Battery circularity for community shared energy storage system: the new city-district of Dietenbach in Freiburg, Germany

Au cours des prochaines décennies, le monde fera face à une montagne croissante d'un type de déchet très spécifique : les batteries des voitures électriques. À mesure que des millions de véhicules atteindront la fin de leur vie de conduite, leurs packs d'alimentation devront être gérés. Pendant longtemps, l'accent a été mis sur l'incitation des gens à acheter ces voitures et sur la construction des routes et des stations de recharge nécessaires, mais moins d'attention a été accordée à ce qui se passe lorsque les batteries ne sont plus assez performantes pour alimenter un véhicule. C'est ici qu'intervient l'idée d'une « seconde vie ». Tout comme un livre d'occasion peut trouver un nouveau lecteur, une batterie de voiture retraitée peut encore détenir une capacité de puissance significative, conservant souvent environ quatre-vingts pour cent de sa capacité d'origine. Au lieu de décomposer immédiatement ces packs lourds pour récupérer leurs matières premières, ce qui est énergivore et coûteux, ils peuvent être réutilisés pour stocker l'électricité pour les maisons et les quartiers. Cette approche, connue sous le nom de circularité des batteries, vise à maintenir ces ressources précieuses en usage le plus longtemps possible, réduisant ainsi le besoin d'extraire de nouveaux minéraux et abaissant l'impact environnemental global de nos systèmes énergétiques.

Un chercheur nommé Arian Mahzouni, de l'Université d'Oslo, a examiné de près comment ce concept pourrait fonctionner dans un cadre réel, en se concentlant sur un nouveau quartier appelé Dietenbach, à Fribourg, en Allemagne. Cette zone est construite de toutes pièces comme un modèle de vie durable, conçue pour loger jusqu'à 16 000 personnes d'ici l'année 2040. Les urbanistes ont déjà cartographié un vaste réseau de panneaux solaires sur les toits et les murs, prévoyant de générer un énorme surplus d'électricité propre, particant surtout pendant les mois d'été ensoleillés. Cependant, générer de l'énergie n'est que la moitié de la bataille ; le quartier a besoin d'un moyen de stocker cette énergie excédentaire pour une utilisation la nuit ou lors des jours nuageux. L'étude de Mahzouni examine si les batteries de voitures électriques retirées pourraient être la solution, spécifiquement lorsqu'elles sont utilisées dans un système de « stockage d'énergie partagé à l'échelle communautaire ». Dans ce modèle, au lieu que chaque famille achète et entretienne sa propre batterie coûteuse, le quartier partage une grande unité de stockage centrale. Cette approche partagée permet à de nombreux ménages de mettre en commun leurs ressources, réduisant ainsi le coût pour tout le monde et facilitant la gestion du flux d'électricité.

La recherche suggère que l'utilisation de ces batteries de seconde vie dans un cadre communautaire offre une voie pratique et abordable vers l'avenir. En réutilisant les vieilles batteries de voiture, le quartier pourrait éviter les coûts élevés liés à l'achat de nouveaux systèmes de stockage tout en retardant également la nécessité de recycler immédiatement les matériaux. L'étude souligne que la structure sociale de Dietenbach est particulièrement bien adaptée à ce type de projet. La ville de Fribourg possède une forte tradition de groupes de logements collaboratifs et de coopératives, où les voisins travaillent ensemble pour construire et gérer leurs espaces de vie. Ces groupes, tels que la coopérative « Bienenstock » et le groupe de construction « FreiRäume », sont déjà en cours de formation pour planifier ce nouveau district. Parce que ces groupes sont conçus pour prendre des décisions collectives, ils constituent une plateforme naturelle pour la gestion d'un système de batterie partagé. Les chercheurs ont constaté que ces groupes communautaires pourraient agir comme les vecteurs de cette nouvelle technologie, transformant le quartier en un centre énergétique autosuffisant où les résidents produisent, stockent et partagent leur propre électricité.

Cependant, le chemin pour faire de cela une réalité n'est pas sans obstacles importants. L'étude souligne que si la technologie et les groupes sociaux sont prêts, les règles et les réglementations ne le sont pas encore tout à fait. L'un des plus grands défis est la sécurité. Comme ces batteries ont été utilisées dans des voitures, elles ont des historiques différents ; certaines ont été conduites de manière intensive, d'autres plus doucement, et certaines ont pu être exposées à des températures extrêmes. Sans un ensemble de normes claires et uniformes pour tester et certifier ces batteries d'occasion, il existe un risque d'incendie ou de dysfonctionnement, surtout lorsqu'elles sont regroupées dans une grande unité de stockage. Actuellement, il n'existe pas de code de conduite mondial unique qui nous dise exactement comment évaluer une batterie d'occasion pour garantir sa sécurité pour une seconde vie. Les chercheurs soutiennent qu'avant que ces systèmes ne puissent être largement adoptés, les gouvernements et les leaders de l'industrie doivent s'accorder sur des directives communes pour la collecte, le transport et le test de ces batteries. Sans ces normes, les risques potentiels pour la sécurité pourraient effrayer les investisseurs et les résidents eux-mêmes.

Un autre obstacle majeur identifié par l'étude est la question de savoir qui peut participer. Bien que la ville de Fribourg ait des projets ambitieux pour le nouveau district, incluant l'objectif que la moitié des unités locatives soient des logements sociaux abordables, la réalité des coûts de construction menace d'exclure les personnes mêmes qui en bénéficieraient le plus. Les prix des terrains pour la première phase de construction sont déjà extrêmement élevés, et le loyer projeté pour les futurs locataires est nettement supérieur à la moyenne locale. Cela crée une situation où les résidents économiquement défavorisés, qui pourraient compter sur un projet d'énergie communautaire pour réduire leurs factures, pourraient simplement être exclus du quartier par les prix. Si seuls les résidents aisés peuvent se permettre de vivre à Dietenbach, le système de stockage d'énergie partagé à l'échelle communautaire risque de devenir une caractéristique de luxe plutôt qu'un outil d'inclusion sociale. L'étude avertit que sans une attention particulière portée à ces barrières économiques, le projet pourrait échouer dans son objectif d'une transition énergétique juste et durable.

Enfin, l'article conclut que le projet Dietenbach possède les ingrédients pour réussir mais nécessite un cadre plus solide pour les assembler. L'espace physique est conçu pour cela, l'énergie solaire est abondante et les groupes sociaux se forment. Ce qui manque, c'est une approche politique coordonnée qui traite de la sécurité des batteries d'occasion et garantit que les bénéfices de ce nouveau système énergétique soient partagés par tous les résidents, et non seulement par les plus riches. Les chercheurs suggèrent que les gouvernements nationaux doivent intervenir avec des incitations, telles que des déductions fiscales ou des subventions, pour soutenir la collecte et l'utilisation sécurisées de ces batteries de seconde vie. Ils insistent également sur la nécessité d'un ensemble unifié de normes qui donneraient confiance tant à l'industrie qu'au public. Si ces pièces s'assemblent, le quartier de Dietenbach pourrait servir d'exemple puissant pour le reste du monde, montrant comment une ville peut transformer un problème potentiel de déchets en une source d'énergie propre et partagée. L'étude ne prétend pas que cela a déjà été résolu, mais affirme plutôt que c'est une direction viable et nécessaire pour l'avenir, à condition que les défis sociaux et réglementaires soient relevés avec la même créativité que les défis techniques.