Une nouvelle vague de développement solaire arrive dans le Wisconsin, et l’innovateur allemand de stockage d’énergie CMBlu est là pour ça. La société teste actuellement une nouvelle batterie à flux de longue durée dans une centrale électrique du centre-ville de Milwaukee. Cela pourrait parfaitement correspondre aux panneaux solaires à grande échelle qui arrivent dans le pipeline dans les terres agricoles de tout l’État. Alors, pourquoi le testent-ils au centre-ville de Milwaukee ?
Une nouvelle batterie à flux tueur de diesel pour une centrale à gaz
Pourquoi, en effet. Clean Technica contacte CMBlu pour savoir pourquoi le nouveau système de stockage d’énergie s’intéresse à une centrale à gaz au lieu d’un panneau solaire ou d’un parc éolien.
L’usine en question est la Valley Power Plant, une installation de cogénération au gaz qui fournit de l’électricité 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, ainsi que de la vapeur au district de chauffage du centre-ville de Milwaukee. Il se trouve sur un site de 22 acres adjacent au centre-ville.
Le propriétaire de la centrale est WEC Energy Group, via sa filiale WE Energies. Le WEC dispose d’un portefeuille croissant de projets éoliens et solaires à grande échelle qui pourraient être utilisés comme site de test pour une nouvelle batterie à flux. Néanmoins, la centrale électrique de Valley est le site.
Si vous pouvez deviner pourquoi, envoyez-nous une note dans le fil de commentaires.
Pendant ce temps, notez que la centrale électrique de Valley des années 1960 est passée du charbon au gaz en 2015. Plus précisément, l’installation héberge un générateur de secours diesel. Ainsi, peut-être que le test de la batterie à flux implique de remplacer ou de compléter le carburant diesel par une plate-forme de stockage d’énergie.
Un autre partenaire du projet est l’EPRI, l’Institut de recherche sur l’énergie électrique. EPRI a gardé un œil sur la technologie à faible émission de carbone qui pourrait remplacer la flotte nationale de générateurs de secours diesel. Dans un rapport sur les alternatives à faible émission de carbone publié en 2021, ils ont répertorié les piles à combustible et les carburants alternatifs, notamment l’hydrogène, le biogaz et le gaz naturel comprimé.
L’EPRI a également envisagé de remplacer les générateurs diesel par des volants d’inertie et d’autres dispositifs de stockage d’énergie, y compris des batteries à flux, en mettant l’accent sur l’optimisation des coûts ainsi que sur la réduction des émissions de carbone.
Qu’est-ce qu’une batterie à flux organique ?
Les batteries à flux sont basées sur la capacité de deux liquides spécialisés à générer de l’électricité lorsqu’ils sont mis en mouvement l’un à côté de l’autre, généralement (mais pas nécessairement) séparés par une fine membrane.
À l’heure actuelle, les batteries lithium-ion sont la plate-forme de stockage d’énergie de choix pour l’énergie éolienne et solaire. Cependant, les batteries à flux commencent à rattraper leur retard. Les avantages potentiels en termes de performances sont nombreux, et cela inclut la possibilité de fournir de l’électricité à grande échelle pendant de plus longues périodes. Les baies Li-ion typiques ne durent que quelques heures. Les batteries Flow peuvent fonctionner jusqu’à dix heures, et plus.
Les innovateurs de la batterie Flow se sont concentrés sur le métal vanadium (pas le vibranium !) comme élément essentiel. D’autres formules commencent à émerger à mesure que les parties prenantes commencent à accorder plus d’attention aux problèmes de la chaîne d’approvisionnement et aux opportunités de recyclage ou de réutilisation en fin de vie.
C’est là qu’intervient CMBlu. L’entreprise trouve ses racines dans un projet de recherche en 2011, qui a finalement donné naissance à sa technologie de stockage d’énergie Organic SolidFlow.
Le côté organique fait référence à l’utilisation de molécules à base de carbone en solution, à la place du vanadium ou d’autres métaux.
« Pourquoi le carbone ? », demande CMBlu.
« C’est simple », répondent-ils. « Certaines molécules à base de carbone ont la capacité intrinsèque d’être oxydées et réduites, ou chargées et déchargées. Ils sont l’élément essentiel des réactions « redox » qui alimentent toutes les cellules vivantes depuis des milliards d’années.
« La nature avait le choix d’utiliser des molécules métalliques ou organiques pour stocker et libérer de l’énergie. Il a choisi le bio. Nous aussi », ajoutent-ils.
CMBlu note également que ses matériaux organiques sont largement disponibles à l’échelle mondiale et qu’ils sont entièrement recyclables.
L’intrigue de Quinone s’épaissit
Si vous pensez que cela a quelque chose à voir avec les quinones, c’est une bonne supposition.
Les chercheurs de la batterie à flux se sont penchés sur une classe de molécules organiques appelées quinones, qui sont généralement produites à partir de goudron de houille. Ils peuvent également être trouvés dans les champignons et les bactéries parmi d’autres sources naturelles.
En 2021, les National Institutes of Health ont publié une étude notant que les quinones ont récemment « attiré beaucoup d’intérêt industriel puisque leurs propriétés de don et d’acceptation d’électrons en font de bons candidats comme électrolytes dans les batteries à flux redox ».
L’étude a également observé que « la possibilité de produire des quinones par culture fongique a de grandes perspectives car les champignons peuvent souvent être cultivés dans des bioréacteurs à l’échelle industrielle, produisant des métabolites précieux sur des substrats bon marché ».
Une onde solaire arrive dans le Wisconsin
Le choix du Wisconsin comme site de démonstration de nouvelles technologies énergétiques ne semble pas idéal, à première vue. Dans la mesure où le développement éolien et solaire est lié au stockage de l’énergie, le Wisconsin est à la traîne par rapport aux autres États.
Les titulaires de charge du Wisconsin se sont forgé la réputation d’étouffer l’énergie propre lorsque Scott Walker était gouverneur. Ce n’est pas surprenant compte tenu de l’influence des acteurs de l’énergie fossile sur la politique de l’État.
L’État a toujours un bilan lamentable sur le vent. En 2021, le Département de l’énergie n’a répertorié que 737 mégawatts de capacité éolienne installée dans tout l’État. En comparaison, le Minnesota voisin a enregistré à 4 578 mégawatts installés avec un autre 340 dans le pipeline.
Le Wisconsin ne brille pas non plus particulièrement dans le domaine solaire, mais cela semble changer.
En début de semaine, le Étoile des Prairies du Soleil agence de presse a publié un long article du journaliste Mike Sunnucks sous le titre, « La vague d’énergie renouvelable du Wisconsin incite certains agriculteurs à louer des terres pour des champs de panneaux solaires.”
Sunnucks a pris note du projet de centre d’énergie solaire Koshkonong de 300 mégawatts prévu parmi une trentaine de projets en cours, ajoutant ensemble 1 000 nouveaux mégawatts d’énergie solaire au réseau public.
Comme l’observe Sunnucks, les agriculteurs du Wisconsin sont devenus de fervents défenseurs du développement solaire, comme moyen de s’assurer une source stable de bons revenus. Les panneaux solaires peuvent également être compatibles avec les objectifs de planification agricole à long terme. Après tout, la politique agricole fédérale paie déjà les agriculteurs pour qu’ils retirent des champs de la production pendant des périodes de temps, permettant au sol de se reposer et de se reconstruire. Les panneaux solaires peuvent être déconstruits et retirés à la fin de leur durée de vie, généralement 25 ans environ.
La conception solaire à la ferme peut également pousser l’angle de l’agriculture régénérative en remplaçant une culture en monoculture par des plantes indigènes, en particulier des plantes respectueuses des pollinisateurs. Le domaine émergent mais à croissance rapide de l’agrivoltaïque s’ajoute, avec des opportunités pour le pâturage et la culture de cultures dans un panneau solaire.
Placer de grands nouveaux développements solaires dans les communautés rurales n’est pas une vente facile, et les opposants locaux se seraient mis en réseau avec des acteurs de l’énergie fossile pour contenir la vague. Cependant, l’alliance entre les développeurs solaires et les acteurs agricoles semble prendre de l’ampleur, et l’effet d’entraînement pourrait créer de nouvelles opportunités pour CMBlu et d’autres innovateurs en matière de stockage d’énergie.
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Photo (capture d’écran) : technologie innovante de stockage d’énergie par batterie à flux, gracieuseté de CMBlu.