Le prix des batteries au lithium s’effondre et voilà la révolution énergétique que ça prépare

Atlantico : Le prix des batteries au lithium s'est effondré, passant en dessous de 100 $/kWh en avril en Chine. Quelles vont être les conséquences de cet effondrement des prix pour le stockage électrochimique dans les véhicules électriques et dans les batteries ?

Damien Ernst : Cet effondrement des prix des batteries vient en conjonction avec l'effondrement des prix aussi des cellules photovoltaïques. Les tarifs sont à 10 - 12 cents par watt pour des panneaux. Un panneau classique de 400 watts à installer coûte 50 à 60 €. Le problème du photovoltaïque était sa production en courbe de cloche. Mais avec les batteries, il est possible vraiment de lisser la production maintenant avec des batteries pas chères sur une journée. Avec des prix en baisse, l'importance du photovoltaïque dans le mix électrique va encore énormément s'accentuer. On note que les prix très bas des batteries va accélérer la consommation locale du photovoltaïque que vous généré sur le toit des maisons. Cette consommation locale permet d’éviter beaucoup de problèmes de transfert de l’électricité photovoltaïque dans le réseau électrique, notamment toutes les surtensions observées au niveau du réseau basse tension qui provoquent le décrochage des onduleurs.

Peu de personnes ont encore réellement réalisé à quel point la vague du photovoltaïque et des batteries va complètement bouleverser notre mix électrique. Cette vague est réellement propulsée par des prix du photovoltaïque et des batteries excessivement faibles.

Il y a deux grands usages énergétiques du stockage électrochimique. Il y a le stockage d'électricité pour le transport, pour les  voitures électriques, les bus et les camions et le stockage stationnaire visant à apporter des  services système au réseau électrique et des flexibilités, de plus en plus utiles dans les pays ayant fortement déployé des énergies renouvelables dans leur mix énergétique. Est-ce que ces bas prix vont transformer le mobilité et les réseaux électriques ?

Ces deux usages des batteries vont se développer énormément. Pour la mobilité électrique, les véhicules électriques sont très simples à construire. Cela est beaucoup plus simple que pour un véhicule thermique. Le seul frein à l'explosion des véhicules électriques était le prix lié au prix des batteries. Maintenant le prix d'une batterie de 80 kWh qui va vous permettre de faire environ 400 kilomètres avec un voiture électrique, n'est plus que de 8 000 €. Avec ce prix très faible, et sachant que le reste de la construction d'un véhicule électrique est nettement meilleur marché qu'un véhicule thermique, on arrive maintenant dans une zone où les véhicules électriques deviennent moins chers que les véhicules thermiques.

Le stockage stationnaire permet de résoudre énormément de problèmes liés au renouvelable. Les problèmes de la fluctuation du renouvelable vont être réglés en grande partie plus rapidement qu'on ne le pense avec ces batteries bon marché. On est en train d'arriver, pour la génération d'électricité pour le sud de l'Europe, à la constatation que le photovoltaïque plus le stockage sont juste les moyens les moins chers pour alimenter les consommateurs en électricité. Tout va aller très rapidement maintenant au niveau du développement du renouvelable. Je suis même persuadé qu'on va dépasser tous les objectifs européens.

Trois grandes technologies de batteries sont au cœur de cette évolution. Les batteries au lithium dites NMC (nickel, manganèse, cobalt) et NCA (nickel-cobalt-aluminium). Il y a également les batteries dites LFP (lithium, fer, phosphate) et également les batteries sodium-ion. Est-ce que les progrès réalisés dans le domaine des batteries sont porteurs d’espoir ?

Les chimies des batteries évoluent continuellement. Les batteries que vous avez maintenant ne sont pas les mêmes que celles qui étaient sur le marché il y a deux ans. Il y a eu des inventions, comme les batteries sodium-ion. La contrainte sur le lithium était toujours évoquée pour les batteries. Or, il est possible maintenant de remplacer le lithium par du sodium. Ces batteries sodium-ion ont une  densité énergétique un rien plus faible c'est à dire que par kilo de batterie vous stockez moins d’énergie. Mais pour le stockage stationnaire, cela a peu d'importance. Et le sodium, il y en a plein. Cette invention est donc très importante.

Une autre invention concerne les solid state battery, les batteries solides qui sont notamment produites par le chinois CATL. Ces batteries ont une très grande densité énergétique qui est mesurée en Watt heure par kilo, pour les batteries lithium ion, elles sont de l'ordre de  250 à 300 Wh/kg. Pour les batteries solides, elles sont à plus de 500 Wh/kg et la production en masse de ces batteries-là débute. Cela permettra de créer des véhicules électriques ayant une plus grande autonomie. Pour un même poids de batterie, il sera possible de mettre beaucoup plus d'énergie et donc de faire plus de kilomètres. Il s’agit vraiment de la chose la plus impressionnante qui est en train d'arriver dans le domaine des batteries. La densité énergétique de ces batteries est telle que cela laisse penser qu'une bonne partie de la flotte d'avions pourrait être électrifiée. On pense qu'avec des batteries entre 500 Wh/kg et 1000 Wh/kg, il sera possible de construire des avions ayant entre 1.000 et 3.000 kilomètres d'autonomie. Cela permettrait de remplacer la quasi-totalité des vols européens par des avions électriques. Même le secteur aérien, avec les progrès réalisés dans le domaine des batteries, risque dans les années à venir de se faire très fortement électrifier.

Alors qu’il y avait des craintes pour l’approvisionnement sur les matières premières pour les batteries, certaines batteries demandent moins de matériaux critiques comme le nickel et ces batteries ont une plus grande autonomie. Est-ce qu'il n'y a pas un espoir pour l'avenir des batteries sur leur autonomie et leur dépendance vis-à-vis des matières premières ?

Il y a de l’espoir et il y a moins d’inquiétude à avoir sur les matières premières. De nouveaux gisements de lithium ont été découverts. Dès que les prix augmentent, il y a de nouvelles recherches sont menées pour trouver d'autres gisements.

Pour le nickel, l'Indonésie a découvert de gros gisements. Le prix du nickel est fort bas maintenant sur les marchés grâce à sa disponibilité. Le cobalt est de moins en moins employé dans la chimie des batteries.

Il est également possible de mettre en place des filières de recyclage des batteries pour récupérer plus de 90 % des métaux qui sont dans ces batteries. Il n’y a donc pas de problème d'approvisionnement en matériaux critiques. Le plus critique parmi ces matériaux utiles pour les batteries serait le cuivre. Même pour le cuivre, il est possible de trouver un substitut comme conducteur, l’aluminium. Mais bon le cuivre est clairement un métal dont le prix va augmenter dans le futur.

Au regard du coût bas et des espoirs sur les progrès technologiques et sur la moindre dépendance aux matières premières, est-ce que les batteries constituent un élément important du système énergétique mondial ? Sont-elles sur le point de jouer un rôle essentiel dans la transition sécurisée vers une énergie propre ?

Si vous regardez certains endroits dans le monde comme la Californie, il y a plusieurs gigawatts de batterie qui sont installés. En Californie, qui est très ensoleillée, les batteries prennent le relais du photovoltaïque. Elles sont chargées dans la journée. C’est vraiment l'endroit du monde où elles jouent un rôle crucial.

Les centrales au gaz, même quand il n'y a plus de photovoltaïque, sont en train de se faire remplacer par les batteries. Les centrales au gaz restent utiles dans des pays loin de l'équateur où en hiver il y a très peu de soleil.

Pour les pays du sud de l'Europe, pour les pays qui sont proches l'équateur, il n’y a pas vraiment de fluctuations intra saisonnières fortes. Ils sont tout le temps ensoleillés. Il n’y aura que du photovoltaïque et des batteries dans leur mix électrique énergétique. Un bouleversement est en train de se produire.