Le thème de la batterie de stockage pour l'Allemagne et son tournant énergétique est presque quotidien sur Linkedin, et c'est ainsi qu'une discussion a récemment eu lieu sur LinkedIn, basée sur ma contribution d'une vidéo Youtube de VattenfallAprès avoir expliqué que les centrales de pompage-turbinage en Allemagne ne pouvaient alimenter l'Allemagne que pendant 30 minutes, le thème du stockage par batterie a de nouveau été abordé, et qu'il permettrait d'alimenter l'Allemagne en cas de black-out.
J'ai fait le calcul :
Le calcul
150g de lithium par kWh (Source)
150g de cobalt par kWh
1000kg de cobalt = 33 582 USD
1000kg de lithium = 37 000 USD
1GWh = 1000000 kWh
150g x 1.000.000 (kWh) = 150.000.000 g de lithium = 150 tonnes de lithium par GWh
150g x 1.000.000 (kWh) = 150.000.000 g de cobalt = 150 tonnes de cobalt par GWh
1GWh = 300 tonnes de lithium et de cobalt
150 tonnes de lithium x 37 000 USD / tonne de lithium = 5.550.000 USD
150 tonnes de cobalt x 33 582 USD / tonne de cobalt = 5.037.300 USD
1GWh Coût des matières premières uniquement = 10 587 300 USD
53,5GW par heure à couvrir en moyenne.
Prix de la batterie
53,5 GWh x 10 587 300 USD / GWh = 566 420 550 USD
Matériaux nécessaires pour la batterie par GWh, 1 GWh = 300 tonnes de lithium et de cobalt
53,5 GWh x 300 tonnes (150 tonnes de lithium et 150 tonnes de cobalt) = 16 050 tonnes
08.05.2023 (energy-charts.info)
Charge minimale : 35.711,40 MW ~ 36 GW
Charge maximale : 70.845,70 MW ~ 71 GW
Charge moyenne : 53,5 GW ((charge minimale + charge maximale) / 2 = charge moyenne)
Pour mettre en mots toutes ces formules et calculs, j'ai demandé à ChatGPT (GPT-3.5) de le faire pour moi (je ne suis pas payé pour écrire^^)
Évaluation ChatGPT
Sur la base des données et des formules données, nous pouvons procéder à une explication et à une analyse :
Pour produire un kilowattheure (kWh), il faut 150 grammes de lithium et 150 grammes de cobalt. Supposons que nous ayons une quantité de 1 gigawattheure (GWh), ce qui correspond à un million de kilowattheures, il nous faudrait alors 150 tonnes de lithium et 150 tonnes de cobalt pour produire cette quantité.
Supposons que le prix de 1.000 kilogrammes (une tonne) de cobalt soit de 33.582 dollars US et que celui de 1.000 kilogrammes de lithium soit de 37.000 dollars US. Le coût des matières premières s'élèverait alors à 5 550 000 dollars américains pour 150 tonnes de lithium et à 5 037 300 dollars américains pour 150 tonnes de cobalt. Au total, le coût des matières premières pour la batterie d'un GWh s'élève à 10.587.300 dollars américains.
Supposons que nous devions couvrir en moyenne une charge de 53,5 gigawatts (GW) par heure. Le coût de la batterie basé sur le coût des matières premières serait alors calculé comme suit : 53,5 GWh multipliés par 10.587.300 dollars US par GWh, ce qui donne 566.420.550 dollars US.
En outre, la fabrication de la batterie pour cette quantité d'énergie nécessiterait 16 050 tonnes de matériaux (150 tonnes de lithium et 150 tonnes de cobalt chacun).
En résumé, le coût des matières premières pures pour une batterie de GWh s'élèverait à 10.587.300 dollars américains. Pour une charge moyenne de 53,5 GW, la batterie devrait coûter 566.420.550 dollars américains. Les besoins en matériaux pour la batterie s'élèveraient à 16 050 tonnes. Ces calculs sont basés sur les données et les formules données et servent à analyser les coûts et les besoins en matériaux pour la production de la batterie.
Supposons que nous ayons une quantité de 1 gigawatt-heure (GWh), cela correspond à 0,001 terrawatt-heure (TWh). Pour calculer la quantité totale en térawattheures, nous multiplions la quantité donnée de 53,5 gigawattheures par 0,001, ce qui donne
53,5 GWh x 0,001 = 0,0535 TWh
Par conséquent, la quantité donnée de 53,5 gigawattheures correspond à environ 0,0535 térawattheures.
Evaluation du calcul par ChatGPT (GPT3.5)
Donc, rien que pour couvrir la charge moyenne de l'Allemagne pendant 1 jour, la batterie équivaudrait à 566.420.550 dollars US, au 14 mai 2023, soit 517 765 024 euros. Pour fournir 0,053 TWh par jour à l'Allemagne, nous devrions dépenser 517 millions d'euros en Allemagne..
TWh de stockage
Certains parlent même d'une capacité de stockage de plusieurs TWh pour l'Allemagne. 53,5 GWh correspondent à 0,053 TWh, ce qui signifie que nous avons besoin de 53500 GWh pour atteindre 53,5 TWh, et comme ChatGPT sait si bien le mettre en mots et en structure, voici la réponse :
Pour calculer les coûts et les besoins en matériaux afin de couvrir 53 térawattheures (TWh), nous pouvons utiliser les informations fournies précédemment.
Supposons que le prix d'un gigawattheure (GWh) de batterie soit de 10 587 300 dollars américains. Pour calculer le coût de 53 TWh, nous multiplions le prix du GWh par la quantité d'énergie :
10 587 300 USD/GWh x 53 000 GWh = 561 126 900 000 USD ~ 512 926 099 290 euros ~ 512 milliards 926 millions 99 mille 290 euros
Le coût de la batterie pour couvrir 53 TWh s'élèverait donc à environ 512 926 099 290 dollars américains.
Pour les besoins en matériaux, nous supposons que chaque GWh de batterie nécessite 16 050 tonnes de matériaux (150 tonnes de lithium et 150 tonnes de cobalt). Pour calculer les besoins en matériaux pour 53 TWh, nous multiplions la quantité de matériaux par GWh par la quantité d'énergie :
16 050 tonnes/GWh x 53 000 GWh = 850 650 000 tonnes
Pour couvrir 53 TWh, il faudrait donc environ 850 650 000 tonnes de lithium et de cobalt comme matériaux.
En résumé, le coût de la batterie pour couvrir 53 TWh serait d'environ 561.126.900.000 USD ~ 512.926.099.290 euros. Les besoins en matériaux pour cette quantité d'énergie seraient d'environ 850.650.000 tonnes. Veuillez noter que ceci est basé sur les informations et les hypothèses données.
Ces calculs sont basés sur l'hypothèse que les coûts et les besoins en matériaux varient proportionnellement à la quantité d'énergie couverte. Veuillez noter qu'il s'agit de calculs théoriques et que d'autres facteurs tels que les capacités de production, les progrès technologiques et la dynamique du marché peuvent également jouer un rôle.
Evaluation du calcul par ChatGPT (GPT3.5)
Et là, nous ne parlons même pas de la consommation de surface pour une batterie de cette taille, ou plutôt de la consommation de volume pour cette taille :
Une batterie lithium-ion de 300 kWh a un besoin en volume de 1 mètre cube m³.
1 kWh de batterie lithium-ion représenterait donc 0,003 m³.
1TWh = 1.000.000.000 kWh
0,003 m³ x 1.000.000.000 kWh = 3.333.333,33 m³ ~ 3 millions 333 mille 333,33 mètres cubes par térawattheure
0,003 m³ x 53,5 TWh (53.000.000.000 kWh) = 159.000.000 m³ (Voici une liste pour classer la taille)
Calcul de la surface
Et à titre de comparaison, la batterie au lithium en Australie, qui a été construite par l'entreprise d'Elon Musk, a une capacité de 120 MWh, soit 0,12 GWh. Pour pouvoir couvrir 53,5 GWh, nous aurions besoin de 53,5 GWh / 0,12 GWh = 445,8 ~ 446 accumulateurs comme en Australie. En Japon, un réservoir de 300 MWh a été installéJe me base sur ces données :
14000 m² pour 300 MWh = 14000 m² / 300 MWh = 46,66 m²/MWh
D'après ces chiffres, le réservoir en Australie a donc, en gros et en raison des variations typiques de la construction, une capacité estimée de :
46,66 m² / MWh x 120 MWh = 5.600 m² de surface nécessaire.
Pour l'Allemagne, il nous faut, 446 x la surface de la batterie en Australie.
5.600 m² x 446 = 2.497.600 m² ~ 2,49 km² (Voici des comparaisons de surfaces) pour maintenir la charge moyenne d'un jour de l'Allemagne.
Si nous voulons conserver 53,5 TWh, soit 53 500 GWh :
53.5000 GWh / 0,12 GWh (taille de la batterie Australie) = 445.833 batteries Australie.
5 600 m² (surface approximative nécessaire à la batterie Australie) x 445 833 = 2 496 666 666 m² ~ 2496,66 km² (Donc, en termes de superficie, entre Ténériffe et Moscou)
Résumé
On voit que nous aurions besoin de tant d'argent et de tant de matériel que l'on peut se demander si nous le voulons vraiment ? A-t-on besoin de tant d'argent qui s'en va ? Et puis il faut aussi recharger la batterie, mais avec quoi ? L'Allemagne est déjà prête depuis la mi-avril, après l'arrêt des trois dernières centrales nucléaires, sur les importations d'électricité est nécessaire. Avec quoi une batterie aussi grande doit-elle être chargée ? Et combien de cycles dure-t-elle jusqu'à ce qu'elle doive être remplacée, c'est-à-dire qu'elle doive être remplacée chaque année.
Le site Budget fédéral 2023 consacre 412,73 milliards d'euros de dépenses à différents domaines sans lesquels l'Allemagne ne serait qu'un terrain vague. Le domaine du travail et des affaires sociales consomme à lui seul 163 milliards d'euros. Donc, même si nous ne supprimions que ce domaine, il nous faudrait 512 926 099 290 euros / 163 milliards d'euros = 3,14 ans pour financer la batterie, et il s'agit UNIQUEMENT du coût des matières premières, il n'est même pas question ici de savoir si les mines du monde entier peuvent en extraire, quels sont les coûts de fabrication, quels seront les besoins en personnel, etc.
Et quand on voit les chiffres, il ne faut pas s'étonner que les rêveries des Verts ne soient que des rêveries. Sans énergie nucléaire L'approvisionnement énergétique de l'Allemagne toujours à la limite courir et il faudra continuer à brûler du lignite.
Donc si quelqu'un te dit que nous n'avons besoin que de quelques batteries en Allemagne, envoie-lui cet article, s'il te plaît.
Si tu penses qu'il y a des erreurs dans l'article, n'hésite pas à me contacter par commentaire.
Le calcul se base ici sur les batteries lithium-ion, car la plupart des données sont disponibles et elles sont moins chères. Le lithium, le phosphate de fer et autres sont soit plus faibles en termes de performances, soit plus chers.
Sources complémentaires :
Avec des méga-packs : Tesla construit sa prochaine batterie record en Australie
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