L’essor des batteries en six graphiques
(rmi.org)- La demande de batteries augmente grâce à un effet domino d’adoption qui se propage d’un pays à l’autre et d’un secteur à l’autre, et RMI estime que cette dynamique peut contribuer à réduire rapidement de moitié la demande mondiale en énergies fossiles
- Les ventes ont doublé tous les 2 à 3 ans pendant 30 ans, avec un taux de croissance moyen de 33 % ; sur la dernière décennie, marquée par l’essor réel des véhicules électriques, ce taux a approché 40 %
- Au cours des 30 dernières années, le coût des batteries a baissé de 99 % et la densité énergétique des meilleures cellules a été multipliée par cinq, créant un cercle où l’adoption accrue entraîne de nouvelles baisses de prix et des améliorations de performance
- La baisse des coûts et l’amélioration de la densité ont d’abord concerné l’électronique grand public, puis les deux-roues, les trois-roues et les voitures ; les prochains basculements pourraient concerner les camions et le stockage par batterie, avant une extension vers le maritime et l’aérien
- RMI prévoit pour 2030 une densité des meilleures batteries de 600 à 800 Wh/kg, un coût de 32 à 54 dollars par kWh et des ventes annuelles de 5,5 à 8 TWh, tout en estimant que des efforts soutenus restent nécessaires pour accélérer encore la transition
Pourquoi la demande de batteries suit une courbe en S
- La demande de batteries augmente sous l’effet d’un domino d’adoption qui se diffuse d’un pays à l’autre et d’un secteur à l’autre
- Le rapport de RMI, X-Change: Batteries, estime que les batteries peuvent jouer un rôle clé pour réduire rapidement et progressivement de moitié la demande mondiale en énergies fossiles, ainsi que les émissions des secteurs du transport et de l’électricité
- Les ventes progressent selon une courbe en S, typique de la croissance des technologies de rupture
- Sur 30 ans, les ventes ont doublé tous les 2 à 3 ans
- Le taux de croissance moyen est de 33 %
- Sur la dernière décennie, avec l’essor des véhicules électriques, ce taux s’est rapproché de 40 %
La baisse des coûts tire l’amélioration des performances
- À mesure que le déploiement des batteries augmente, les coûts chutent fortement, tandis que la densité énergétique, indicateur clé de leur qualité, progresse régulièrement
- Au cours des 30 dernières années, le coût des batteries a baissé de 99 % et la densité énergétique des meilleures cellules a été multipliée par cinq
- Comme souvent avec les technologies modulaires, plus on déploie de batteries, plus leur prix baisse, et cette baisse de prix stimule à son tour davantage de déploiement
- Chaque doublement des volumes déployés fait baisser le coût des batteries de 19 %
- Dans les mêmes conditions, la densité énergétique s’améliore de 7 %
- Si l’on considère ensemble la baisse des coûts et le gain de densité, les batteries font partie des technologies d’énergie propre qui progressent le plus vite
Un effet domino entre secteurs
- Avec la baisse des coûts et la hausse de la densité énergétique, les marchés pouvant adopter les batteries s’ouvrent les uns après les autres
- Quand un marché bascule vers l’électrique à batterie, l’augmentation des volumes et l’amélioration technologique créent les conditions du basculement du marché suivant : c’est l’effet domino des batteries
- La technologie des batteries a d’abord atteint un point de bascule dans l’électronique grand public, avant de se diffuser aux deux-roues, aux trois-roues puis aux voitures
- À l’étape suivante, les camions et le stockage par batterie pourraient être les prochains à suivre
- D’ici 2030, les batteries pourraient aussi gagner des parts de marché dans le maritime et l’aérien
Une vitesse de croissance absente des prévisions classiques
- RMI estime que la croissance et le rythme d’amélioration des batteries seront bien plus rapides que ne le suggèrent les prévisions consensuelles actuelles
- Deux règles empiriques s’appliquent aux petites technologies modulaires
- Les technologies performantes qui connaissent une forte baisse de coûts ont tendance à afficher une croissance exponentielle
- De nombreux analystes ont tendance à manquer cette croissance à ses débuts
- Les batteries ne font pas exception, et les modélisateurs ont régulièrement sous-estimé la demande
- Ces dernières années, de nombreuses prévisions sur les batteries ont en pratique supposé une croissance linéaire, mais les ventes réelles ont continuellement dépassé ces projections, poussant les analystes à relever leurs estimations à plusieurs reprises
- Selon RMI, le raisonnement linéaire peut sembler prudent en apparence, mais il est en réalité erroné
Perspectives pour 2030 et moteurs de la transition
- Au cours des 7 prochaines années, les facteurs qui soutiennent la diffusion des batteries devraient se renforcer
- Les coûts continueront de baisser
- Le soutien public continuera d’augmenter
- La concurrence entre blocs économiques favorisera une dynamique de surenchère positive
- L’adoption des batteries se heurte à des obstacles, mais l’analyse repose sur l’idée que l’ingéniosité humaine, la volonté et le capital progressent encore plus vite
- RMI juge peu crédibles les scénarios d’adoption lente et modélise donc deux futurs : rapide ou encore plus rapide
- Les prévisions pour 2030 sont les suivantes
- Densité des meilleures batteries : 600 à 800 Wh/kg
- Coût : 32 à 54 dollars par kWh
- Ventes de batteries : 5,5 à 8 TWh par an
- Le scénario bas, dit « rapide », suit une trajectoire comparable au scénario Net Zero de BNEF, tandis que le scénario en courbe en S plus rapide va au-delà
Le rôle des batteries dans la réduction de la demande en énergies fossiles
- La meilleure stratégie pour réduire rapidement et progressivement l’usage des énergies fossiles consiste à accélérer le déploiement des technologies qui en réduisent la demande
- Les batteries sont en voie de remplacer 86 EJ d’énergies fossiles dans le transport routier
- Les émissions actuelles de ce secteur s’élèvent à 6 GtCO2 par an
- Dans le maritime et l’aérien, 23 EJ supplémentaires de demande en énergies fossiles pourraient aussi être menacés
- Les émissions correspondantes atteignent 1,6 GtCO2 par an
- Dans le secteur électrique, les batteries permettent d’aligner le rythme naturel du solaire et de l’éolien avec les périodes de demande, rendant possible une réduction supplémentaire de 175 EJ de demande en énergies fossiles
- Cela correspond à près de 15 GtCO2 d’émissions par an
- La croissance des batteries est rapide, mais elle ne deviendra pas suffisante automatiquement ; des efforts soutenus et coordonnés des entreprises, des gouvernements, des chercheurs et des militants pour le climat restent nécessaires
- Que la motivation soit la baisse des prix, l’avantage géopolitique ou le climat, il est essentiel d’accélérer encore une transition déjà rapide
- Le rapport complet peut être téléchargé sur X-Change: Batteries
1 commentaires
Commentaires Hacker News
Globalement encourageant, et le rôle des batteries dans le solaire semble particulièrement important
Il y a à ce sujet deux indicateurs intéressants
Hier, elles sont montées jusqu’à 3 GW en décharge et 4 GW en charge. La transition qui vise à utiliser tout le surplus solaire progresse rapidement, et même si le pic prévu aujourd’hui est de 25 GW et qu’il reste donc du chemin à parcourir, la vitesse et l’ampleur avec lesquelles cela remplace la production existante sont étonnantes. L’air propre, c’est le top, merci au soleil
Une fois que l’ensemble du cycle de production et de consommation d’énergie sera en place et que tout le monde en dépendra, on pourra alors retirer ces incitations en toute sécurité. C’est un peu comme changer les pneus d’un bus en marche : quelqu’un devait financer les nouveaux pneus et les nouvelles jantes, le camion d’assistance roulant à côté, le carburant supplémentaire et même la remise sur les pneus neufs. Une fois le changement terminé, le bus peut continuer sa route sans assistance
Si l’on choisit le jour où la charge nette a été la plus basse en 2023, on peut donner l’impression que presque tout a été couvert par le solaire. Mais cela ne veut pas dire, comme le suggère le tweet, que la Californie fonctionne entièrement au solaire tous les jours de 10 h à 16 h. Aujourd’hui, à 11:56 PST, la part du solaire est d’environ 51 %. Le réseau californien a déjà assez de points positifs pour qu’il ne soit pas nécessaire de mentir
Vérifiable ici : https://www.gridstatus.io/live/caiso
Côté prix, les fabricants leaders vendent déjà à des niveaux inférieurs au seuil à partir duquel on considérait que les véhicules électriques devenaient économiquement gagnants : https://www.nextbigfuture.com/2024/01/ev-lfp-battery-price-w...
La récente guerre des prix en Chine en est la preuve
Par exemple, on ne peut pas faire courir une rallonge 110 V tout le long du pâté de maisons pour recharger sa voiture pendant la nuit, et le coût d’acheter une maison avec garage dépasse largement les économies de carburant
J’imagine que les fabricants conçoivent leurs packs en fonction des tailles de cellules disponibles. Je pensais qu’on allait des cellules cylindriques, par exemple les 4680, vers les cellules prismatiques ou pouch, mais je me demande ce qu’il est advenu de la cellule BYD d’un mètre de long : https://pushevs.com/2020/05/26/byd-blade-prismatic-battery-c...
[1] https://cnevpost.com/2024/01/17/battery-price-war-catl-byd-c...
Les graphiques et l’analyse sont excellents, mais il y a deux points frustrants
J’aimerais remplacer les combustibles fossiles et réduire autant que possible la pollution et l’effet de serre. Mais cette transition a besoin de transparence et d’attentes réalistes. Plus le marché dispose d’informations, plus il peut avancer efficacement vers cet objectif. En discutant de production et de stockage des énergies renouvelables, j’ai eu beaucoup de mal à trouver des réponses à ce type de questions, et mon ignorance sur les bons endroits où chercher y est sans doute pour partie. C’est pourquoi j’aimerais particulièrement poser la question ici, en espérant qu’un expert puisse rapidement m’indiquer la bonne direction
Les véhicules électriques sont environ 4 fois plus efficaces que les voitures à essence. Dans une voiture à essence, seulement 20 % de l’énergie est convertie en mouvement, contre environ 80 % pour un véhicule électrique, selon les variations liées notamment au freinage régénératif. C’était expliqué en détail dans un article précédent : https://www.sustainabilitybynumbers.com/p/electrification-en...
Les courbes en S sont difficiles à prévoir, et presque chaque tentative se trompe lourdement. Il existe un article clair qui traite cette question. Nous avons déjà dépassé toutes les prévisions
[0] https://www.inet.ox.ac.uk/files/energy_transition_paper-INET...
Ce graphique de densité énergétique est un peu surprenant. Qui vend des batteries à 500 Wh/kg ? Cela ressemble plutôt à un chiffre de prototype de recherche. À ma connaissance, Amprius et les acteurs du gamma-soufre ont atteint ou dépassé ce niveau
Mais les voitures et les téléphones utilisent depuis dix ans des cathodes de la famille oxyde nickel-manganèse-aluminium-cobalt. Le grand développement récent a plutôt été l’adoption du LiFePO4, qui accepte une densité plus faible en échange d’un coût réduit et d’une durée de vie plus longue
Cela n’invalide pas la prévision en elle-même, mais le lien que l’article essaie d’établir entre densité énergétique et demande du marché ne me paraît pas très convaincant. Développer des batteries à plus forte densité est utile pour certains usages spécifiques, comme les hydravions électriques à effet de sol, mais ce n’est pas indispensable pour l’automobile ni pour le stockage sur réseau. Les voitures sont déjà globalement viables, et pour le stockage sur réseau, les perspectives de coût et le taux d’autodécharge comptent davantage
J’ai une anecdote locale à ajouter au troisième argument
Il y a quelques pistes de karting ici ; je n’y étais pas allé depuis quelques années, et quand j’y suis retourné récemment, elles étaient toutes passées aux karts électriques. C’est bien plus silencieux, il n’y a pas de fumées d’échappement, et ça fonctionne très bien en intérieur
Donc on dit qu’une révolution électrique est en cours et que beaucoup de gens et de pays vont être pris de court. Le coût de l’électricité solaire et éolienne baisse à un rythme similaire
Dans le graphique 2, la comparaison entre « densité énergétique des meilleures batteries » et « coût des batteries » paraît étrange
Est-il courant de comparer le haut du panier d’un domaine à la moyenne d’un autre ? Ce serait comme comparer le 0-60 mph des meilleures voitures au prix moyen des voitures, et je ne vois pas bien si cela contient vraiment une information utile. Ne faudrait-il pas comparer les coûts des mêmes voitures, sans inclure celles qui ne sont pas au sommet ? Est-ce qu’il y a quelque chose qui m’échappe ?
Bien sûr, c’est atténué dans une certaine mesure, mais des éléments comme les freins à disque, l’injection, ou le contrôle par microprocesseur ont clairement suivi cette trajectoire. La même chose se produit avec les batteries au fil du temps. C’est une manière d’entrevoir l’avenir, à condition de corriger un peu cet effet de dilution
Ce qui est vraiment intéressant, c’est l’énorme croissance du stockage stationnaire. C’est probablement le segment qui croît le plus vite
Il vaudrait mieux prendre 25 % de l’argent dépensé pour une batterie de voiture électrique et l’utiliser pour des panneaux solaires résidentiels. Il est difficile de supporter la suffisance de ceux qui dépensent beaucoup pour leur voiture mais pas même relativement peu pour les équipements qui produiraient l’électricité nécessaire à cette voiture
Il en va de même pour les batteries. La quantité nette de carbone réduite par un système domestique batterie + solaire est bien plus importante que celle obtenue en mettant une batterie dans une voiture familiale. Une voiture ne roule que quelques heures par jour, alors qu’un système domestique solaire + batterie totalement off-grid réduit les émissions de carbone 24/7
Autrement dit, la combinaison d’une Honda Civic thermique + solaire/batterie à la maison réduit davantage les émissions de carbone qu’une Tesla sans réelle capacité de production d’électricité. Ce n’est simplement pas à la mode
En plus, le V2G/H a de fortes chances de devenir réalité dans un avenir proche, ce qui permettra aussi d’utiliser les batteries de véhicules électriques pour la stabilisation du réseau
Je pensais que ce secteur améliorerait la production de batteries et ferait baisser les coûts, et que ses retombées dépasseraient largement l’industrie automobile. La récente baisse du prix des batteries est, à mon avis, une bonne preuve que ce processus fonctionne réellement. Inutile de préciser que la contribution d’un seul individu reste minime
Article lié : les prix des batteries pour véhicules électriques baissent plus vite que prévu : https://news.ycombinator.com/item?id=38304405