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Reste du mondeEtude de cout du Lithium-Ion vs batteries au Plomb
Nous prenons l'exemple d'une installation solaire pour un bâtiment autonome (maison en auto-consommation avec stockage). La capacité de stockage de la batterie est de 50KWh.
Les besoins de l'application sont résumés dans le tableau ci-dessus :
| Spécifications | Valeur |
|---|---|
| Énergie stockée | 50KWh |
| Fréquence de cyclisme | 1 x décharge/charge par jour |
| Température ambiante moyenne | 23°C |
| Durée de vie prévue | 3000 cycles, ou 8 ans |
Les coûts de livraison et d'installation sont calculés sur la base d'un rapport de volume de 6:1 pour un système au lithium par rapport à un système au plomb-acide. Cette évaluation est basée sur le fait que le lithium-ion a une densité énergétique de 3,5 fois celle du plomb et un taux de décharge de 100% comparé à 50% pour les batteries AGM.
Sur la base de la durée de vie estimée du système, la solution à base de batterie au plomb doit être remplacée 5 fois après l'installation initiale. Le stockage Lithium Fer Phosphate ne sera pas remplacée durant l’exploitation du système car elle peut délivrer 3000 à 4000 cycles sans remplacement.
Le coût par cycle, mesuré en € / kWh / Cycle, est le chiffre clé pour comprendre le modèle économique. Pour le calculer, on considère la somme du coût des batteries + les coûts de transport et d'installation (multipliés par le nombre de fois où la batterie est remplacée pendant sa durée de vie). La somme de ces coûts est divisée par la consommation nette du système (50 kWh par cycle, 365 cycles par an, 8,2 années d'utilisation). Le résultat est résumé dans le tableau ci-dessous :
| Plomb-acide AGM | Lithium-Ion | |
|---|---|---|
| Capacité installée | 100 KWh | 50 KWh |
| Capacité utilisable | 50 KWh | 50 KWh |
| Durée de vie | 500 cycles à 50% DoD (profondeur de décharge) | 3000 cycles à 100% DoD |
| Nombre d'installations | 6 (1 + 5 remplacements) | 1 |
| Coût de la batterie | 60 000€ (100€/KWh x 100 x 6) | 20 000€ (400€/KWh x 50 x 1) |
| Coût de l'installation | 12 000 € (2000 € par installation x 6) | 2000 € (installation en une seule fois) |
| Coût du transport | 6 000€ (1 000€ par transport x 6) | 1 000€ (installation en une seule fois) |
| COÛT TOTAL | 78 000€ | 23 000€ |
| Coût par KWh utilisable par cycle | 0,42€ / kWh utilisable (78 000 / 3000 / 50) | 0,15€ / kWh utilisable (23 000 / 3000 / 50) |
En résumé, le coût total de possession par kWh utilisable est environ 2,8 fois moins élevé pour une solution à base de lithium que pour une solution à base de plomb.
Nous notons que malgré le coût facial plus élevé de la technologie au lithium, le coût par kWh stocké et fourni reste bien inférieur à celui de la technologie plomb. La raison est liée aux qualités intrinsèques des batteries lithium-ion mais aussi à des coûts de transport plus faibles.
Ce cas est valable pour tout type d'application nécessitant un cycle de décharge profond. La traction des VE ou les systèmes autonomes répondent aux mêmes critères. En revanche, pour les systèmes UPS ou les batteries de secours, le modèle ci-dessus ne peut pas être appliqué car les cycles de décharge sont par définition aléatoires pour ces systèmes.
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