Les batteries Li-ion pour l’automobile : un marché en pleine évolution

21/10/2017
Publication REE REE 2017-4
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2017-4:20598

Résumé

Les batteries Li-ion pour l’automobile :  un marché en pleine évolution

Auteurs

Transition énergétique : il est temps de redonner la priorité à l’électricité
Comment décarboner les transports lourds de marchandises ?
La RATP se met au vert
Autoconsommation : le débat ne fait que commencer
Un mix gazier 100 % renouvelable en 2050 : peut-on y croire ?
La fiscalité du carbone se renforce
Stratégie nationale bas carbone : les premiers indicateurs de résultats interpellent
Eoliennes flottantes : deux inaugurations importantes mais beaucoup d’incertitudes demeurent
Vers un cluster de l’hydrogène dans la région de Liverpool-Manchester
Les batteries Li-ion pour l’automobile : un marché en pleine évolution
Mobileye et le Road Experience Management (REMTM)
La cyber-sécurité dans les systèmes d'automatisme et de contrôle de procédé
Les applications industrielles et scientifiques des logiciels libres : aperçu général
Les applications industrielles des logiciels. libres
Les applications industrielles des logiciels libres (2ème partie)
L'identification par radiofréquence (RFID) Techniques et perspectives
La cyber-sécurité des automatismes et des systèmes de contrôle de procédé. Le standard ISA-99
Êtes-vous un « maker » ?
Entretien avec Bernard Salha
- TensorFlow, un simple outil de plus ou une révolution pour l’intelligence artificielle ?
Donald Trump annonce que les Etats-Unis se retirent de le l’accord de Paris
L’énergie et les données
Consommer de l’électricité serait-il devenu un péché ?
Un nouveau regard sur la conjecture de Riemann – Philippe Riot, Alain Le Méhauté
Faut-il donner aux autorités chargées du respect de la loi l’accès aux données chiffrées ?
Cybersécurité de l’Internet des objets : même les ampoules connectées pourraient être attaquées
L’Internet des objets - Deux technologies clés : les réseaux de communication et les protocoles (Partie 2)
ISA L’évolution des normes et des modèles
FIEEC - SEE - Présentation SEE et REE - mars 2014
Les radiocommunications à ondes millimétriques arrivent à maturité
L’Internet des objets - Deux technologies clés : les réseaux de communication et les protocoles (Partie 1)
Internet des objets : l’ARCEP et l’ANFR mettent à la consultation l’utilisation de nouvelles bandes de fréquence autour de 900 MHz
L’énergie positive
Controverses sur le chiffrement : Shannon aurait eu son mot à dire
La cyberattaque contre les réseaux électriques ukrainiens du 23 décembre 2015
Le démantèlement des installations nucléaires
L’Accord de Paris
Les data centers
L’hydrogène
Le piégeage et la récolte de l’énergie. L’energy harvesting
Régalez-vous, c’est autant que les Prussiens n’auront pas...
Le kWh mal traité Deuxième partie : le contenu en CO2 du kWh
Le kWh mal traité
Enova2014 - Le technorama de la REE
Les grands projets solaires du pourtour méditerranéen
Après Fukushima, le nucléaire en question ?
On sait désormais stocker les photons pendant une minute
Identification d’objet par imagerie fantôme utilisant le moment orbital angulaire
La découverte du boson de Higgs, si elle est avérée, confirmera le modèle standard
Multiplexage par moment angulaire orbital : mythe ou réalité ?
Supercalculateur quantique: le choix de la supraconductivité
Photovoltaïque : la course au rendement se poursuit
Production d’hydrogène par photolyse de l’eau assistée par résonance plasmon
Vers une meilleure compréhension du bruit de scintillation
Les nombres premiers en première ligne
La nouvelle révolution des moteurs électriques
Les cyber-attaques, un risque pour nos grandes infrastructures ?
Le stockage de l’électricité
Le véhicule électrique (2) : comment donner corps à la transition énergétique ?
L'automatisation des transports publics
Les technologies nouvelles de l’éclairage : leur impact sur l'environnement et la santé
Les énergies marines renouvelables
Le véhicule électrique : une grande cause nationale
Médaille Ampère 2012
Berges2009_Hauet.pdf
Prix Bergès 2009

Métriques

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20 ZREE N°4/2017 Les batteries li-ion constituent le composant stratégique dont dépend le développement du véhicule électrique. On attend des batteries davantage de capacité pour plus d’auto- nomie, une durée de vie toujours plus longue et un prix de revient beaucoup plus compétitif qu’il ne l’est actuellement. Il semble bien que ceux qui ont misé sur le développement du véhicule électrique soient en passe de gagner leur pari. Tous les constructeurs intègrent à présent dans leur gamme des vé- hicules électriques ou hybrides rechargeables avec des batte- ries dont la capacité est en train de passer de 30/40 kWh à 60 voire 80 kWh. On annonce ainsi, pour les véhicules mis en service dans les toutes prochaines années, une autonomie de 400 voire 500 km, même si ces chiffres doivent être pris avec prudence, compte tenu de leur sensibilité aux conditions de conduite. Libéré de son étiquette de véhicule de proximité, la voiture électrique pourrait ainsi devenir le véhicule de Monsieur tout-le-monde et plusieurs responsables gouvernementaux, en Norvège, en Ecosse, en Chine et tout récemment en France, ont annoncé la fin du véhicule thermique à l’horizon 2030/2040. Cette transition historique majeure est plausible mais, après que le problème de la capacité des batteries et de celui de leur fiabilité ont été réglés (la durée de vie des batteries est souvent garantie pour huit ans à présent), il reste deux problèmes essentiels à résoudre : s CELUI DES INFRASTRUCTURES DE RECHARGE AlN DE PERMETTRE lorsque cela est nécessaire, une recharge rapide des batte- RIESSANSMETTREÌMALLERÏSEAUÏLECTRIQUE s CELUIDUPRIXDEREVIENT LECOßTDESBATTERIESOBÏRANTENCORE de façon excessive le prix des véhicules et nécessitant une aide substantielle des pouvoirs publics dans tous les pays (jusqu’à 10 000 F d’aides de l’Etat en France, auxquelles peuvent s’ajouter des aides régionales) La question des infrastructures de recharge est discutée dans l’un des dossiers de la présente REE. Quant au prix des BATTERIES "LOOMBERG.EW%NERGY&INANCE".%& APUBLIÏ en juillet 2017 les résultats d’une étude qui semble montrer que la trajectoire du prix des batteries Li-ion est fortement orientée à la baisse et que l’on assiste à un phénomène d’évolution similaire à celui que l’on a connu avec les écrans plats et les panneaux photovoltaïques. On constate tout d’abord que le prix des batteries Li-ion a fortement décru au cours des dernières années, passant, pour les packs, de 1 000 $/kWh en 2010 à 273 $/kWh en 2016 (figure 1). Cette évolution est due aux améliorations technologiques et aux économies d’échelle. Aujourd’hui, les capacités de production installées dans le monde sont excédentaires. Elles atteignent 103 GWh pour une demande évaluée aux environs de 25 GWh (figure 2). La pression sur les prix va donc demeurer intense alors que de nouveaux progrès technologiques sont attendus. Figure 1 : Evolution du prix moyen des batteries Li-ion depuis 2010 (cellules et packaging) – Source : BNEF (2017). Figure 2 : Capacités de production installées dans le monde en Q1 2017. Source : BNEF (2017). ACTUALITÉS Les batteries Li-ion pour l’automobile : un marché en pleine évolution REE N°4/2017 Z 21 ".%&ESTIMEQUEDICI LEPRIXDUPACKDEBATTERIE,I
ION de première monte pourrait tomber aussi bas que 74 $/kWh pour des batteries fabriquées en Corée (figure 3). Cette évolution très marquée permettra au marché du vé- hicule électrique de se développer. La part des batteries dans le prix des véhicules pourrait ainsi passer de 45 % environ en 2017 à 18 % en 2030, ce qui permettrait aux véhicules électriques d’être compétitifs sans subvention par rapport aux véhicules thermiques dès 2025 (figure 4). L’évolution du prix des batteries, si elle se confirme aura un effet très important sur la demande. Pour les seuls véhicules électriques, celle-ci pourrait atteindre 408 GWh/an en 2025 et 1 293 GWh/an en 2030. Mais la baisse du prix des batteries ouvrira la voie à de nouvelles applications, en particulier pour les dispositifs de stockage et de stabilisation sur les réseaux électriques, ce qui facilitera l’insertion des énergies renouve- lables intermittentes et permettra le développement de l’auto- CONSOMMATION0OURLESAPPLICATIONSENAVAL
COMPTEUR ".%& prévoit un marché de 200 GWh en 2030. "IEN ENTENDU UNE TELLE ÏVOLUTION POSE DES PROBLÒMES industriels. Un point clé est la maîtrise de la fabrication des séparateurs dont dépend la performance de la batterie et aussi sa sécurité. Des technologies de séparateurs étouffant les échauffements sont en développement. Par ailleurs, se pose la question de la disponibilité en matières premières nécessaires à la fabrication des bat- teries. On pense en premier lieu au lithium mais celui-ci semble assez largement répandu dans le monde, au Chili, EN"OLIVIEETEN!USTRALIENOTAMMENT,EPROBLÒMEDUCO- balt semble devoir être regardé avec plus d’attention car il s’agit d’un marché très étroit. D’ores et déjà, des fonds spéculatifs ont pris pied sur une partie des ressources. Il faut par ailleurs veiller à l’approvisionnement en terres rares (néodyme et dysprosium notamment) nécessaires à la fabrication des aimants permanents des moteurs. Le lecteur pourra se reporter sur ce point au dossier paru dans la REE 2014-5. Q JPH Figure 3 : Evolution prévisionnelle du coût des batteries fabriquées en Corée – Source : BNEF (2017) Figure 4 : Evolution de la part des batteries dans la structure du prix de revient d’un véhicule électrique de milieu de gamme aux Etats-Unis – En violet : courbe d’évolution du prix des véhicules thermiques – En milliers d’USD 2016 – Source : BNEF (2017). ACTUALITÉS