Alors que les prix des batteries chutent, la performance devient primordiale dans l'évolution du stockage d'énergie

Avec l'offre excédentaire mondiale de matériaux pour batteries lithium-ion, notamment les cellules lithium-fer-phosphate (LFP) en Chine, les prix des systèmes de stockage d'énergie ont chuté. Rien qu'en 2024, l'industrie a expédié un volume record de 330 GWh de systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS), grâce à une réduction drastique des coûts et à une augmentation des capacités de production.

Edward Rackley, directeur de la division de stockage d'énergie chez CRU, souligne que si les prix bas ont stimulé la croissance, les fabricants entrent désormais dans une phase critique où la simple réduction des coûts ne suffit plus à rester compétitif.

Un passage du coût à la capacité

Le secteur des BESS semble passer d'une phase de réduction rapide des coûts à une phase axée sur l'amélioration des performances. Cela reflète la transition observée dans l'industrie solaire, passant de la technologie PERC multicristalline à la technologie PERC monocristalline entre 2015 et 2019. Pour les batteries, la transition se fait des chimies nickel-manganèse-cobalt (NMC) vers la technologie LFP, l'accent étant mis sur l'optimisation de la valeur ajoutée (mesurée en dollars par kilowattheure) de chaque système.

Pour garder une longueur d'avance, les producteurs doivent améliorer la densité énergétique, accroître la durabilité et fournir plus de kilowattheures par mètre carré, une mesure essentielle pour les projets à grande échelle soumis à des contraintes d'espace.

La fin de la courbe des coûts ?

Les coûts de production des batteries lithium-ion ont chuté de façon spectaculaire depuis leur introduction dans les années 1990, en grande partie grâce aux économies d'échelle réalisées dans l'extraction, l'approvisionnement en matériaux et la fabrication. La production mondiale de batteries atteignant désormais le seuil du térawattheure, les nouvelles réductions de coûts dépendront des avancées technologiques plutôt que de la seule réduction des coûts d'échelle.

À partir de maintenant, l’amélioration de la capacité énergétique par unité d’espace ou de poids est essentielle pour obtenir des gains continus en termes d’accessibilité et d’efficacité.

Vers une performance supérieure

Les fabricants se concentrent de plus en plus sur les technologies qui prolongent la durée de vie des systèmes ou augmentent la consommation d'énergie par charge. Les plateformes BESS de nouvelle génération promettent des capacités de stockage supérieures et des performances opérationnelles améliorées, mais le principal défi réside dans l'équilibre entre innovation, rentabilité et fiabilité à long terme.

Les développements futurs se concentreront probablement sur la durée de vie et l'efficacité des performances, plutôt que sur la seule densité énergétique. Le véritable défi réside dans l'amélioration du coût actualisé du stockage (LCOS), une mesure influencée par des facteurs tels que l'investissement, les coûts d'exploitation, la longévité des batteries et l'efficacité du système.

Pour réussir sur le marché, toute nouvelle technologie de stockage doit améliorer les performances ou réduire les coûts sans compromettre la durée de vie globale ou la sécurité du système.

Le poids du progrès

Après près de trois décennies de perfectionnement, la chimie LFP approche de ses limites de capacité théoriques. Néanmoins, l'abandon des cellules dédiées aux véhicules électriques a permis aux systèmes de batteries à grande échelle de se développer considérablement. Au cours des six dernières années, la capacité énergétique des systèmes conteneurisés est passée de 500 kWh à 8 MWh par unité.

Ce bond en avant en termes de densité énergétique permet des installations plus compactes, permettant ainsi de réaliser des économies sur l'utilisation des terres et les coûts d'infrastructure, même s'il introduit des complexités supplémentaires en matière de gestion thermique et de sécurité du système.

Cependant, des contraintes physiques pourraient freiner la croissance future. Dans des régions comme l'Amérique du Nord et l'Europe, le poids des systèmes conteneurisés haute capacité de 20 pieds actuels approche des limites de transport maximales. CRU prévoit que ces contraintes logistiques pourraient limiter les capacités des conteneurs à 8 à 11 MWh à court terme.

Que vient-il ensuite ?

De nouvelles innovations, comme les batteries LFP à haute densité de compactage, augmentent la densité énergétique sans nécessiter de changements radicaux de conception, ce qui complique l'implantation de nouvelles chimies. Des technologies comme les batteries sodium-ion doivent offrir des performances compétitives à un coût raisonnable, ainsi qu'une voie claire vers des améliorations futures, pour défier la domination des batteries LFP.

Pour l'instant, LFP reste leader grâce à sa maturité, sa fiabilité et son prix abordable. Tout concurrent souhaitant révolutionner ce marché devra égaler, voire surpasser, les performances de LFP tout en maintenant sa compétitivité en termes de coûts et l'évolutivité de sa production.