À la une: Les batteries, outils essentiels d’une économie à faibles émissions de carbone

Nous sommes tous conscients aujourd'hui de l'utilité des batteries dans notre vie quotidienne — qu'il s'agisse d'alimenter nos téléphones et ordinateurs portables, mais aussi nos montres et nos lampes rechargeables. Ces stockeurs d'énergie que sont les batteries nous sont indispensables: ce sont elles qui rendent nos appareils portables et faciles à utiliser. Nous oublions souvent combien nous en avons besoin, sauf quand notre réveil nous fait faux bond ou que notre téléphone tombe à plat. Même si les batteries font partie de notre quotidien, rares sont ceux qui connaissent le rôle absolument crucial qu'elles peuvent jouer dans la lutte contre le changement climatique et notre futur système énergétique, à l'heure où nous nous efforçons de créer une économie sans carbone dans l’UE d’ici à 2050.

Du fait de la variété des sources d’énergie renouvelables, le stockage de l’énergie jouera un rôle essentiel dans l’atténuation du changement climatique. Par conséquent, notre nouveau défi majeur est de créer des solutions de stockage de l’énergie durables et compétitives. Alors que les responsables politiques de l’UE s'emploient à rehausser nos objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre, les batteries ont pris une place de premier plan, non seulement avec l'essor des véhicules électriques, mais aussi pour leur capacité à équilibrer l’offre et la demande au sein du système électrique.

Énergie propre et compétitivité

Les batteries sont la technologie de stockage qui connaît la croissance la plus rapide. Elles joueront un rôle essentiel dans la réalisation de l’objectif de l’UE de réduire ses émissions de gaz à effet de serre de 55 % d’ici à 2030.

Dans le secteur de l’énergie, les technologies de stockage peuvent améliorer jusqu’à 40 aspects des systèmes électriques, notamment la production, le transport et la distribution d’électricité, ainsi que le renforcement de l'autoconsommation d’énergie solaire et d’autres sources d’électricité renouvelables par les ménages, les bâtiments commerciaux et les installations industrielles dans l’ensemble de l’UE. La contribution des batteries est particulièrement importante pour les énergies renouvelables, car les énergies solaire et éolienne demeurent des sources fluctuantes, produisant de l'énergie à des niveaux variables. Les batteries peuvent stocker de l’électricité et compenser les moments où le vent ne souffle pas et où le soleil est couché ou caché derrière des nuages.

Dans le secteur des transports, la part des véhicules à batterie devrait augmenter de manière spectaculaire. Aujourd’hui déjà, le coût global d’une voiture électrique est comparable à celui d'une voiture à essence. Même si le prix d’achat des voitures électriques peut être relativement élevé, leur utilisation est moins coûteuse, car l'électricité est meilleur marché et moins taxée que le carburant. Les véhicules électriques sont également moins chers à entretenir. L'écart de prix d’achat entre une voiture électrique neuve et une voiture à essence neuve devrait se combler au cours de cette décennie. Cette question du prix est l'ultime facteur qui changera la donne sur le marché automobile. En plus du transport, les véhicules électriques offriront un autre service à ceux qui ont investi dans des panneaux solaires — qu’il s'agisse de particuliers, d'entreprises ou d'investisseurs — pour réduire leurs factures d’électricité. En effet, l’électricité provenant des batteries des voitures en stationnement peut être utilisée pour des besoins domestiques, si les prix de l’électricité sont élevés, ou même vendue au réseau électrique.

Du point de vue de la concurrence, la production de batteries revêt un intérêt de plus en plus stratégique pour l’économie et la société européennes. C’est pourquoi l’UE soutient et contribue au financement de plusieurs initiatives qui stimulent l’innovation dans le domaine des batteries et encouragent le recours à cette technologie. Pendant longtemps, la plupart des batteries présentes sur le marché (utilisées pour stocker de l'électricité) étaient des batteries au plomb. Ces batteries servaient principalement à faire démarrer les voitures à essence et à fournir une solution de remplacement en cas de défaillance imprévue, pour assurer un approvisionnement en électricité ininterrompu. L’UE occupe une position forte sur ce marché, mais les besoins et la technologie ont évolué, et l’essor de l’électromobilité place désormais les batteries au lithium-ion au premier plan.

Jusqu’à récemment, seules 2 entreprises européennes — Saft, en France (aujourd’hui détenue par Total), et VARTA, en Allemagne — étaient leaders sur des marchés de niche pour les batteries au lithium-ion, comme les applications spatiales ou les appareils auditifs. Aucune entreprise européenne ne produisait de batteries au lithium-ion pour les marchés de masse, qui étaient dominés dans l'UE par les fabricants asiatiques. Mais la situation est en train de changer. De plus en plus d’entreprises créent des usines de fabrication de batteries au lithium-ion en Europe, par exemple:

• Northvolt, établie dans l’UE, construit la plus grande méga-usine européenne de cellules de batteries au lithium-ion en Suède, et fera de même en Allemagne;
• une coentreprise créée par Total et le groupe de construction automobile PSA (comprenant Peugeot, Citroën, DS, Opel et Vauxhall) créera des usines de production de batteries à grande échelle en France et en Allemagne;
• Varta entend poursuivre l’expansion de sa production de batteries au lithium-ion en Allemagne et au-delà.

Parallèlement, des entreprises asiatiques, telles que LG Chem, Samsung SDI, CATL et SK Innovation, ainsi que le géant américain Tesla, progressent dans leurs projets de méga-usine dans différents pays de l’UE.

Action de l’UE dans le domaine des batteries

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L’année 2017 a marqué le début de la politique industrielle de l’UE dans le domaine des batteries, lorsque la Commission européenne a présenté le concept de l’alliance européenne pour les batteries avec les pays de l’UE et les acteurs industriels. Un plan d’action stratégique pour les batteries couvrant l’ensemble du processus, du producteur à l’utilisateur final, a été adopté en mai 2018. Créée à l’automne 2019, la Business Investment Platform (plateforme d’investissement pour les entreprises) de l’alliance européenne pour les batteries réunit tous les acteurs de la chaîne de valeur des batteries en vue d’accélérer les transactions entre les entités faisant l’objet d’investissements et les investisseurs.

De nombreux projets, à différents stades de la chaîne de valeur, y compris concernant les points de recharge rapide, sont financés par la Banque européenne d’investissement, le mécanisme pour l’interconnexion en Europe de la Commission européenne et le Fonds européen de développement régional.

Afin de coordonner les efforts de l’UE pour la recherche et l’innovation dans le domaine des batteries, la plateforme technologique et d’innovation européenne Batteries Europe a été lancée en 2019. En tant que plateforme centralisant toutes les activités de recherche liées aux batteries en Europe, Batteries Europe assure la coordination de la recherche et de l’innovation pour l’alliance européenne pour les batteries. Elle rassemble des experts issus de la recherche et de l’industrie, ainsi que des représentants nationaux et régionaux, qui définissent ensemble des priorités de recherche à court terme, ainsi qu'un programme stratégique de recherche.

Batteries Europe assure une communication et une coordination constantes entre les différents réseaux, projets et initiatives de recherche liés aux batteries au sein de l’UE, et prépare actuellement des feuilles de route détaillées pour la recherche et l’innovation concernant différents segments de la chaîne de valeur des batteries.

Un certain nombre de besoins urgents en matière de recherche et d’innovation sont traités par 2 projets importants d’intérêt européen commun (PIIEC), dotés de budgets de plusieurs milliards d’euros, qui concernent 12 pays de l’UE ainsi que des dizaines d’entreprises et d’organismes de recherche dans l’ensemble de l’UE.

Financement de l’UE au titre d’Horizon 2020 et d’Horizon Europe

Même si l'essentiel du financement de la recherche et de l’innovation provient habituellement des entreprises et des budgets nationaux, les fonds de l’UE jouent souvent un rôle moteur important et créent des liens entre les différents acteurs dans l’ensemble de l’UE.

Au titre du programme-cadre de recherche Horizon 2020, environ 0,5 milliard d’euros ont été alloués à la recherche sur les batteries. Depuis 2018, tous les appels concernant les batteries lancés dans le cadre d’Horizon 2020 sont réunis dans un programme de travail unique. La programmation de ces appels tient compte des besoins distincts de différents secteurs des transports et du secteur de l’énergie, ainsi que des différents cadres temporels. Contrairement aux PIIEC, Horizon 2020 envisage également les perspectives à plus long terme, notamment dans le cadre de l’initiative Battery 2030+ .

Outre les projets d’Horizon 2020 spécifiquement axés sur les batteries, une série de projets soutiennent des méthodes innovantes d’intégration des batteries dans les secteurs de l’énergie et des transports. Ainsi, des projets consacrés aux systèmes énergétiques intelligents, regroupés dans l’initiative BRIDGE, font intervenir des batteries au niveau de la production, du transport, de la distribution et des utilisateurs finaux.

Les bénéfices d'Horizon 2020 se poursuivront en 2021 et encore pendant plusieurs années, car de nombreux projets sont toujours en cours ou doivent encore démarrer. En outre, Horizon Europe, le nouveau programme-cadre de recherche et d’innovation de l’UE d’une durée de 7 ans (2021-2027), débute cette année. Dans le cadre du programme de travail sur le climat, l’énergie et la mobilité, il apportera un soutien encore plus important au leadership technologique de l’UE dans le domaine des batteries et des applications pour batteries.

En plus des appels à propositions ouverts, l’UE contribue directement à la recherche et à l’innovation liées aux batteries par l’intermédiaire de ses laboratoires de recherche modernes, situés à Petten (Pays-Bas) et à Ispra (Italie), tous deux gérés par le Centre commun de recherche de la Commission.

Une chaîne de valeur durable

Il sera impossible de tirer pleinement parti de l’électrification si la chaîne de valeur des batteries ne devient pas plus durable. En décembre 2020, la Commission européenne a proposé de moderniser la législation de l’UE sur les batteries, en la liant à l’économie circulaire. L’un des objectifs importants de ces changements est d’établir de nouvelles règles, garantissant que les batteries aient le moins d’impact possible sur l’environnement, en utilisant des matériaux obtenus dans le plein respect des normes sociales et écologiques. Les batteries doivent durer longtemps et être sûres et, à la fin de leur vie, elles devraient être réaffectées à d'autres usages, remanufacturées ou recyclées, ce qui permettrait de réinjecter les matières valorisables dans l’économie.

Parallèlement, la Commission prépare actuellement des mesures visant à atteindre un objectif de réduction des émissions de gaz à effet de serre plus ambitieux, de 55 % par rapport aux niveaux de 1990 pour 2030. Ces mesures sont détaillées dans le plan cible de l’UE en matière de climat pour 2030 et impliqueront:

• un objectif plus ambitieux en matière d’énergies renouvelables à l’horizon 2030;
• un renforcement des normes d’émission de CO² pour les voitures;
• une révision de la législation relative à une infrastructure pour carburants alternatifs;
• de nouvelles règles en matière de taxation de l'énergie.

Ces mesures vont accroître encore les besoins en stockage, notamment par les batteries. La Commission a également lancé de nombreuses initiatives dans le domaine des matières premières, des compétences et de l’éducation.

D'autres solutions pour le stockage de l’énergie

Outre les batteries, l’hydrogène est considéré comme une technologie clé pour atteindre la neutralité carbone d’ici au milieu du siècle, qui est également devenue une priorité pour l’UE et l’industrie européenne.

L’hydrogène peut alimenter des secteurs qui ne se prêtent pas à l’électrification, tels que le transport maritime et le transport par poids lourds sur de longue distance, et fournir un stockage à long terme permettant d'équilibrer les fluctuations des flux d’énergie renouvelable. Dans un système énergétique intégré, l’hydrogène peut soutenir la décarbonation dans les secteurs de l’industrie, des transports, de la production d’électricité et de la construction dans toute l’Europe. La stratégie de l’UE pour l’hydrogène, adoptée en juillet 2020, offre des perspectives pour transformer ce potentiel en réalité, grâce à l’investissement, à la réglementation, à la création de marchés et à la recherche et à l’innovation.

Dans le cadre des programmes Horizon 2020 et Horizon Europe, l’UE soutient également d’autres technologies de stockage, notamment l'accumulation hydraulique par pompage et le stockage thermique.

En ce qui concerne les règles de l’UE relatives aux énergies renouvelables et à l’organisation du marché de l’électricité, elles sont neutres sur le plan technologique et couvrent toutes les formes de stockage (existantes, émergentes ou non encore inventées). Il est à espérer que cela encouragera la poursuite de la recherche et du déploiement d’autres types de stockage, tels que les supercondensateurs, le stockage par volant d'inertie, le stockage sous forme d’air liquide et le stockage d'énergie par air comprimé.

Le développement des batteries et des capacités de stockage dans l’UE réunit 2 priorités importantes pour l’UE: le pacte vert pour l’Europe (qui soutient la transition vers une énergie propre) et la transformation numérique. L’objectif est de concevoir des solutions de stockage de haute qualité, ainsi que des applications pour les utilisateurs de première qualité, grâce à la transformation numérique en cours.

Autres liens

Stockage de l’énergie (DG Énergie)

Hydrogène (DG Énergie)

Stockage de l’énergie (DG Recherche)

Alliances industrielles (DG Marché intérieur, industrie, entrepreneuriat et PME)