Améliorer le taux global d'utilisation de l'énergie verte

Le 22 mars, la Commission nationale du développement et de la réforme et l'Administration nationale de l'énergie ont publié une circulaire relative au 14e Plan quinquennal pour un système énergétique moderne (ci-après dénommé le « Plan »). À l'horizon 2035, des progrès décisifs seront réalisés dans le développement d'une énergie de haute qualité, un système énergétique moderne sera pratiquement achevé et les énergies renouvelables deviendront la principale source d'énergie. Selon l'Union européenne (EPIA), d'ici 2040, la part des énergies renouvelables dans la structure énergétique atteindra plus de 50 % de la consommation totale d'énergie, la part de la production d'électricité photovoltaïque dépassera 20 % ; d'ici la fin du XXIe siècle, les énergies renouvelables représenteront plus de 80 % de l'approvisionnement énergétique total, et l'électricité photovoltaïque plus de 60 %. Les réseaux énergétiques évoluent également pour répondre à la demande croissante d'énergie, tout en favorisant la pénétration des énergies renouvelables, et ce processus de transformation des réseaux énergétiques entraînera inévitablement l'ajout d'un grand nombre de systèmes de stockage d'énergie. Le système de stockage d'énergie résout en grande partie le problème du caractère aléatoire et de la volatilité de la production d'énergie renouvelable. Il permet d'assurer une production régulière et de réguler efficacement les variations de tension, de fréquence et de phase du réseau électrique. Il permet ainsi d'intégrer facilement et de manière fiable l'énergie éolienne et photovoltaïque à grande échelle au réseau électrique conventionnel et d'améliorer le taux d'utilisation global des énergies vertes. Le stockage d'énergie est essentiel à la réussite du Plan.

Selon les différents modes de stockage de l'énergie, on distingue le stockage physique, le stockage chimique et le stockage électromagnétique. Le stockage physique comprend principalement le stockage par pompage, le stockage par air comprimé, le stockage par volant d'inertie, etc. Le stockage chimique comprend principalement les batteries plomb-acide, lithium-ion, sodium-soufre, et les batteries à flux liquide, etc. Le stockage électromagnétique comprend principalement les supercondensateurs et les supraconducteurs, etc.

Nouvelle technologie de stockage d'énergie, la batterie lithium-ion est privilégiée, tout comme la batterie de stockage à paroi compacte écologique . Elle offre d'excellentes performances de stockage d'énergie, une longue durée de vie et des temps de cycle élevés. En conditions normales, les batteries lithium-ion peuvent atteindre environ 3 000 cycles, et les batteries lithium-titanate jusqu'à 25 000 cycles. La capacité installée de batteries lithium-ion récemment installées est la première au monde et en Chine, et de nombreuses entreprises nationales déploient cette technologie. L'utilisation de batteries de différentes tailles prolonge leur durée de vie et réduit leurs coûts. La technologie des batteries au plomb est mature, les sources de matériaux sont nombreuses et leur coût est faible. La batterie plomb-carbone peut être remplie en 90 minutes, ce qui réduit le phénomène de sulfate négatif, prolonge la durée de vie et améliore la densité de puissance. C'est la principale tendance du développement de la technologie des batteries au plomb. La densité énergétique des batteries sodium-soufre atteint 760 Wh/kg, leur rendement de conversion est proche de 100 % et leur nombre de cycles atteint 2 500. Cependant, leur coût est élevé et leur environnement de travail très exigeant. Leur démarrage ne peut se faire qu'à 300 °C. Les batteries de stockage d'énergie sodium-soufre sont largement utilisées à l'étranger, mais leur promotion en Chine est limitée. La batterie à flux adopte une structure particulière, avec circulation séparée des électrolytes positif et négatif, améliorant ainsi l'efficacité des réactions chimiques. Leur rendement de conversion peut dépasser 96 %, leur densité énergétique peut atteindre 92 Wh/kg, leur nombre de cycles est d'environ 13 000 et leur durée de vie est d'environ 20 ans. En raison de leur faible maturité, de leur volume important et de leur faible prix, la technologie des batteries à flux est peu répandue en Chine. Actuellement, dans le domaine du stockage chimique, les chercheurs se concentrent sur l'amélioration des propriétés et des capacités des matériaux, notamment l'optimisation des électrodes, des électrolytes, des nouvelles membranes et des séparateurs. Les technologies les plus prometteuses comprennent les batteries Li-S, M-Air et à semi-conducteurs, ainsi que les nouvelles cellules à flux et les condensateurs hybrides.

Les dispositifs de stockage d'énergie régénérative, issus des nouvelles technologies de stockage d'énergie, contribuent à réduire les émissions de dioxyde de carbone (CO2) résidentielles, non résidentielles et industrielles. Cependant, le stockage thermique et le stockage d'énergie sont confrontés à des problèmes de coût et de stabilité. Le développement de dispositifs de stockage thermique et de stockage d'énergie adaptés à différentes plages de températures et à différents contenants, les problèmes d'isolation thermique des dispositifs de stockage thermique et de stockage d'énergie, ainsi que la conception et l'intégration du système, sont encore à l'étude.

Les orientations futures du développement des systèmes de stockage comprennent l’augmentation de la capacité de stockage, Batterie de stockage d'énergie domestique 48V 5,5/10kWh favorisant l'intégration avec l'énergie verte, une durée de vie et une efficacité supérieures et des capacités de temps de décharge plus élevées, parmi lesquelles le plus important est la conception et le développement de solutions hybrides à haute fiabilité.

Les États-Unis et le Japon considèrent le stockage de l'énergie comme une industrie à part entière et ont mis en place des politiques de soutien spécifiques. La Chine devrait également prêter attention au développement du stockage de l'énergie, encourager la recherche et le développement des technologies associées et mettre en place des politiques appropriées, afin de réaliser sans heurts l'objectif de faire des énergies renouvelables la principale source d'énergie et d'obtenir des résultats substantiels dans la construction de nouveaux réseaux électriques.