Jusqu’où le prix des batteries peut-il encore baisser ?
(aukehoekstra.substack.com)- Si les batteries au sodium deviennent très bon marché, les batteries stationnaires pourraient être déployées dans les logements, les entreprises et sur l’ensemble du réseau électrique, et le pilotage de la demande local ainsi que le stockage pourraient jouer un rôle plus important que le renforcement du réseau
- Selon la courbe d’apprentissage fondée sur la loi de Wright, le prix des batteries a baissé d’environ 25 % chaque fois que la production a doublé ; en extrapolant cette tendance jusqu’en 2030, le prix des cellules pourrait tomber à 8 dollars par kWh
- Du côté du coût des matériaux, le LFP est déjà autour de 50 dollars par kWh en 2024, et le sodium, environ 30 fois moins cher que le lithium, pourrait ramener le coût des matières premières de la cathode et de l’anode à environ 1 dollar par kWh
- Aux Pays-Bas, plus de 10 000 entreprises ne peuvent pas obtenir l’électricité dont elles ont besoin à cause de la congestion du réseau, et si le pays prévoit de dépenser 236 milliards d’euros sur le réseau au cours des 10 prochaines années, certains calculs estiment qu’environ 5 milliards d’euros suffiraient pour des batteries de stockage de 5 heures totalisant 7 TWh
- Pour que des batteries bon marché transforment réellement le réseau électrique, il faut aussi une architecture interopérable de type Internet, des standards de communication automatique, de la cryptographie à clé publique et un système de confiance fondé sur un registre distribué à faible consommation d’énergie
Pourquoi des batteries bon marché peuvent transformer le réseau électrique
- Si les batteries au sodium deviennent suffisamment bon marché, leur rôle dans le système électrique pourrait s’élargir fortement
- Le pilotage de la demande local deviendrait plus important
- La résilience et la stabilité du réseau seraient améliorées
- La charge liée au renforcement du réseau diminuerait
- Le solaire et l’éolien pourraient se développer plus facilement
- Au-delà des véhicules électriques, les batteries pourraient devenir un levier clé pour réduire les goulets d’étranglement de l’ensemble du nouveau système énergétique
- À mesure que les procédés de production, la composition des matériaux et le packaging s’améliorent, les batteries sont devenues plus légères, plus durables et moins chères, ouvrant à chaque étape de nouveaux cas d’usage et de nouvelles applications
Évolution passée du prix des batteries au lithium
- Les batteries au plomb ont été largement utilisées pendant près d’un siècle, mais la demande en ordinateurs portables et en PC a stimulé le développement de batteries plus performantes
- En 2008, le prix des batteries dépassait 1 500 dollars par kWh
- Aujourd’hui, les cellules de batterie NMC peuvent être achetées à moins de 100 dollars par kWh
- NMC désigne une batterie au lithium utilisant une cathode à base de nickel, manganèse et cobalt
- Les cellules LFP sont un peu plus lourdes que les premières batteries au lithium, mais supérieures sur plusieurs aspects, et leur prix est tombé à 47 dollars par kWh
- Les batteries au sodium pourraient devenir encore moins chères que les batteries existantes, accélérant ainsi l’adoption des batteries stationnaires
Le prix en 2030 calculé à partir de la courbe d’apprentissage
- Deux références sont utilisées pour prévoir le prix des batteries
- La courbe d’apprentissage de la technologie
- Le coût des matériaux nécessaires
- Selon la loi de Wright, chaque doublement de la production fait baisser le prix d’un pourcentage constant
- En se basant sur le graphique des prix des batteries publié dans l’article en open access de Way et al., les prix observés baissent de manière presque linéaire à mesure que l’expérience de production augmente
- Dans l’exemple de calcul, lorsque la production de batteries passe de 10 GWh à 1 200 GWh, le prix descend d’environ 1 200 dollars à 150 dollars par kWh
- 10→20→40→80→160→320→640→1280 correspond à environ 7 doublements
- Le taux d’apprentissage sur cette plage est d’environ 25 % de baisse de prix à chaque doublement de production
- En utilisant les données de production de batteries 2015–2023 du dernier rapport de l’IEA sur les batteries, une tendance de croissance annuelle de 59 % correspond bien aux données
- La corrélation de la courbe de tendance est donnée à 99,9 %
- En supposant une croissance annuelle de 59 % à partir de 2 410 GWh en 2023, on obtient 61 917 GWh en 2030
- Cela correspond presque exactement à 8 doublements
- En partant de 80 dollars par kWh en 2023 et en appliquant 8 fois une baisse de 25 %, le prix des cellules en 2030 atteindrait 8 dollars par kWh
Le plancher de prix imposé par le coût des matériaux
- Par le passé, un prix de batterie au niveau cellule inférieur à 50 dollars par kWh paraissait irréaliste
- Dans les batteries NMC, ni le NMC111 ni le NMC811 ne changeaient radicalement le coût des matières premières de la cathode
- Quand la densité énergétique atteignait un pic d’environ 300 Wh/kg, le coût des matières premières de la cathode était d’environ 50 dollars par kWh
- En ajoutant un coût du lithium d’environ 10 dollars par kWh, il était difficile de descendre sous 60 dollars par kWh
- Les batteries LFP sont revenues en force, et CATL a porté leur densité énergétique à plus de 200 Wh/kg
- Une batterie LFP de 60 kWh peut offrir environ 350 km d’autonomie dans un véhicule électrique économique
- Le poids des cellules peut se situer autour de 300 kg
- Le coût des matières premières du fer et du phosphate dans le LFP est inférieur à 20 centimes par kWh, et celui du carbone pour l’anode est similaire
- En théorie, le coût des matériaux de la cathode et de l’anode pourrait être inférieur à 1 dollar par kWh
- Dans ce cas, le lithium représenterait environ 90 % du coût des matières premières, mais le coût total des matières premières resterait autour de 11 dollars par kWh
- Les données de prix de 2024 montrent que le LFP est déjà autour de 50 dollars par kWh
- Il se dit même que des batteries de réseau entièrement installées sont proposées à moins de 100 dollars par kWh
- L’IEA estime que les batteries de réseau installées ne passeront sous les 100 dollars par kWh qu’après 2050
Le coût encore plus bas des matières premières pour les batteries au sodium
- Dans les batteries LFP, le lithium domine le coût des matières premières, mais le sodium est environ 30 fois moins cher que le lithium
- Les batteries au sodium pourraient à nouveau ramener le coût des matières premières de la cathode et de l’anode à environ 1 dollar par kWh
- Leur densité énergétique atteint déjà 160 Wh/kg
- Une batterie de 60 kWh pourrait peser moins de 400 kg au niveau cellule
- L’extrapolation de la courbe d’apprentissage pointe vers 8 dollars par kWh en 2030, et le calcul basé sur les matériaux suggère lui aussi un potentiel de quelques dollars par kWh
- Les batteries lithium-soufre restent une autre piste possible, avec un coût potentiellement aussi bas et un poids très réduit
Congestion du réseau et batteries stationnaires
- L’idée défendue est qu’un système énergétique bon marché centré sur l’éolien et le solaire est possible
- Aux Pays-Bas, la congestion du réseau est un problème majeur
- Plus de 10 000 entreprises ne reçoivent pas l’électricité dont elles ont besoin
- Ce nombre augmente rapidement
- Le pays prévoit de dépenser 236 milliards d’euros sur le réseau au cours des 10 prochaines années
- Des batteries bon marché pourraient remplacer une part importante de ces investissements réseau
- Selon certains calculs, le coût de batteries totalisant 7 TWh, soit l’équivalent de 5 heures de stockage de l’électricité nationale, pourrait être d’environ 5 milliards d’euros
- Il est prévu qu’avant 2030, des batteries durables à moins de 50 dollars par kWh puissent être déployées un peu partout
- Dans les logements, une batterie de 20 kWh pourrait être installée pour environ 1 000 dollars
- Le temps de retour sur investissement est estimé à moins de 3 ans
- Elles pourraient éviter les pics de consommation en journée, réduire les variations de tension et prévenir les coupures
- Les entreprises et les zones industrielles pourraient acheter des batteries plus grandes pour soulager rapidement la congestion du réseau
Prix du solaire et de l’éolien, et stabilité du réseau
- Les batteries absorbent l’électricité excédentaire produite par le solaire et l’éolien lorsque les prix sont un peu bas, puis la réinjectent lorsqu’ils remontent légèrement
- Grâce à ce mode de fonctionnement, l’éolien et le solaire peuvent obtenir des prix presque constants au cours de la journée
- Le déploiement des batteries permettrait de poursuivre la croissance rapide de l’éolien et du solaire
- Même à l’échelle d’un réseau plus vaste, les batteries lissent les pics et les creux
- Coupures
- Variations de tension
- Congestion du réseau due aux pointes
- Une image est utilisée : des batteries bon marché pourraient transformer un réseau électrique agité par les tempêtes en une piscine calme
Un réseau électrique ouvert et sécurisé, comme Internet
- Pour que des batteries bon marché résolvent la congestion du réseau et facilitent le déploiement du solaire et de l’éolien, l’architecture du réseau doit elle aussi être prête
- Les réseaux électriques mondiaux ont besoin d’une structure comparable au modèle OSI d’Internet
- N’importe qui dans le monde devrait pouvoir développer des solutions matérielles compatibles entre elles
- Cela doit inclure non seulement le niveau matériel, mais aussi les protocoles et les modes de communication automatique entre équipements qui régulent les flux d’énergie
- Côté protocoles, TCP/IP est mentionné comme candidat
- Le secteur de l’énergie a aussi besoin d’un cadre comparable aux standards du W3C qui garantissent l’interopérabilité des navigateurs
- Tous les appareils devraient utiliser la cryptographie à clé publique
- Il devrait être possible de vérifier que l’information provient d’un appareil de confiance
- Et de valider que cet appareil existe réellement et possède les fonctions annoncées
- Un registre distribué à faible consommation d’énergie pourrait aussi jouer un rôle
- Il est question de Proof of Stake, et non de Proof of Work
- Cela permettrait de créer un système trustless fonctionnant sans autorité centrale de confiance
Une nouvelle manière d’exploiter le réseau électrique
- Avec l’arrivée des batteries au sodium modernes, les batteries stationnaires pourraient devenir bien moins chères et bien plus répandues qu’attendu
- Le réseau électrique pourrait évoluer d’une structure de gestion descendante vers une structure plus distribuée et ascendante
- Les logements pourraient utiliser des batteries pour consommer une électricité plus stable et moins chère
- À l’échelle du quartier, les batteries pourraient servir à partager l’électricité localement
- Cela pourrait réduire les coûts de réseau
- Et diminuer les retards de construction du réseau
- Dans son ensemble, le réseau pourrait fonctionner à moindre coût, avec plus de résilience, et absorber de grandes quantités de solaire et d’éolien
1 commentaires
Avis de Hacker News
Les batteries LiFePO4 (lithium-fer-phosphate) domestiques sont déjà assez bon marché
Pour des systèmes 48 V résidentiels de stockage d’électricité, en rack métallique, prêts à connecter, avec système de gestion de batterie (BMS) inclus, on est autour de 89 $/kWh chez des fournisseurs chinois réputés comme CATL/Seplos, livraison et droits de douane compris
Il faut attendre le transport maritime, et si l’on veut acheter directement aux États-Unis, il faut ajouter environ 30 $/kWh
Les batteries au sodium du même fournisseur sont actuellement à 130 $/kWh et ont une efficacité inférieure d’environ 26 % dans le même facteur de forme, mais j’espère que cela changera
À cause de la hausse des tarifs d’électricité, j’ai entièrement basculé une maison vers solaire + batteries LiFePO4, et ça fonctionne sans problème ; difficile d’imaginer revenir chez le fournisseur d’électricité. Les panneaux sont devenus absurdement bon marché et, comme j’ai beaucoup de place, j’ai acheté une palette de panneaux d’occasion quasiment au prix du transport, à 34 $ par panneau de 270 W, qui produisent environ 85 % de leur puissance nominale
J’en parle parce que d’autres commentaires évoquaient des coûts beaucoup plus élevés
Quand j’avais demandé un devis pour un système LG il y a quelques années, c’était quatre fois ce prix, et il y avait aussi le problème que mes vieux panneaux de 2013 utilisent un onduleur unique plutôt que des micro-onduleurs, donc y toucher obligerait à tout remplacer
Je continue d’espérer voir apparaître beaucoup de petites entreprises capables de tout électrifier, et j’aimerais aussi que des conversions de voitures électriques fiables, pratiques et sûres circulent, mais cela ne semble pas vraiment se concrétiser
Un échange sous garantie peut fonctionner, ou pas
Vous pouvez recevoir un produit qui tient mille cycles sans problème, ou un autre qui tombe en panne au bout d’une semaine ; vous pouvez obtenir un remplacement sous garantie, ou passer plusieurs heures chaque semaine à pousser votre demande de garantie sans aucun résultat
Si vous êtes prêt à acheter des panneaux d’occasion, des batteries chinoises et à tout faire vous-même, l’opportunité est réelle, mais alors que le prix du matériel baisse, le coût de la main-d’œuvre augmente, donc les systèmes installés par des professionnels restent chers
Dans la plupart des régions, sauf si la maison est vraiment isolée, il faut conserver le raccordement au réseau
Les tarifs donnent l’impression d’être basés sur la consommation, mais le coût réel est surtout dominé par l’investissement dans les capacités de base nécessaires au cas où cette maison devrait, quelques jours par an, fonctionner entièrement avec l’électricité du réseau
Donc tant qu’elle reste raccordée au réseau, même si elle n’utilise l’électricité du réseau que quelques jours par an, le fournisseur d’électricité doit supporter presque les mêmes coûts
Je suis en train d’acheter une batterie LiFePO4 EG4 de 5 kW au format rack serveur pour un projet DIY, et on est plutôt autour de 220 $/kWh
Voici le produit que je compte acheter ; si vous connaissez mieux, je serais curieux de voir : https://signaturesolar.com/eg4-lifepower4-lithium-battery-48...
https://geizhals.de/?cat=bmseswresp&sort=t&hloc=at&hloc=de&v...
Cet article part beaucoup trop dans tous les sens
Pour ses prévisions de prix en 2030, il extrapole le coût des batteries au lithium, tout en supposant qu’en réalité les batteries à chimie sodium deviendront dominantes et se généraliseront à des prix plancher
Et ce alors que les premières batteries au sodium sont à peine apparues au cours de l’année écoulée
Le fait de traiter la batterie comme si elle était le seul composant du système pose aussi problème. Les chargeurs, onduleurs et structures physiques ne suivent pas la même courbe de baisse, et ce sont des coûts fixes qui s’ajoutent au-dessus de la batterie
Enfin, de l’autosatisfaction autour de sa prédiction des camions électriques en 2017 jusqu’à l’idée que la blockchain pourrait être utile à la coordination du réseau électrique, le texte mélange beaucoup de phrases futuristes assez floues
La phrase qui définit un « système sans confiance » comme un « système qui fonctionne, tout simplement » n’a aucun sens à la lecture, et on a l’impression qu’il en est venu à croire que la blockchain est l’avenir de tout
Ça peut se lire avec plaisir, mais à part « les prix baissent », je n’en ai pas retiré grand-chose
Le « mur de posters » de l’organisation qu’il prétend diriger est ici : https://neonresearch.nl/poster-wall/
Il y est question de « convergence interdisciplinaire par le storytelling créatif »
Sur ce sujet, le dossier de couverture de The Economist cette semaine en donne un bien meilleur résumé
Si l’on regarde jusqu’où le prix des batteries peut réellement baisser, le prix du lithium a chuté de 80 % sur l’année écoulée et le marché est actuellement en surproduction : https://www.reuters.com/markets/commodities/lithium-producer...
Exxon a aussi une activité de production de lithium et l’étend ; cinq nouvelles mines sont en cours à Nevada, Sonora (Mexique) et Western Australia, et de grandes mines de lithium sont en construction au Québec, au Zimbabwe, etc.
Le recyclage des batteries usagées étant une source bien plus concentrée que les ressources souterraines, l’approvisionnement en lithium ne semble pas être un gros problème
Le prix du lithium brut monte et descend fortement parce qu’il n’a pas beaucoup d’effet sur les ventes automobiles à court terme, ce qui est normal pour une petite matière première
Cela veut dire que les batteries au sodium pourraient bien être inutiles, ce qui serait une bonne chose au vu du risque d’incendie
Pour les installations fixes et les voitures bon marché, le lithium-fer-phosphate est peu coûteux et ne subit pas d’emballement thermique ; il équipe aujourd’hui la plupart des produits de BYD et CATL. J’aimerais vraiment qu’APS prenne la bonne direction et sorte un petit UPS LiFePO4 qui tienne 10 ans
La suite, ce sont les batteries tout solide : beaucoup de hype, quelques échantillons, et un problème de coût de production : https://spectrum.ieee.org/solid-state-battery-production-cha...
Le procédé de fabrication à l’échelle laboratoire du Fraunhofer Institute est ici, et il fonctionne en labo : https://www.youtube.com/watch?v=j5SVrp8N-1M&
L’échelle de test de production est ici : https://www.youtube.com/watch?v=_eZGuDaqZAE
Le consensus côté IEEE est que la technologie de production des batteries tout solide a environ 10 ans de retard sur la production lithium-ion actuelle, mais la production pilote avance rapidement, de Shenzhen à la Belgique et au Maryland
Ce type de procédé devient moins cher à mesure que l’échelle augmente. Pour améliorer l’adoption par les consommateurs, il faut une recharge en 10 minutes, donc les batteries tout solide sont importantes
Entre le solaire et les technologies de batteries, les combustibles fossiles vont bientôt être fortement marginalisés
Il existe déjà un marché classique, donc les onduleurs/chargeurs peuvent simplement réagir aux signaux de prix du marché existant et se comporter comme le souhaite le propriétaire ; il n’y a aucun besoin de blockchain ni de contrôle centralisé
Les compteurs intelligents devenant plus courants, il est déjà simple d’inciter à utiliser l’énergie de la batterie lorsque les prix sont élevés aux heures de pointe
Cela dit, les onduleurs/chargeurs suivront eux aussi une tendance baissière. Pas aussi vite que les batteries, mais ils baisseront
Les FET à semi-conducteurs à large bande interdite deviennent sans cesse moins chers et meilleurs : ils gèrent des courants et tensions plus élevés par composant, permettent des topologies de puissance plus efficaces, facilitent le refroidissement, réduisent le poids des dissipateurs et la quantité de matériaux, augmentent la puissance par unité de volume et diminuent la masse
L’augmentation des volumes de production apportera aussi des économies d’échelle
Aujourd’hui, on peut acheter un onduleur/chargeur Victron Multiplus 2 48V DC/230V AC, 8000VA pour 1 800 dollars, et je compte en acheter un bientôt pour monter un système DIY avec des batteries AGM de 31 kWh récupérées presque gratuitement sur le site de test d’une entreprise qui a fermé
En 2030, je ne serais pas surpris de pouvoir acheter un onduleur/chargeur de même capacité pour près de moitié prix, avec quelques points de rendement en plus. Aujourd’hui le rendement maximal est de 95 %, mais j’espère que 97 à 98 % seront alors plus courants
Il existe sans doute déjà beaucoup de produits chinois bon marché, mais c’est pour une alimentation de secours raccordée au réseau, qui doit aussi fonctionner de manière autonome pendant les coupures ; il faut donc qu’elle respecte clairement les Australian Standards
Comme je compte l’installer sous la maison, il faut que ce soit sûr, et Victron m’inspire confiance grâce à son bon historique d’usage dans le nautisme et les caravanes
Les deux chiffres les plus importants à retenir dans cet article sont les 200 Wh/kg du LFP et les 160 Wh/kg du sodium-ion
Le LFP comme le sodium-ion ne semblent pas nécessiter un refroidissement massif lié aux problèmes d’incendie par emballement thermique des batteries au cobalt-nickel, donc la densité réelle au niveau du pack est meilleure et la structure plus simple
200 Wh/kg correspond, selon le rendement, à une voiture de 300 à 400 miles d’autonomie, peut-être 500 miles
160 Wh/kg en sodium-ion correspond à une voiture de 200 à 300 miles, peut-être 400 miles
Vu sous cet angle, l’électrification des transports grand public prend beaucoup d’importance. Si elle passe correctement à l’échelle, la densité du sodium-ion est une technologie capable de résoudre le problème des voitures urbaines pour 4 à 5 milliards de personnes dans le monde
La densité des LFP laisse penser qu’ils peuvent couvrir 1 à 2 milliards de personnes supplémentaires ayant besoin d’une autonomie un peu plus longue, à condition que l’infrastructure de recharge soit bonne
D’après les feuilles de route du LFP comme du sodium-ion, il est très probable que les deux s’améliorent d’au moins 20 % dans les 2 à 3 prochaines années, ou au plus tard d’ici 5 ans
Si l’on parvient à maîtriser les chimies à base de soufre, comme lithium-soufre et sodium-soufre, la densité pourrait aussi être multipliée par 2 ou 3 d’ici 10 à 15 ans
Dans l’ensemble, c’est un changement véritablement révolutionnaire
Les chargeurs, onduleurs et structures physiques ne suivront pas la même courbe de baisse que les batteries, mais les taux d’apprentissage sont un phénomène courant, et leurs coûts baissent eux aussi
L’article de 2018 « Estimating the learning curve of solar PV balance–of–system » estime le taux d’apprentissage du BOS à 11 %, contre 20 % pour les modules
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.06.016
J’aimerais avoir chez moi une batterie de secours de 5 à 20 kWh, et j’ai la place pour l’installer, mais quand j’ai appelé un installateur local de solaire/batteries, on m’a dit qu’il était illégal d’installer une batterie de secours domestique rechargeable depuis le réseau.
J’habite dans le Minnesota.
On m’a même expliqué que, dans le cas d’une installation solaire hypothétique, il ne faudrait pas stocker l’électricité produite, mais la vendre au réseau, en échange d’une réduction sur les factures d’hiver futures ; ça ressemble franchement à une mauvaise affaire.
J’habite à Kyiv, en Ukraine ; la Russie a détruit de nombreuses centrales, et les centrales nucléaires sont en maintenance et en rechargement de combustible, si bien que ces jours-ci nous avons moins de 10 heures d’électricité par jour.
En Afrique du Sud, il y a des délestages tournants intermittents depuis 2008, et les onduleurs avec batteries, éventuellement accompagnés de panneaux solaires, deviennent assez courants dans les foyers de classe moyenne.
Le problème, c’est qu’à la fin d’une période de délestage tournant, beaucoup de batteries se mettent à se recharger en même temps. C’est particulièrement vrai la nuit.
Les délestages tournants empêchent aussi d’exploiter pleinement les batteries. Idéalement, on aimerait charger la batterie au solaire pendant la journée puis l’utiliser presque entièrement toute la nuit, mais comme les coupures sont irrégulières, il faut la paramétrer pour éviter qu’elle ne se décharge trop.
Il peut alimenter la maison en cas de panne, et bien sûr se recharge depuis des panneaux solaires ou le réseau.
Voici un fournisseur : https://www.sunrun.com/ev-charging/ford-f150-lightning
Je suis sûr qu’on utilise des UPS dans le Minnesota.
En tant que non-spécialiste, la première chose qui m’est venue à l’esprit en voyant le titre, c’est : « à quel point cela peut-il devenir sûr ? »
Si l’on définit RESCI comme les risques d’explosion, de surtension, de combustion et d’inhalation, il y a des indicateurs difficiles à estimer grossièrement lorsqu’on évalue un produit.
Par exemple, l’augmentation du RESCI quand on achète auprès des 25 % de vendeurs les moins chers, quand on prend un produit dans un lot qui n’aurait pas dû passer l’assurance qualité, quand on l’achète sur AliExpress ou sur un site quelconque, quand on le fait tomber, qu’on le frappe au marteau, qu’on le laisse au soleil ou qu’il subit une surtension, ou encore l’augmentation liée au fait de vivre dans un quartier très dense où les gens achètent les produits AliExpress dans les 25 % les moins chers et les font parfois tomber ou les tapotent.
Le monde occidental a une assez longue expérience des installations électriques résidentielles, mais selon de nombreux critères elles restent encore bien plus dangereuses qu’on ne l’espérerait.
Le problème semble surtout concerner les systèmes à base de lithium, tandis que ceux à base de fer ou de sodium sont beaucoup plus sûrs.
En contrepartie, leur densité énergétique est plus faible, mais c’est un compromis raisonnable, et leur durée de vie en cycles de charge/décharge est aussi bien plus longue : potentiellement des dizaines de milliers de cycles, plutôt qu’un petit millier.
Le passage « en partant de 2 410 GWh en 2023 et avec une croissance annuelle de 59 %, on obtient 61,917 GWh en 2030. Cela correspond presque exactement à 8 doublements d’ici 2030 » contient une erreur d’ordre de grandeur.
Il s’agit d’une hausse d’environ 26 fois. Pour atteindre 8 doublements, il faudrait une hausse de 256 fois.
Tout le monde peut faire une simple erreur de calcul, mais il devrait être assez évident que 7 ans de croissance à 60 % par an ne peuvent pas être proches de 8 ans de croissance à 100 % par an.
Surtout de la part d’un auteur qui, dès la première page, met en avant son parcours en matière de raisonnement sur la croissance exponentielle.
Ce n’est pas du pinaillage, car ce résultat erroné sert ensuite de base aux estimations de baisse des coûts.
En partant de 2 410 GWh et avec une croissance composée de 59 % par an, on obtient 61 915 GWh, soit environ 61,915 TWh.
Il est donc possible que l’auteur ait voulu écrire TWh plutôt que GWh.
Mais cela ne se rapproche toujours pas du tout de 8 doublements. Il faudrait 12 ans, donc autour de 2035. 1,59^12 = 261 fois.
J’apprécie vraiment les articles qui présentent aussi leur raisonnement, parce qu’on peut vérifier leurs conclusions avec des sources externes, et cet aspect était positif.
En Californie, au-delà des subventions, ce qui a aidé le solaire à se développer, c’est le raccordement au réseau, qui évitait d’avoir à gérer directement la technologie des batteries.
Au début, il existait un système tarifaire efficace consistant en gros à échanger des watts contre des watts, mais quand les compagnies d’électricité ont compris que la baisse des profits sur la vente d’électricité affectait leur capacité à entretenir l’infrastructure et à payer les indemnisations judiciaires pour avoir fait exploser des villages et brûlé des forêts, elles ont poussé la CPUC à passer à un modèle qui transforme les propriétaires de maisons solaires en métayers des compagnies d’électricité.
Le bon côté, c’est que cela ravive l’intérêt pour le 100 % hors réseau. Cela supprime le levier des compagnies d’électricité et remet le contrôle des prix entre les mains du marché et des consommateurs.
Ce qui est intéressant, c’est qu’on commence maintenant à entendre dire que les compagnies d’électricité veulent utiliser les systèmes électriques « bâtiment entier » des particuliers et des bâtiments commerciaux comme secours du réseau lors des urgences de pointe, et qu’elles chercheraient à rendre obligatoire le raccordement au réseau même lorsqu’il n’est pas nécessaire.
J’écris consciencieusement à mes représentants pour leur dire que je refuse que la CPUC m’ordonne à quel prix je dois revendre mon électricité afin de maintenir le réseau en cas d’urgence, et que je me réserve le droit de facturer autant que le marché peut supporter.
En matière de dysfonctionnement, c’est assez texan, mais l’objectif est d’accélérer le déploiement de réseaux domestiques décarbonés, et évincer les compagnies d’électricité historiques contribue aussi à cet objectif.
Les batteries en sont la clé, et si l’auteur a raison et que nous pouvons atteindre des batteries à 1 $/kWh d’ici 2030, je suis heureux de penser que je pourrais vivre assez longtemps pour voir ça.
[1] J’ai l’air amer ? Qu’est-ce qui te fait dire ça :-)
J’aimerais entendre les prévisions d’ingénieurs, de scientifiques et de responsables des opérations du secteur
Ce texte se lit comme s’il avait été écrit par un expert de fauteuil qui réfléchit beaucoup aux batteries, mais qui est loin de fabriquer réellement l’avenir qu’il décrit
Les détails techniques comptent parfois, et les tendances de passage à l’échelle prévues ne sont pas inéluctables
Cela dit, l’argument central est raisonnable
Même si l’auteur n’est pas un expert technique pointu, il peut comprendre les exponentielles et extrapoler correctement
La croissance exponentielle finit toujours par s’arrêter, mais ce n’est pas en soi une raison de penser qu’elle s’arrêtera cette année
Les calculs au dos d’une serviette sur le sodium et le coût des batteries semblent au moins plausibles ; ils méritent donc d’être examinés sérieusement plutôt que balayés d’un revers de main au motif que l’auteur n’est pas ingénieur
L’auteur y retraçait l’augmentation de la vitesse de l’humanité sur 10 000 à 20 000 ans, en attribuant les gains à la domestication du cheval, aux clippers, aux locomotives à vapeur, aux automobiles, aux avions et aux fusées
Si l’on se place juste après Gagarine, l’humanité avait alors atteint 5 miles par seconde
Comme il avait fallu des millénaires pour passer de la course à pied à la domestication du cheval, alors qu’il ne s’était écoulé qu’environ 60 ans entre les frères Wright et Gagarine, l’auteur disait que l’accélération elle-même accélérait ; en extrapolant, il semblait évident qu’autour de l’an 2000 nous dépasserions la vitesse de la lumière avec quelque chose comme un moteur à distorsion
Bien sûr, le record de vitesse actuel date de 1968, à environ 7 miles par seconde, et même celui-là n’a plus été atteint depuis 1972. C’est la limite de l’extrapolation
C’est déjà arrivé. Les premiers informaticiens n’imaginaient pas les appareils que nous glissons aujourd’hui tous les jours dans nos poches sans y penser. C’était il y a à peine une génération ; pour quelqu’un qui a la moitié de mon âge, deux générations
Personnellement, je pense que le thème de ce siècle sera de rendre l’énergie durable et bon marché absurdement abondante, au point que nous nous demanderons ce que nous faisions avant et comment nous tenions
Il y a tellement de percées techniques qui convergent dans cette direction que cela arrivera ; la question est « quand », pas « si »
Le calendrier est incertain, mais pas extrêmement incertain. L’auteur extrapole quelques tendances sur un horizon assez court et il peut se tromper. Même avec un facteur 5 d’erreur, cela resterait dans un calendrier raisonnable
Je ne pense pas non plus qu’il se trompe à ce point. D’ici 2030-2035, le moteur à combustion interne et les combustibles fossiles seront finis
Ne pas utiliser des électrons très bon marché stockés dans des batteries très bon marché deviendra insensé. À $50/kWh, il n’y a plus à hésiter ; à $5/kWh, utiliser autre chose devient complètement anormal. Ce n’est « que » 10 fois mieux
Supposer que toute innovation s’arrête en 2024 et qu’il n’y ait plus de progrès technologique ensuite paraît naïf. Trop de choses bien financées et prometteuses sont en cours
Le point de vue opposé est que le progrès est acquis, et que même si certaines choses ralentissent, d’autres auxquelles nous n’avons pas encore pensé pourront combler les vides
D’ici 2030, on peut faire quelques estimations éclairées, et c’est à peu près ce que fait l’auteur
Une énergie propre et bon marché est transformatrice. La plupart des grands problèmes actuels sont directement ou indirectement limités par l’énergie
Rendre l’énergie bon marché compte. Un facteur 2 serait déjà bien, 10 fois mieux serait encore mieux, et nous pourrions voir un facteur 100 en quelques décennies. N’importe quel point entre les deux serait transformateur ; au-delà, c’est difficile à imaginer, mais pas impossible
Un jour, nous parviendrons peut-être à maîtriser la fusion nucléaire, et elle deviendra peut-être bon marché
Mais nous avons déjà une superbe centrale à fusion nucléaire en orbite : le Soleil, qui nous envoie plusieurs ordres de grandeur d’énergie de plus que ce dont nous avons réellement besoin
Nous apprenons à la récolter avec des panneaux solaires, et les plantes et les arbres ont compris le truc depuis longtemps
Cet article parle d’utiliser des batteries pour le stockage ; combinées, les deux choses donnent un très beau tableau
Le point essentiel du sodium-ion est qu’il n’utilise pas de matériaux rares ou spéciaux. Les matériaux sont bon marché et peu susceptibles de s’épuiser
De combien de TWh de batteries aurons-nous besoin ? Cela pourrait être des dizaines, des centaines, des milliers de TWh. La consommation actuelle d’électricité est d’environ 25 PWh par an, et ce chiffre va augmenter
Que pourrait-on faire avec 25 000 TWh de batteries ? La production annuelle dépassera bientôt 1 TWh, et la plupart de ces batteries dureront plusieurs décennies
25 PWh de batteries chargées représentent une quantité d’électricité énorme, et nous pourrions en avoir autant autour de nous d’ici quelques décennies
Sur la base des taux de croissance et des courbes d’expérience actuels, il prédit que les cellules de batterie atteindront $8/kWh en 2030. C’est stupéfiant
Il dit qu’en multipliant chaque année par 1,59 pendant 7 ans, l’ensemble des batteries augmente de 25 fois ; en réalité, il faut 8 ans, mais passons
En revanche, il présente cela comme 8 doublements, alors que 8 doublements représentent une multiplication par 256
Même avec une croissance annuelle de 100 %, il faudrait 9 ans ; avec 59 % par an, il faut environ 13 ans pour atteindre une multiplication par 256
Il semble aussi s’être trompé d’un cran sur la réduction des coûts. Si chaque doublement entraîne une baisse de 25 %, il faut 9 doublements pour descendre à 10 % du prix actuel
Il faut donc encore ajouter 1 à 2 ans pour atteindre $8
Cela reste intéressant de pouvoir atteindre $8/kWh vers 2040, surtout si les batteries au sodium peuvent physiquement devenir aussi bon marché et permettre de construire du stockage réseau pour plusieurs jours
Même en 2030, si l’on accepte l’affirmation de l’auteur selon laquelle le prix de 2023 était de $80/kWh, une baisse de près des deux tiers, jusqu’à $28/kWh, paraît possible
J’utilise 4 cellules LiFePO4 de 230 Ah en configuration 12 V pour faire tourner la nuit un blog alimenté par le solaire
Via un onduleur, je fais aussi fonctionner pendant plusieurs heures un environnement informatique de 90 W
J’aimerais que les gens réalisent à quel point ces cellules sont devenues bon marché, et à quel point il est réaliste de monter soi-même un système de stockage sur batterie
En ce moment, j’utilise un contrat d’électricité à tarif variable au lendemain / day-ahead, avec un prix qui change toutes les heures
Certains jours, il y a plusieurs heures où l’on me paie pour consommer de l’électricité, et c’est étonnant de voir à quel point l’éolien et le solaire sont abondants
C’est vraiment amusant de jouer avec l’API Tiber et Python pour charger un peu la batterie pendant les heures bon marché tout en gardant de la marge pour l’arrivée du solaire
Le coût des batteries lithium-ion de 50 Ah baisse et se rapproche d’un niveau où elles peuvent concurrencer les batteries au plomb des voitures à moteur thermique
Un constructeur automobile peut concevoir un système qui réchauffe la batterie après le démarrage jusqu’à une température permettant la charge, mais ce n’est pas aussi simple que d’installer simplement une batterie au plomb
Je ne sais pas à quel point il serait facile de concevoir une batterie LiFePO4 adaptée à cet usage
Je comprends pourquoi ils utilisent du 12 V, mais je ne sais pas pourquoi ce n’est pas une batterie lithium 12 V
Mais les batteries au lithium ne se recyclent pas, et dire qu’on y est « presque » ou que « l’avenir est prometteur » revient encore une fois à « avancer vite et casser des choses »