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Technologie de fabrication avancée pour une énergie à faible émission de carbone dans l'UE

Le cœur de la technologie énergétique à faible émission de carbone : la batterie lithium-ion

La Commission européenne a publié un rapport. Ce rapport examine le marché et les technologies clés de la production à zéro émission nette. Il constate une évolution de la compétitivité de l'industrie européenne à zéro émission nette. Cette évolution dépend des technologies à zéro émission nette spécifiques et de leurs chaînes d'approvisionnement. Néanmoins, d'importantes vulnérabilités persistent, ainsi que des risques considérables en matière de sécurité d'approvisionnement.

Croissance rapide de l'énergie à faible émission de carbone en Europe, mais capacités de stockage d'énergie limitées

Les batteries sont essentielles à la transition des systèmes électriques vers les énergies renouvelables. Elles sont principalement utilisées dans les voitures électriques et le stockage d'énergie fixe. Actuellement, l'UE a besoin d'environ 140 GWh d'énergie. batteries lithium-ion par an. Cette demande devrait augmenter fortement dans les années à venir. Cependant, les projections pour 2030 varient, entre 362 GWh et 1 000 GWh par an. Parallèlement, le marché des applications fixes continue de croître.

L'UE joue un rôle clé dans la production automobile. Cela est particulièrement vrai pour les batteries et les ventes de véhicules électriques, contribuant à hauteur de près de 81 TP3T au PIB de l'UE. En 2022, les ventes de véhicules électriques dans l'UE ont atteint un peu plus de 2 millions, soit 21,51 TP3T de parts de marché. L'année précédente, l'UE avait vendu 1,75 million de véhicules électriques. En revanche, la Chine en a vendu 3,3 millions et les États-Unis 630 000. Ces deux marchés connaissent une croissance plus rapide que celle de l'UE. En 2021, la capacité mondiale de production de batteries pour véhicules électriques a augmenté de 278 GWh. D'ici 2030, cette augmentation annuelle pourrait dépasser 2 100 GWh.

Fixé batteries de stockage d'énergie Leur application est moindre que celle des batteries de véhicules électriques. En 2021, la capacité mondiale de stockage d'énergie installée s'élevait à 22 GWh. D'ici 2030, elle devrait atteindre environ 250 GWh. Cependant, la capacité de stockage d'énergie de l'UE en 2021 n'était que de 3,7 GWh, derrière les États-Unis et la Chine. Si les installations d'énergie renouvelable se développent rapidement en Europe, les installations de batteries de stockage d'énergie restent stables. La raison en est que le réseau électrique de l'UE est plus puissant et plus dense, ce qui réduit la dépendance au stockage.

Le coût d'une batterie lithium-ion

BloombergNEF a mené une enquête annuelle sur les prix des batteries. Celle-ci a révélé une baisse de 89% des prix mondiaux des batteries en 2021. Le prix est passé de plus de 1 200TP4T par kilowattheure en 2010 à 132TP4T en 2021. Ce prix est une moyenne, toutes régions et utilisations confondues. Il inclut divers véhicules électriques, bus et batteries de stockage d'énergie fixes. Les batteries sont les moins chères en Chine, à 11$ par kilowattheure. Elles sont respectivement 40% et 60% plus chères aux États-Unis et en Europe. Cette tendance reflète l'utilisation de batteries lithium-fer-phosphate bon marché, notamment en Chine.

En 2022, les prix des batteries de véhicules électriques dans l'UE variaient entre 125 et 150 euros par kilowattheure. Cette fourchette concerne respectivement les batteries LFP et les batteries NMC622 ou NMC712. D'ici 2030, les coûts pourraient chuter à 95-110 euros par kilowattheure. À l'échelle mondiale, batteries lithium-ion Les batteries au plomb-acide et au zinc-brome (à flux redox) représentent environ 901 TP3T du marché du stockage d'énergie fixe. Leur prix diminue, mais à un rythme plus lent que celui des batteries de véhicules. En 2022, les systèmes de stockage d'énergie côté réseau coûtent entre 300 et 400 euros par kilowattheure. Les autres types de systèmes de stockage d'énergie présentent des coûts variables. Les batteries au plomb-acide et à flux redox zinc-brome coûtent entre 150 et 400 TP4T par kilowattheure. Un système de stockage d'énergie domestique de 10 kilowattheures coûte entre 600 et 2 000 TP4T par kilowattheure, ce qui est beaucoup plus cher que les systèmes de stockage à l'échelle du réseau.

La plupart des principaux fabricants de batteries de l'UE sont des filiales européennes d'entreprises d'Asie de l'Est. En 2022, la capacité de production de l'UE était estimée à environ 75 GWh par an. Cependant, la production réelle est différente. Atteindre la capacité nominale pourrait prendre jusqu'à cinq ans. D'ici 2030, la capacité de production de l'UE pourrait atteindre environ 886 GWh par an. Cela permettrait de répondre à 891 T3T de la demande prévue de batteries de l'UE. Cette analyse approfondie du secteur met en évidence le rôle important de la technologie des batteries dans l'avenir de l'UE vers la neutralité carbone.

Augmentation prévue de la production de batteries lithium-ion

L'UE est confrontée à plusieurs problèmes. Elle dépend fortement des pays tiers pour ses matières premières. De plus, elle manque de capacités de raffinage du lithium. Les entreprises européennes manquent d'expérience dans la production de masse de batteries lithium-ion. De plus, les équipements de production de batteries sont principalement importés d'Asie. Les entreprises européennes sont confrontées à d'énormes défis pour produire des batteries en masse à des prix compétitifs à l'échelle mondiale. Actuellement, l'UE se concentre sur le développement de batteries hautes performances, comme les NMC riches en nickel. Les produits chimiques moins performants comme les LFP, les ions sodium ou les flux redox ne sont pas une priorité pour les entreprises européennes.

Au cours des quatre dernières années, environ 14300 milliards de livres sterling ont été annoncés pour des investissements dans de nouvelles méga-usines de batteries lithium-ion. Ce montant comprend 131 milliards de livres sterling rien qu'en 2022. Grâce à ces investissements, la production mondiale de batteries lithium-ion devrait quintupler d'ici 2030. La Chine devrait mener cette croissance avec une augmentation de 701 milliards de livres sterling. Cela ajoutera 102 nouvelles méga-usines et 31 térawattheures de capacité supplémentaire. En général, le coût des matières premières influence considérablement le coût total des batteries, représentant généralement 50 à 701 milliards de livres sterling. Par conséquent, les coûts futurs sont sensibles aux prix des matières premières clés, compte tenu de la volatilité du marché. L'approvisionnement en matériaux pour batteries est généralement concentré dans des pays ou des régions spécifiques. En 2020, la valeur du marché mondial des batteries lithium-ion a dépassé celle des batteries plomb-acide. Les ventes de lithium-ion devraient dépasser celles du plomb-acide en 2022 si cette tendance se poursuit.

L'UE détient une forte emprise sur le marché des batteries plomb-acide. C'est une économie exportatrice nette, avec un chiffre d'affaires de plus de 7 milliards d'euros. L'Europe contribue à hauteur d'environ 201 TP3T à l'approvisionnement mondial, soit environ 75 GWh par an. batterie lithium-ion En termes de production, l'UE fournit environ 71 TP3T de l'approvisionnement mondial. La Chine fournit environ 771 TP3T et les États-Unis environ 51 TP3T. Globalement, l'UE est forte dans les produits intégrés/finis comme les véhicules électriques et le stockage fixe. En revanche, elle est plus faible dans les matières premières, les matériaux avancés et les équipements de fabrication de batteries lithium-ion.

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