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Économie, emploi - Ressources naturelles, énergie, environnement

La Course aux batteries électriques. Quelles ambitions pour l’Europe ?

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La Course aux batteries électriques. Quelles ambitions pour l’Europe ?
MATHIEU Carole , « La Course aux batteries électriques. Quelles ambitions pour l’Europe ? », IFRI, 2017.

Le stockage de l’électricité est le dispositif clef pour optimiser l’utilisation des énergies renouvelables et promouvoir l’électricité dans de nouvelles fonctions comme l’automobile ou la flexibilité du réseau.

Les batteries, notamment grâce à l’amélioration de la capacité des batteries lithium-ion, emportent la mise, pour les usages tant mobiles que stationnaires.

Les véhicules électriques et hybrides rechargeables ne représentent en 2016 que 1 % du marché, mais leurs ventes étaient de 750 000 unités en 2016 contre seulement quelques milliers en 2010. Et toutes les prévisions misent sur leur expansion.

Graphique 1 — Les technologies de stockage en fonction de leur capacité et de leur temps de décharge

 

Dans le stockage électrique stationnaire, les stations de transfert d’énergie par pompage (STEP) liées à la production hydroélectrique représentent encore près de 95 % des capacités de stockage, mais la solution de stockage par batterie intéresse de plus en plus pour le stockage de courte durée (infrajournalier) car son utilisation est plus adaptée à d’autres sources d’énergie renouvelables ou pour améliorer la flexibilité du réseau électrique (utilisation en pointe de l’énergie stockée). Sur l’ensemble des projets de stockage batterie à grande échelle mis en service en 2015, 90 % utilisaient des batteries lithium-ion. Outre ces usages de stockage sur le réseau électrique, les batteries trouvent aussi leur place en aval du compteur, pour l’autoconsommation à domicile d’énergie renouvelable (souvent des panneaux photovoltaïques). Le marché allemand du stockage résidentiel est en plein boom, avec 50 000 installations fin 2016.

Mais il semblerait que le marché des batteries stationnaires soit moins important que celui des batteries pour la mobilité. Les ventes mondiales de batteries lithium-ion se sont réparties en 2016 à 20 gigawattheures (GWh) pour le véhicule électrique mais 1,6 GWh pour le stockage stationnaire.

Les batteries sont donc un enjeu clef pour les industriels tant de l’électronique que de l’automobile et de l’énergie. La capacité de production de cellules lithium-ion (Li-ion) a augmenté de 40 % entre 2014 et 2016. Elle est de 104 GWh en 2016, toutes applications confondues, et atteindrait 273 GWh en 2021 si tous les projets annoncés voyaient le jour.

En 2016, la Chine assure 55 % de la production mondiale de batteries Li-ion. Aujourd’hui, parmi les 10 premiers fabricants de cellules Li-ion, seul Tesla n’est pas asiatique et un constructeur indien apparaît avec les producteurs coréens, japonais et chinois.

Au Japon et en Corée du Sud, l’industrie électrochimique constitue un atout de l’économie nationale, traditionnellement pour l’électronique et, de plus en plus, le stockage stationnaire dont a besoin leur réseau. Premier marché mondial, le Japon subventionne le stockage à domicile (en aval du compteur) et sur le réseau (à grande échelle) pour augmenter la récupération de production électrique renouvelable. Le soutien au stockage stationnaire est plus récent en Corée du Sud.

La Chine se concentre davantage sur les batteries pour les véhicules électriques. La mobilité électrique est une réponse partielle à la pollution des villes de l’Est et permet de réduire la dépendance aux importations pétrolières pour moitié dues au transport. L’objectif national est d’atteindre cinq millions de véhicules électriques ou hybrides dans le parc roulant en 2020. Le ministère chinois de l’Industrie projette d’augmenter les capacités nationales de production de batteries, mais aussi de consolider la production sur les plus gros acteurs disposant de recherche et développement pour améliorer la qualité de l’offre chinoise.

Les États-Unis ont tenté de réduire leur dépendance asiatique sur les batteries Li-ion à partir de 2007. La création de l’agence ARPA-E (Advanced Research Projects Agency-Energy) a permis de financer différents programmes de R&D, notamment sur les batteries tant pour le stockage stationnaire que pour la mobilité, et le développement de capacités de production. L’existence même de cette agence pourrait être remise en cause par la présidence Trump, mais elle contribue à la relocalisation industrielle. Dans le stockage stationnaire, le régulateur fédéral de l’énergie a adopté dès 2011 des réglementations favorisant l’introduction de batteries de stockage pour réguler les systèmes électriques. Certains États, comme la Californie, se sont dotés d’objectifs de stockage, voire subventionnent l’achat de véhicules électriques.

L’Europe ne dispose pas de fabricants de la taille des leaders asiatiques. Néanmoins, cette industrie y emploie 30 000 personnes et y dispose de 16 centres de R&D. La France est plutôt bien positionnée en Europe avec quelques fabricants : Saft (Total), Blue Solution (Bolloré) et Forsee Power. Le territoire européen intéresse les fabricants comme débouché, mais aussi pour y installer des capacités (Samsung en Hongrie pour mi-2018 ; LG Chem en Pologne pour fin 2018 ; et Tesla a racheté une entreprise allemande et cherche un site en Europe pour implanter une gigafactory).

Mais quelles stratégies industrielles pour l’Europe dans les batteries ?

1) A minima : acter la domination asiatique sur les cellules Li-ion et se concentrer sur l’assemblage, l’intégration, la seconde vie et le recyclage des batteries.

2) R&D et différenciation : investir sur l’ensemble de la chaîne de la technologie Li-ion mais améliorer les matériaux utilisés et innover sur des batteries plus sûres (incidents des batteries du téléphone Galaxy Note 7) et plus écologiques.

3) Une ambition industrielle : Saft est aujourd’hui le plus grand fabricant européen de cellules Li-ion et serait le mieux placé, avec l’aide financière de sa maison mère pour se développer sur ce marché mondial. Mais des projets émergent : une jeune entreprise, Northvolt, basée à Stockholm, a pour objectif de construire une gigafactory en Europe (elle n’en est qu’au bouclage financier) ; un projet similaire en Allemagne (Terra-E) a été annoncé au printemps 2017.

Pour l’Europe, les batteries représentent une dimension industrielle essentielle de sa stratégie « bas carbone » qui, de plus, est transversale à différents secteurs d’activité. Les acteurs industriels et académiques européens pourraient être encouragés, non seulement politiquement, mais aussi réglementairement et financièrement.

Site web
https://www.ifri.org/sites/default/files/atoms/files/mathieu_course_batteries_2017_.pdf

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