Comparaison de coût et prix du Lithium-ion.

Lithium Ion benefits and costs

Nous prendrons pour exemple une installation de stockage électrique permettant d’électrifier un bâtiment autonome (application Off-Grid) par un dispositif solaire ou éolien.

Le besoin est récapitulé dans ce tableau :

SpecificationsValeur
Energie stockée50KWh
Puissance de décharge10KW (ou 5h de fonctionnement à C/5)
Fréquence de cycle1 cycle de charge/décharge par jour
Température ambiante moyenne23°C
Durée de vie recherchée de l’installation2000 Cycles, soit 5.5 années

Les coûts de  livraison et d’installation sont calculés sur un ratio de volume de 6:1 pour un système Lithium comparé à un système au Plomb. Cette évaluation est basée sur le fait que le Lithium-Ion a une densité d’énergie 3.5 fois supérieure au plomb et un taux de décharge de 85% comparé à 50% pour les batteries AGM.

En se basant sur la durée de vie estimée du système, la solution à base de batterie au plomb devra être remplacé 3 fois, la solution à base d’éléments Lithium ne sera pas remplacée durant l’exploitation de la solution.

Le coût par KWh par cycle, mesuré en €/KWh/cycle, est le chiffre clé pour comprendre le modèle économique. Pour le calculer, nous prenons en compte la somme du coût des batteries, des coûts de transport et d’installation (multiplié par le nombre de fois que la solution est remplacée durant sa durée de vie). La somme de ces coûts est divisée par le consommation nette du système (50KWh par cycle, 365 cycles par an, 5.2 ans d’utilisation). Le résultat est résumé dans le tableau ci-dessous :

Plomb AGMLithium-Ion
Capacité installée100 KWh50 KWh
Capacité utile50 KWh50 KWh
Durée de vie500 cycles à 50% de DOD2000 cycles à 100% de décharge
Nombre d’installations4 (1 + 3 remplacements)1
Coût de la batterie15 000€ (150€/KWh) (x 4)35 000€ (700€/KWh)
Coût d’installation1K€ (x 4)1K€
Coût de transport28€ par KWh (x 4)10€ par KWh
COUT TOTAL76 200€38 500€
Coût par Kwh utile / cycle0.76€ /kWh/cycle (+95% vs Li-Ion)0.39€ /kWh/cycle

Coût des batteries Plomb comparé au Lithium-Ion

On constate que malgré le coût facial plus élevé de la technologie Lithium, le coût du KWh stocké et fourni reste plus faible que pour les technologies au Plomb. La raison est liée aux qualités intrinsèques des batteries Lithium-Ion mais aussi au coûts de transport plus faibles liés au poids et à l’encombrement minimisé.

Cette étude est valable pour tout autre type d’application utilisant des cycles de charges profonds. La traction de véhicules ou les batteries de systèmes autonomes répondent aux mêmes critères. Par contre pour les systèmes de back-up de type UPS, ce type de calcul ne peut être appliqué du fait que les cycles de décharges sont par définition aléatoires.

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