Le stockage de l’énergie, clé de la transition écologique en Europe

Dans le cadre de la transformation du modèle énergétique, le stockage de l’énergie se consolide comme un pilier fondamental pour la décarbonation en Europe. La nécessité d’intégrer efficacement les énergies renouvelables et de réduire la dépendance aux combustibles fossiles a poussé la Commission européenne à renforcer son engagement envers les technologies de batteries avancées. Cet automne et au premier trimestre de l’année prochaine, le programme Horizon Europe devrait allouer des ressources importantes à des projets visant à promouvoir la production de batteries avec des matériaux durables, des méthodes de fabrication efficaces et un stockage de longue durée.

Les données fournies par l’Association Européenne pour le Stockage de l’Énergie (EASE) soulignent l’importance cruciale de cette capacité. En 2023, plus de 10,1 gigawatts (GW) de stockage ont été installés, soit plus du double par rapport à l’année précédente. Cette augmentation est due à l’expansion des énergies renouvelables et aux investissements dans les infrastructures de stockage à l’échelle résidentielle et industrielle.

L’Allemagne est en tête de cette transition, avec plus de 500 000 systèmes de stockage domestique déployés en 2023, soutenus par la volatilité des prix de l’énergie et les politiques d’incitations. D’autres pays comme l’Espagne, en revanche, progressent à un rythme plus lent, ce qui pose des défis pour la cohésion du marché énergétique européen.

Autonomie stratégique dans les batteries

L’un des principaux défis pour l’UE est de réduire sa dépendance aux matières premières critiques pour la fabrication de batteries. Actuellement, l’Europe importe la majeure partie du lithium, du cobalt et du nickel nécessaires à la production de batteries lithium-ion. Selon l’Agence Internationale de l’Énergie (AIE), la demande mondiale pour ce dernier élément chimique pourrait augmenter 42 fois entre 2020 et 2040, ce qui accentue l’urgence de trouver des alternatives viables.

La Commission Européenne a fixé l’objectif que 40% de la capacité de raffinage des matières premières stratégiques soit réalisée au sein de l’UE. Pour cela, les prochains appels à projets sur les batteries dans le cadre d’Horizon Europe devraient favoriser le développement de processus de raffinage plus durables et la réutilisation des matériaux provenant du recyclage des batteries.

« L’Europe ne peut pas dépendre des chaînes d’approvisionnement externes pour un élément aussi stratégique que les batteries. Il est essentiel de renforcer la capacité de traitement et de recyclage à l’intérieur de nos frontières », indique Natxo de Marco, responsable du domaine d’expertise Énergie chez Zabala Innovation.

En outre, la recherche sur de nouvelles technologies de stockage, telles que les batteries sodium-ion, devrait contribuer à réduire la dépendance à ces matériaux. Ces batteries, encore en développement, pourraient offrir une alternative compétitive pour les applications de mobilité électrique et de stockage stationnaire, avec un impact environnemental réduit et des coûts de production plus faibles.

Stockage de longue durée

De plus, l’intermittence des énergies renouvelables nécessite des solutions de stockage capables d’assurer l’approvisionnement pendant des périodes prolongées. Actuellement, les batteries lithium-ion dominent le marché du stockage à court terme, mais leur capacité à fournir de l’énergie pendant plusieurs heures ou jours reste limitée. La Commission Européenne a identifié le besoin de développer des technologies capables de stocker de l’électricité pendant plus de 10 heures et même à une échelle saisonnière.

Dans ce domaine, les batteries à flux et d’autres technologies émergentes prennent de l’importance. « Le développement de batteries de longue durée sera essentiel pour l’intégration des renouvelables et la stabilité du système électrique. Il ne suffit pas de stocker de l’énergie pour quelques heures ; nous avons besoin de solutions qui garantissent l’approvisionnement pendant des jours de faible production éolienne ou solaire », explique De Marco.

Le plan RePowerEU, lancé en 2022, fixe un objectif de 200 GW de capacité installée en stockage d’ici 2030. Atteindre cet objectif nécessitera non seulement des avancées technologiques, mais aussi la suppression des barrières réglementaires et la création de marchés spécifiques pour les services de stockage.

Innovation et sécurité

Le développement de batteries plus sûres et plus efficaces est un autre axe stratégique de l’UE. Les batteries lithium-ion actuelles présentent des risques de surchauffe et de dégradation au fil du temps, ce qui limite leur durée de vie et leur fiabilité. Pour répondre à ces défis, la recherche sur les batteries à état solide et de nouveaux matériaux tels que les électrolytes céramiques vise à améliorer la sécurité et la durabilité de ces dispositifs.

En outre, des méthodologies avancées de tests et de simulation sont en développement pour accélérer la validation de nouvelles batteries sans nécessiter de longs cycles d’essais physiques. « Réduire les délais de développement et augmenter la fiabilité des batteries sera crucial pour la compétitivité du secteur européen. La combinaison des tests physiques avec des modèles virtuels permettra d’optimiser la performance et la sécurité avant la commercialisation », souligne De Marco.

Réforme du marché électrique

Au-delà du développement technologique, le cadre réglementaire jouera un rôle déterminant dans l’expansion du stockage énergétique en Europe. La réforme du marché électrique de l’UE, prévue pour 2027, obligera les États membres à établir des plans nationaux pour la flexibilité du système, avec des objectifs spécifiques pour le stockage d’énergie.

Des pays comme la France et l’Allemagne ont déjà commencé à introduire des enchères spécifiques pour encourager l’installation de batteries et d’autres solutions de stockage. L’Espagne, pour sa part, a lancé des programmes de soutien qui incluent des investissements dans le stockage, bien que le déploiement à grande échelle en soit encore à ses débuts.

« Le stockage énergétique se profile comme une pièce maîtresse de la transition écologique européenne. À mesure que la pénétration des énergies renouvelables dans le réseau augmente, le besoin de solutions de stockage efficaces ne fera que croître, et l’utilisation de batteries basées sur des matériaux recyclés ou même l’intégration de batteries de seconde vie provenant de véhicules électriques aura une place importante », souligne De Marco.

« Avec le soutien d’Horizon Europe et d’autres initiatives, l’UE cherche à construire un écosystème industriel robuste qui garantisse son autonomie énergétique et sa compétitivité sur le marché mondial », conclut-il.