Le lithium-ion est-il l'avenir des BESS à grande échelle? Le sodium-ion peut aussi jouer un rôle crucial

Avec l’évolution mondiale vers les énergies renouvelables, la chimie du lithium-ion s’est révélée être une force essentielle et dominante dans l’adoption des systèmes de stockage d’énergie par batterie (BESS). Cependant, avec l’intérêt et la concurrence croissants dans le domaine du stockage, l’émergence de chimies alternatives comme le sodium-ion offre de nouvelles opportunités qui pourraient remodeler l’avenir du stockage de l’énergie.

L’un des principaux avantages de la technologie sodium-ion réside dans son abondance et son accessibilité. Le sodium est environ mille fois plus abondant que le lithium, ce qui se traduit par des réductions de coûts potentiellement importantes dans l’approvisionnement en matières premières. Lorsqu’elles sont produites à grande échelle, certaines informations indiquent que les cellules sodium-ion pourraient être jusqu’à 20-30% moins chères que les batteries LFP, un sous-ensemble de la chimie du lithium qui est actuellement de plus en plus adopté dans les BESS.

En ce qui concerne les performances, les batteries sodium-ion ont également montré des progrès prometteurs. Sa densité énergétique gravimétrique est comprise entre 75 et 160 Wh/kg, des fabricants comme CATL ayant démontré des capacités de 160 Wh/kg dans des systèmes en cours de développement. En outre, les projections futures pour la technologie du sodium suggèrent un potentiel de 200 Wh/kg, rivalisant potentiellement avec les performances de la chimie du lithium (126-285 Wh/kg). En outre, les batteries sodium-ion offrent des avantages distincts pour les applications BESS à l’échelle de l’utilité publique, car elles présentent des caractéristiques de sécurité supérieures. Contrairement aux batteries lithium-ion, les cellules sodium-ion sont connues pour être capables de se décharger jusqu’à zéro volt, ce qui permet un transport, un stockage et un fonctionnement plus sûrs.

Figure 1 : Comparaison générale de la chimie du lithium-ion et du sodium-ion, mettant en évidence leur abondance, leurs avantages technologiques et les prévisions de marché.

Toutefois, l’adoption à grande échelle de la technologie sodium-ion reste problématique, car son cycle de vie varie de 100 à 1 000 cycles, bien que certains groupes de recherche aient réalisé plus de 5 000 cycles dans le cadre de leurs travaux, ce qui donne une idée du potentiel de la technologie. Outre ses limites techniques actuelles, il convient également de noter que l’avantage économique actuel de la technologie sodium-ion est limité, car les prix du lithium continuent de baisser, ce qui les rend moins rentables sur le marché actuel du stockage.

Malgré ces défis, les perspectives du marché suggèrent que le sodium-ion et le lithium-ion seront complémentaires. Des études prévoient que les batteries lithium-ion prendront la tête, avec une capacité de 6,5 TWh d’ici à 2030, pour le transport et le stockage, tandis que les batteries sodium-ion devraient capter environ 40 GWh, avec un potentiel de 100 GWh supplémentaires en fonction du succès du marché d’ici à 2025.

En conclusion, alors que les batteries lithium-ion conserveront probablement leur position dans les applications de stockage de l’énergie, la technologie sodium-ion présente un fort potentiel pour les BESS à l’échelle des services publics. Ses avantages potentiels en termes de coûts, ses caractéristiques de sécurité améliorées et ses capacités techniques croissantes en font un composant prometteur dans le futur paysage du stockage de l’énergie. Son succès dépendra de ses avancées technologiques et de celles du lithium-ion, du développement de la chaîne d’approvisionnement et, en fin de compte, de l’évolution des coûts associés à ces technologies.

Ecrit par Nikko Talplacido