Batteries stationnaires : clés de la transition énergétique

Le stockage stationnaire permet de stocker des quantités importantes d’électricité (jusqu’à plusieurs MW) sur des durées variables (de 1h à plusieurs dizaines d’heures) en fonction des applications et des technologies.

La demande d’énergie, notamment la demande d’électricité est variable au cours de l’année et dans la journée. Les forts pics de consommation sont à date principalement amortis par la mise en route de centrales thermiques (gaz/fioul) et par l’utilisation de systèmes de stockage comme le STEP (Système de Transfert d'Energie par Pompage).

Le STEP est la technologie la plus ancienne et répandue à ce jour. Toutefois, les batteries jouent un rôle de plus en plus important, notamment avec le développement rapide des énergies renouvelables intermittentes dans le cadre des politiques de transition énergétique.

Les BESS jouent un rôle stratégique pour un réseau électrique plus stable, flexible et décarboné, notamment pour l’ensemble des acteurs de la chaîne de valeur de l’électricité : 

• Optimisation de la stabilité du réseau 

• Flexibilité et décalage de la Demande (time-shifting) 

• Optimisation de l’intégration des EnR non pilotables 

Les sources de revenus et les poches de valeur associées aux batteries sont diverses, et leur proportion va évoluer dans les prochaines années :

Le nombre d’installation systèmes de stockage par batteries stationnaires (BESS) devrait fortement augmenter au cours de cette décennie, en raison d’une baisse des coûts des batteries, des politiques publiques et de réglementations favorables.

D’ici 2027, la capacité installée des batteries stationnaires sera multipliée par plus de 3, principalement grâce à la Chine.

La criticité des matériaux utilisés dans les batteries reflète leur importance stratégique et la vulnérabilité de leur chaîne d’approvisionnement. Certains minéraux sont dits critiques ou stratégiques en raison de leur rôle clé dans la transition énergétique, associé à des risques économiques, géopolitiques ou environnementaux affectant leur extraction, transformation ou disponibilité.

Compte tenu des tendances technologiques et de la hausse de la demande, un déficit en lithium, nickel, manganèse et cobalt est attendu entre 2030 et 2035, entraînant une possible instabilité des prix. Ce déséquilibre touchera surtout le marché des véhicules électriques, plus dépendant de ces matériaux, contrairement au stockage stationnaire, moins exposé grâce à l’usage de chimies alternatives.

Par conséquent :

• Le recyclage et la réutilisation des batteries provenant d’un usage pour la mobilité vers d’autres usages, comme dans les systèmes de stockage d’énergie, prolonge leur durée de vie et optimise leur valeur. Cette pratique réduit la demande en matériaux, limite les déchets et soutient la transition énergétique, et va devenir indispensable
  
   
• En complément, une diversification avec des technologies moins dépendantes des matériaux critiques est nécessaire

De nouvelles technologies de batteries permettant de réduire la dépendance aux matériaux critiques et stratégiques se développent. Nous proposons une analyse de l'attractivité des batteries, basée sur les capacités techniques pour un usage industriel et la durabilité :

Aujourd'hui, la technologie LFP domine largement le marché des batteries stationnaires, grâce à sa maturité, sa sécurité et ses coûts en baisse.

Des alternatives en devenir comme les batteries sodium-ion et les batteries à flux redox suscitent un intérêt croissant. Moins dépendantes des matériaux critiques et avec des performances compétitives, ces technologies commencent à se faire une place et devraient, à moyen terme, se développer conjointement sur le marché avec les batteries lithium-ion.

À plus long terme, les batteries Fer-Air pourraient se démarquer par leur faible dépendance aux matériaux critiques et leur capacité à offrir un stockage longue durée, mais doivent encore passer certains paliers technologiques.

Le coût des batteries est déterminé par une diversité de facteurs, certains contribuant à le réduire, d’autres étant susceptibles de l’augmenter. Dans un contexte de forte croissance et de tension sur les chaînes d’approvisionnement, il est essentiel de suivre ces dynamiques pour orienter ses décisions industrielles et stratégiques.