Rapport

Économie, emploi - Géopolitique - Ressources naturelles, énergie, environnement

L’Alliance européenne des batteries : enjeux et perspectives européennes

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L’Alliance européenne des batteries : enjeux et perspectives européennes
Observatoire de la sécurité des flux et des matières énergétiques / IRIS , « L’Alliance européenne des batteries : enjeux et perspectives européennes », vol. 6, IRIS, 2020.

Ce rapport sur l’avenir des batteries a été coordonné par l’IRIS (Institut de relations internationales et stratégiques), dans le cadre d’un contrat avec la Direction générale des relations internationales et stratégiques du ministère français des Armées. Il part d’un constat : les ventes mondiales de véhicules électriques, plus particulièrement les automobiles, ont commencé à décoller depuis 2018 (2,1 millions de véhicules vendus en 2019) mais concernent seulement 3 % du marché en 2020, dont la Chine représente la moitié, l’Europe le quart et les États-Unis 20 %. En 2020, les ventes (véhicules tout-électriques et hybrides rechargeables) ont accéléré ; elles représentaient 15 % du marché en France, 20 % en Allemagne, et près de 80 % en Norvège (pourvue d’abondantes ressources électriques décarbonées). On a assisté également à un décollage de la demande de vélos et de scooters électriques, mais un essor plus limité des poids lourds et des bus électriques.

La batterie électrique est évidemment l’équipement stratégique de tous ces véhicules et l’essentiel du rapport est consacré à une évaluation des perspectives du marché mondial des batteries et de l’évolution des techniques. L’évaluation de la demande mondiale se fonde sur les scénarios pour la transition énergétique de l’Agence internationale de l’énergie (AIE), qui font l’hypothèse d’une très forte croissance de l’électromobilité, les moteurs thermiques des véhicules étant fortement émetteurs de CO2, et donc de la demande de batteries, sa croissance serait, selon le rapport, un véritable « changement de paradigme industriel ».

Sur la base d’un scénario « modéré » de l’AIE (Stated Policies), le parc mondial de véhicules électriques (pour les particuliers et les utilitaires légers) passerait de 50 millions d’unités en 2025 à 135 millions en 2030, la Chine restant le premier marché mondial et l’Union européenne le deuxième devant les États-Unis. Ainsi la demande mondiale de batteries décuplerait. Un scénario plus volontariste (Développement durable) envisage une flotte de 240 millions de véhicules électriques en 2030. Elle serait complétée par 3 à 5 millions de bus électriques et par environ 0,6 à 3 millions de poids lourds, l’électrification de l’aviation et du transport maritime étant une hypothèse encore lointaine. Les batteries peuvent être aussi utilisées pour un stockage stationnaire de l’électricité sur un site de production (un parc éolien par exemple) ou chez des particuliers. Ce mode de stockage ne se développe que très lentement (à peine 10 % de la capacité aujourd’hui), mais tous les scénarios envisagent son décollage. En 2030, le scénario de base table sur une capacité de stockage de 2 300 gigawattheures (GWh) en 2030 pour l’électromobilité (230 GWh en 2020) et de 220 GWh pour le stockage stationnaire (10 GWh en 2020).

Le rapport évalue ensuite les perspectives techniques pour les batteries. Il en existe, aujourd’hui, trois grandes catégories : la batterie traditionnelle plomb-acide, celle au nickel, les variantes au lithium. La batterie lithium-ion a pris un leadership depuis quelques années (le rapport aurait pu mentionner qu’elle a été « nobélisée » en 2019, et que la première batterie avait été mise au point dans le laboratoire du pétrolier Exxon en 1970…) car elle est bien adaptée à l’automobile (un temps de recharge relativement rapide) avec un électrolyte liquide à base de lithium (un risque d’inflammabilité qui conduit à l’interdire à bord des avions). Il en existe six variantes ; la plus utilisée (41 % du marché) est la batterie NMC (nickel, manganèse, cobalt) ; leur prix moyen pour les véhicules électriques a chuté de 87 % entre 2010 et 2019.

Les matériaux constituants des batteries (des métaux et le graphite notamment) ont lancé une compétition mondiale pour la maîtrise des ressources, la plupart des minerais étant considérés comme « critiques », la Chine étant le leader d’une géopolitique mondiale de ces matières premières indispensables à la production de batteries. Les auteurs du rapport soulignent que la recherche a pour objectifs de diminuer le coût des batteries (atteindre 100 dollars US par kilowattheure stocké au lieu de 150 aujourd’hui), d’augmenter leur sécurité et leur densité énergétique. Des percées sont possibles, en particulier la réalisation d’une batterie à électrolyte solide et d’autres couples comme lithium-soufre, lithium-air ou les batteries à flux circulant pour le stockage stationnaire.

La dernière partie du rapport est consacrée à la stratégie européenne. Il fait le constat d’une véritable suprématie asiatique dans la production des batteries et les innovations, comme en témoignent les dépôts de brevets : le Japon, la Corée du Sud et la Chine détenant les trois quarts des familles de brevets, et cette dernière produisant, en 2019, 73 % des cellules de batteries (l’unité de base). Les batteries (pour l’heure la technique lithium-ion) jouant un rôle clef dans l’industrie du véhicule électrique, l’Europe se devait de réagir pour ne pas compromettre l’avenir de son industrie automobile. La réponse a été donnée en 2017 par la création, par l’Union européenne, de l’Alliance européenne des batteries : une plate-forme pour coordonner les travaux des acteurs européens avec une approche intégrée, depuis l’approvisionnement en matières premières jusqu’au recyclage, en passant par la R&D et la production. Elle prévoit une intervention financière des États et un outil d’intervention commun les « Projets importants d’intérêt européen commun » (PIIEC). La Commission européenne a accepté que ceux-ci financent 3,2 milliards d’euros d’aide publique pour des PIIEC (1,25 milliard d’euros pour l’Allemagne et 0,96 milliard pour la France), les projets bénéficieront également de prêts de la BEI (Banque européenne d’investissement). L’Alliance a déjà prévu la construction d’une vingtaine d’entreprises communes, dont une coentreprise Peugeot (PSA)-Total (via sa filiale Saft) à Douvrin dans le Pas-de-Calais ; l’Europe devrait ainsi s’être dotée d’une capacité de production de 400 GWh à la fin de la décennie.

Ce rapport très concret et très bien documenté, notamment avec des cartes localisant les gisements miniers et des tableaux présentant les options techniques pour les batteries avec des critères permettant de les noter, a le grand mérite d’expliciter à la fois le défi que représente le nouveau « paradigme industriel » de l’électromobilité pour le transport routier, et les réponses que l’Union européenne commence à lui apporter. Ce défi est plus large, souligne le rapport, car les batteries peuvent contribuer à fournir une réponse à la question que va poser inéluctablement le stockage stationnaire de l’électricité. Le rapport n’aborde certes que rapidement les problèmes scientifiques et techniques que pose le recyclage des matériaux des batteries, et pas du tout ceux des systèmes pour leur recharge rapide, mais tous ceux qui s’intéressent à l’avenir de l’industrie dans la perspective de la transition énergétique le liront avec intérêt.

Site web
https://www.iris-france.org/wp-content/uploads/2021/02/OSFME-R6-Lalliance-europ%C3%A9enne-des-batteries.pdf

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