contraintes de poids et d'espace sont moins importantes que dans les applications mobiles.
Le sodium pouvant être récolté presque partout dans le monde, les batteries sodium-ion sont beaucoup moins chères que les batteries lithium-ion.
Dans le même temps, les batteries à semi-conducteurs deviendront un choix plus cher sur le marché. Parce que leurs électrolytes solides ne prennent pas feu, les batteries à semi-conducteurs sont connues pour leurs performances exceptionnelles, qui incluent une meilleure densité énergétique et des caractéristiques de sécurité améliorées.
Mais en raison de leur coût plus élevé, les batteries à semi-conducteurs sont considérées comme une option de luxe sur le marché des batteries, du moins jusqu'à ce que la technologie progresse. La production de batteries à semi-conducteurs est coûteuse car de nouvelles chaînes d’approvisionnement et des techniques de fabrication avancées sont nécessaires.
Les batteries à semi-conducteurs continueront d'être très demandées malgré leur prix, en particulier dans les applications où la sécurité et les performances sont essentielles et où le coût est moins préoccupant.
Cette tendance démontre à quel point le marché des batteries se diversifie. Diverses technologies sont adaptées à des cas d'utilisation particuliers, offrant des options allant de l'économique à la performance.
L’évolution de BESS axée sur les applications
L’une des avancées les plus significatives en 2024 sera la capacité des batteries à grande échelle à fonctionner pendant de plus longues périodes. Certains systèmes ont une durée de fonctionnement maximale de quatre heures. Cette extension de longueur constitue une avancée significative dans la technologie de stockage d'énergie qui améliorera la capacité du réseau à intégrer des sources d'énergie renouvelables et augmentera la fiabilité de l'approvisionnement.
Dans les industries où les besoins énergétiques sont élevés mais dispersés sur de longues périodes, il y aura un besoin spécifique d’applications de stockage d’énergie de longue durée (LDES) à plus faible densité de puissance. Cela couvre les procédures de fabrication, l’intégration poussée des sources d’énergie renouvelables et la stabilité du réseau dans les régions disposant d’un approvisionnement électrique sporadique. L’accent mis sur le stockage de longue durée s’inscrit dans un mouvement plus large dans le secteur de l’énergie vers des sources d’énergie plus fiables et plus variées.
Le paysage technologique du BESS évoluera parallèlement à ces évolutions. Connu sous le nom de « empilement de revenus », les opérateurs étudient actuellement de nouvelles sources de revenus.
Cela implique de tirer parti de la diversité des fonctions que les systèmes de stockage peuvent remplir pour s'engager dans différents services du marché tels que la régulation de fréquence, le transfert de charge, l'écrêtement des pointes et les services de démarrage automatique.
Cependant, la complexité opérationnelle augmente en raison de cette diversité de sources de revenus. Pour superviser efficacement ces diverses sources de revenus, il faut posséder des systèmes de contrôle avancés, une compréhension complète de la dynamique du marché et une compréhension de la manière dont les différents profils de charge affectent la dégradation des batteries. Pour cette raison, l’utilisation des actifs BESS est plus compliquée que jamais.
Un certain nombre de thèmes importants façonneront le développement du BESS en 2024, notamment le maintien de la sécurité comme priorité absolue, la commercialisation de technologies sans lithium, l'allongement de la durée de vie des batteries pour les systèmes à grande échelle et la recherche de nouvelles sources de revenus. grâce à des plans opérationnels complexes. Ces développements soulignent le caractère dynamique du marché BESS ainsi que l'innovation et l'adaptation continues en réaction à l'évolution des demandes des consommateurs et aux opportunités de l'industrie.