Le retour en force des batteries électriques

[intro]Le stockage d'électricité par batteries, essentiel à l'expansion des énergies et transports décarbonés, connaît une progression mondiale exceptionnelle.[/intro] Cap vers la transition énergétique. Le stockage d'électricité par batteries, élément clé pour le développement des énergies renouvelables et des transports décarbonés, a connu une progression spectaculaire en 2023, avec une hausse de 130 % à l'échelle mondiale. Cette croissance sans précédent témoigne de l'accélération des investissements dans les technologies de stockage, indispensables pour soutenir la transition énergétique.

Spécificités techniques

Une batterie est constituée d’accumulateurs réversibles, composés de deux électrodes—l’une oxydante (comme le plomb) et l’autre réductrice (l’oxyde de plomb)—immergées dans un électrolyte tel que l’acide sulfurique mélangé à de l’eau. Lorsque la batterie est déchargée, un courant continu circule dans un circuit extérieur, généré par le différentiel électrochimique entre les électrodes. À la fin de ce processus, l’anode et la cathode ont perdu une partie de leurs atomes, qui restent ionisés dans l’électrolyte. En appliquant un courant inverse, on réintègre ces ions dans leurs électrodes d’origine, régénérant ainsi les matériaux actifs. Les batteries plomb-acide, couramment utilisées dans les véhicules, offrent généralement plusieurs centaines de cycles de charge, entre 500 et 1 200. Les batteries lithium-ion, quant à elles, dominent le marché des appareils électroniques portables, notamment les téléphones mobiles, en raison de leur capacité élevée et de leur densité énergétique.

130% en plus en 2024

En 2023, le déploiement des batteries associées à des installations éoliennes, solaires, photovoltaïques ou à des mini-réseaux a enregistré une hausse spectaculaire de 130 % par rapport à 2022, ajoutant 42 gigawatts aux systèmes électriques mondiaux. Dans le secteur des transports, l'expansion des batteries a progressé de 40 %, avec près de 14 millions de véhicules électriques neufs vendus en 2023, contre seulement 3 millions en 2020, selon un rapport de l'AIE. "Les secteurs de l'électricité et des transports sont deux piliers destinés à faire baisser les émissions de CO2 suffisamment rapidement pour garder la possibilité d'un réchauffement mondial limité à 1,5°C" par rapport à l'ère préindustrielle, souligne Fatih Birol, directeur de l'AIE. "Les batteries en seront la fondation." En moins de 15 ans, les coûts des batteries ont chuté de plus de 90 %, note l'agence. "La combinaison solaire photovoltaïque-batteries est aujourd'hui compétitive face aux nouvelles centrales à charbon indiennes et dans quelques années, elle sera moins chère que les centrales électriques à charbon en Chine et à gaz aux États-Unis," ajoute M. Birol. Cependant, pour respecter les engagements climatiques mondiaux, la capacité de stockage devra être multipliée par près de six d'ici à 2030, conformément à l'engagement pris lors de la COP28 fin 2023 de tripler le déploiement des énergies renouvelables. Les batteries représentent actuellement 90 % de cet effort, le reste étant principalement assuré par les stations de stockage par pompage des barrages hydroélectriques.

L’enjeu des coûts

Selon l'AIE, il est nécessaire d’atteindre 1 500 GW de stockage par batteries d'ici à 2030. Ce stockage est crucial pour optimiser l'utilisation des énergies éoliennes et solaires, qui sont intermittentes par nature, en permettant de conserver l'excédent d'électricité produit pour le réinjecter lors des pics de consommation, en soirée ou lorsqu'il n'y a pas de vent. Cependant, l'AIE souligne que les coûts doivent encore diminuer et appelle également à diversifier les chaînes d'approvisionnement, allant des métaux aux usines de fabrication. Actuellement, la majorité des batteries sont produites en Chine, mais 40 % des projets annoncés sont situés dans des économies avancées, telles que les États-Unis et l'Europe. Si tous ces projets se concrétisaient, ils pourraient presque couvrir les besoins de stockage de ces régions, selon le rapport.