Batteries électriques : les usages et enjeux d’aujourd’hui à demain
Marché très porteur, la commercialisation des batteries électriques devrait atteindre 250 milliards de dollars d’ici 2027 (99 milliards en 2020)[1]. Plusieurs types de batteries existent mais il apparait de plus en plus clairement que les batteries de technologie Lithium sont celles qui domineront ce marché, grâce à leurs performances supérieures en termes de densité énergétique et de longévité.
VERTONE décrypte ici les enjeux à venir pour les différents acteurs concernant cette technologie, au cœur de l’électrification des usages et de l’émergence d’une nouvelle géopolitique sur les métaux, terre rares et capacités de production.
Derrière les batteries électriques, 3 principaux usages :
Les batteries électriques répondent à 3 principaux segments de marché et adressent de nombreux usages de la décarbonation :
- la mobilité (voitures électriques,…) qui représente aujourd’hui 70% de la demande du marché et devrait être multiplié par 10 et atteindre 30% des ventes mondiales de voiture d’ici 2030
- le stationnaire (stockage des énergies renouvelables,…) qui compte pour 10% du marché
- la petite électronique (batteries de téléphone,…) qui représente les 20% restants du marché
La chaîne de valeurs des batteries technologie lithium en évolution
La demande croissante de batteries pour les véhicules électriques, les équipements électroniques et les systèmes de stockage d’énergie a stimulé la recherche et le développement de nouvelles technologies de batteries au lithium et a créé une nouvelle dynamique pour la chaîne de valeur ; avec 3 évolutions principales[2] :
- L’augmentation des capacités : de la production de lithium à l’intégration des batteries dans les produits finis les capacités croient malgré les défis logistiques (Covid et guerre en Ukraine)
- L’optimisation des processus technologiques et industriels : de l’amélioration de la qualité des matières premières à l’amélioration de la durée de vie des batteries
- Les repositionnements d’acteurs historiques et l’arrivée de nouveaux entrants : un nombre croissant d’acteurs tendent à se positionner sur l’ensemble des étapes, de la fabrication des composants, à l’intégration des batteries pour leur usage finale, comme en témoignent les projets de Gigafactory déployés depuis plusieurs années par Tesla ou LG Chem. Par ailleurs, de nombreux projets ont fait leur émergence et sont soutenus par les pouvoirs publics, notamment en Europe avec par exemple Northvolt.
Enfin, le développement récent des activités d’optimisation et de recyclage / valorisation des batteries viennent perturber la chaîne de valeur existante et laisse place à de nouveaux acteurs tels que PowerUp sur l’optimisation et à de nouvelles activités pour des acteurs industriels d’envergure internationale tel que Veolia sur le recyclage des batteries.
La souveraineté industrielle et la fin de vie des batteries, enjeux majeurs de la filière
Si le potentiel de marché des batteries n’est plus à démontrer, la France, et l’Europe en général, font face à un véritable enjeu de souveraineté industrielle et énergétique dans ce marché dominé par la Chine, de la fabrication des composants (80% de la production mondiale) à l’assemblage (75% de la capacité mondiale de fabrication).
L’UE, bien consciente de cette réalité, a publié en 2018 son Plan d’action stratégique européen sur les batteries avec pour objectif de constituer une chaîne de valeur des batteries européenne[3].
Des premiers jalons fixés[4] :
- Lancement en 2017 d’EBA (European Battery Alliance) chargée de promouvoir et soutenir financièrement 750 projets liés aux batteries.
Annonce de la construction de 38 gigafactories européennes pour 2030. On retrouve notamment Northvolt dans cette initiative, producteur de composants, de batteries et de systèmes de stockage qui a pour objectif d’atteindre une production de 150 GWh en 2030 (pour comparaison, la gigafactory Tesla Nevada produit aujourd’hui 37 GWh)
- Autorisation des soutiens étatiques à hauteur de plus de 6 milliards d’euros depuis 2019
Enfin, si les batteries sont une solution attrayante pour réduire notre dépendance aux énergies fossiles, elles génèrent comme toute technologie un impact environnemental. Leur cycle de vie n’est pas infini et la capacité diminue au fur et à mesure des cycles d’utilisation. L’optimisation de la durée de vie et le recyclage des batteries sont autant d’opportunités environnementales qu’économiques pour les acteurs de la filière.
- Optimisation de la vie de la batterie : plusieurs facteurs peuvent accélérer ou au contraire ralentir la détérioration d’une batterie lors de son utilisation, comme la charge ou décharge partielle. Dès lors, la conception d’outils de suivi à distance (BMS) des paramètres des batteries pour surveiller leur activité et optimiser leur utilisation devient un segment stratégique de la chaîne de valeur.
- Recyclage et valorisation de la batterie : des premières initiatives apparaissent dans un marché en quête de maturité. La mise en place de chaînes d’approvisionnement en circuit fermé est devenue une priorité, transformant les batteries en fin de vie non seulement en sources de matériaux recyclés mais aussi en composants réintégrés dans le processus de fabrication. Cette approche circulaire réduit le gaspillage et la dépendance à l’extraction de matières premières, créant un écosystème de batterie plus durable.
Par ailleurs, l’accent mis sur la durabilité redéfinit le marché des batteries, où les entreprises dotées de solides compétences en matière de recyclage et de durabilité gagnent un avantage concurrentiel.
Enfin, l’innovation dans la conception des batteries, en tenant compte de la recyclabilité, l’influence réglementaire croissante sur le recyclage et l’élimination des batteries, propulsent davantage d’innovations et d’investissements dans ce secteur.
[1] Statista, Lithium-ion batteries – statistics and facts, 2022
[2] International Energy Agency, Energy Technology Perspectives, 2023
[3] Sénat, Cinq plans pour reconstruire la souveraineté économique
