Lithium-ion, plomb-acide, nickel-hydrure métallique : Toyota va exploiter dans un même système toutes ces chimies de batteries pour le fonctionnement d’une importante unité stationnaire d’équilibrage d’un réseau électrique public au Japon.
Selon le constructeur automobile japonais Toyota, son unité de stockage d’énergie déjà en activité serait la plus importante lorsqu’elle fonctionnera à plein régime, dans 3 ans environ. Dotée d’une puissance de 485 kW pour une capacité énergétique de 1 260 kWh, elle serait alors capable de restituer sur l’année de l’ordre de 100 000 kWh d’électricité. Cette centrale serait formée avec des batteries lithium-ion, plomb-acide, et NiMH en seconde vie.
De toutes tailles, elles proviendraient de voitures électrifiées reposant sur des architectures diversifiées de groupes motopropulseurs. Puisque c’est le système central chez Toyota, les packs seraient pour une part importante extraits de véhicules hybrides simples, comme la Prius. Une technologie que le constructeur nippon a portée sur un peu tous les modèles à son catalogue aujourd’hui.
Ce lot serait complété par les batteries récupérées sur des hybrides rechargeables, et des électriques. Tous les électriques. C’est-à-dire ceux à batterie de traction, comme ceux à pile à combustible, puisque ces derniers embarquent également un pack lithium-ion, mais d’une capacité très réduite.
Tous ces accumulateurs repêchés pour une seconde vie d’exploitation auront pour point commun d’être devenus trop faibles pour un usage en mobilité. « Sweep Energy Storage System » : c’est ainsi que Toyota a baptisé son architecture d’unité stationnaire de stockage d’énergie et d’équilibrage de réseau électrique. Ne cherchez pas trop ailleurs : c’est une nouveauté que le constructeur traduit en français par « Système de stockage d’énergie à large spectre ».
« La fonction baptisée large spectre permet la réutilisation de batteries automobiles présentant d’importantes différences en termes de capacité et de performances, et ce, jusqu’à leur maximum et quel que soit leur degré de détérioration », explique-t-il.
« Mise au point par Toyota Central R&D Labs, Inc., elle repose sur un dispositif capable de contrôler librement la décharge d’énergie en activant et en désactivant le flux d’électricité (dérivation) en quelques microsecondes grâce à des batteries reliées en série », poursuit-il.
La fonction large spectre présente un autre avantage non négligeable, que d’autres systèmes de stockage stationnaire réalisés avec des batteries de traction en seconde vie n’ont pas forcément : distribuer directement du courant alternatif.
« La réutilisation des onduleurs embarqués élimine le besoin d’un conditionneur d’énergie (PCS). Cela contribue à réduire les coûts et à éviter la perte de puissance observée lors de la conversion du courant alternatif en courant continu par un PCS, avec pour objectif d’utiliser l’énergie de manière plus efficace », commente Toyota dans un communiqué daté du 31 octobre 2022.
Cette architecture qui vient tout juste d’être mise en route est reliée au système de distribution d’électricité de Chubu Electric Power Grid Co., Inc. depuis la centrale thermique de l’énergéticien Jera, à Yokkaichi. Ce programme a été distingué par le ministère japonais de l’environnement dans le cadre de son « Projet 2022 de mise en œuvre anticipée d’un système décarboné de recyclage des métaux ».
Avec leur démonstrateur, les 2 partenaires espèrent « réduire le coût global du système de stockage d’énergie », tout en contribuant à la baisse des émissions de CO2.
Ce système de stockage d’énergie à large spectre occupe Toyota et Jera depuis 2018, avec de premières discussions autour de la mise au point de technologies pour le réemploi des batteries. Ils avaient l’intuition que les besoins en accumulateurs de stockage comme outils de stabilisation de l’alimentation électrique progresseraient de façon importante. Et ce, en favorisant le développement des énergies renouvelables comme facteur incontournable de la baisse des émissions de CO2.
« Par ailleurs, la disponibilité limitée des matériaux entrant dans la composition des batteries, parmi lesquels le cobalt et le lithium, se traduit par la nécessité actuelle d’initiatives à vocation écologique, telles que la réutilisation des batteries usagées des véhicules électrifiés en tant que batteries de stockage », met également en avant Toyota.
Jera s’active en outre à développer « un processus à faible impact environnemental pour le recyclage des batteries lithium-ion des véhicules électrifiés ». Le constructeur compte lui apporter son soutien « en mobilisant son expertise et ses connaissances ».
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