Au cours des dernières années, les batteries lithium-phosphate de fer (LFP) se sont imposées comme la solution la plus pertinente grâce, notamment, à leur bonne rentabilité, leur sécurité et leur performance. Cette progression ne se limite pas aux véhicules électriques (VE) mais s'étend également aux systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS). Les caractéristiques uniques des batteries LFP et leur adoption dans différentes régions, y compris la Chine, l'Europe et l'Amérique du Nord, soulignent leur rôle central dans l'avenir des solutions de stockage d'énergie.
Bien que les batteries lithium-phosphate de fer (LiFePO4 ou LFP) soient présentes sur le marché depuis de longues années, ce n'est que dans la dernière décennie qu'elles se sont imposées sur le marché des batteries. La principale raison tient dans la sécurité et la stabilité inhérentes à la chimie des LFP. Contrairement à des technologies concurrentes comme le Nickel Manganèse Cobalt (NMC) ou le Nickel Cobalt Aluminium (NCA), les batteries LFP sont moins sujettes à l'emballement thermique et peuvent supporter des températures plus élevées sans risque de combustion. Cela les rend mieux adaptées aux applications exigeant des normes de sécurité élevées, telles que les systèmes de stockage d'énergie couplés à la production d’énergies renouvelables ou la stabilisation du réseau.
Les batteries LFP ont connu, depuis une dizaine d'années, une adoption significative, en particulier sur le marché des véhicules électriques (VE). La décision de Tesla d'intégrer des batteries LFP dans ses véhicules a marqué une étape importante, soulignant, de fait, la confiance croissante dans la technologie LFP. Cette tendance fut par la suite renforcée par plusieurs constructeurs automobiles et fabricants de batteries comme BYD et CATL, qui se sont également massivement tournés vers cette technologie et la production de batteries LFP. Enfin, les avancées technologiques comme le développement de variantes au lithium-manganèse-phosphate de fer (LMFP) devraient permettre d’améliorer la densité énergétique des batteries LFP tout en maintenant leurs avantages, notamment en termes de coût et de sécurité.
La rentabilité est, en outre, un autre avantage significatif des batteries LFP. En effet, celles-ci ne sont pas dépendantes du cobalt, matière première connue pour la volatilité de ses prix et les questions éthiques liées à son approvisionnement, mais utilisent du fer et du phosphate, matières premières bien plus abondantes et beaucoup moins chères. Cela se traduit par des coûts de production bien plus bas, faisant des batteries LFP une option économiquement attrayante pour les déploiements à grande échelle. Enfin, les batteries LFP ont généralement une durée de vie plus longue que les autres batteries lithium-ion, ce qui signifie moins de remplacements et des coûts inférieurs à long terme. Cette longévité est notamment cruciale pour la mobilité électrique et les BESS, où le coût de remplacement des batteries peut être prohibitif.
Initialement, les batteries LFP se concentraient sur des applications de niche avant que leur adoption dans le secteur de la mobilité électrique n'explose. Les fabricants chinois, en particulier, ont été à l'avant-garde de ce changement. Des entreprises comme BYD et CATL ont massivement investi dans la technologie LFP afin d’équiper leurs voitures électriques. La décision de Tesla d'utiliser des batteries LFP dans ses modèles Model 3 et Model Y n’a fait que renforcer la viabilité et l'attrait du marché pour cette technologie. Ce passage à la technologie LFP dans la mobilité électrique fut particulièrement motivé par l'équilibre qu'elle offre entre coût, sécurité et densité énergétique suffisante, faisant de cette technologie la solution idéale pour les véhicules produits en masse avec des exigences en matière d'autonomie moins importantes que pour les modèles haut de gamme.
Le marché des BESS s’est également converti rapidement à la technologie LFP. Le stockage d'énergie étant crucial pour gérer l'intermittence des sources d'énergies renouvelables telles que le solaire et l'éolien, les batteries LFP, avec leur longue durée de vie et leur niveau de sécurité élevé, se sont révélées parfaitement adaptées pour le stockage stationnaire. Elles peuvent stocker efficacement l'excès d'énergie généré pendant les périodes de forte production et injecter sur le réseau l’énergie ainsi créée pendant les périodes de forte consommation ou de production plus faible. Cette capacité est essentielle pour stabiliser le réseau et garantir une alimentation énergétique constante.
L’hégémonie de la technologie des LFP est particulièrement frappante en Chine, où les politiques et les incitations gouvernementales n’ont fait que renforcer cette technologie. L'accent mis par la Chine sur la réduction de la pollution de l'air et la transition vers les énergies renouvelables a conduit à un « boom » des marchés de la mobilité électrique et des BESS. Selon les données récentes, les batteries LFP représentent une part significative (60 à 70%) du marché des batteries en Chine, grâce aux géants nationaux comme CATL, BYD et Gotion, confirmant ainsi le rôle clé de la technologie LFP.
L'Europe connaît également un intérêt croissant pour la technologie LFP, notamment dans le secteur des BESS. Les objectifs climatiques ambitieux fixés par l'Union européenne et la volonté d’accroître la part des énergies renouvelables ont particulièrement stimulé la demande en solutions de stockage d'énergie. La sécurité, la durabilité, la longévité et la rentabilité de la technologie LFP en font une solution pertinente pour les projets de stockage à grande échelle. Cet attrait pour la technologie LFP est par ailleurs renforcé par les constructeurs automobiles européens qui investissent dans cette technologie en équipant leurs modèles électriques de batteries LFP.
En Amérique du Nord, l'adoption de la technologie LFP gagne également du terrain, même si celle-ci n’est pas aussi répandue qu'en Chine. L’adoption de cette technologie par le constructeur Tesla, ainsi que l’accroissement de la demande en BESS, participent à solidifier la position dominante de la technologie LFP. Cette trajectoire est en outre renforcée par les investissements croissants dans les infrastructures d'énergie renouvelable et les besoins de stabilité du réseau, qui entraîneront à terme une augmentation soutenue des besoins en BESS.
Les perspectives offertes par la technologie LFP semblent donc prometteuses. Les analystes prévoient une croissance soutenue tirée par la demande dans les secteurs de la mobilité électrique et des BESS, stimulée par les avancées technologiques et les économies d'échelle. Les recherches en cours pour améliorer la densité énergétique des batteries LFP pourraient en outre les rendre encore plus compétitives, ouvrant la porte à de nouvelles applications et augmentant ainsi leur part de marché.
Néanmoins, des défis subsistent. La principale limite actuelle des batteries LFP réside dans leur densité énergétique inférieure par rapport aux batteries NMC et NCA. Cela signifie que pour les usages nécessitant un stockage énergétique plus élevé dans un espace réduit, comme pour les voitures électriques par exemple, la technologie LFP peut ne pas être le meilleur choix. Enfin, l’approvisionnement en lithium, bien que stable, devra être intensifié pour répondre à une demande mondiale croissante.
Au cours des 18 derniers mois, le prix des cellules LFP a largement chuté de plus de 60%, atteignant environ 50 $/kWh en avril 2024. Cette baisse de coût souligne une compression notable entre coûts de fabrication et prix de marché. Pour les entreprises, une baisse des prix peut stimuler la demande, participant ainsi à accroître le marché des batteries LFP. Les entreprises qui seront en mesure de maintenir une production importante et de tirer parti des économies d'échelle pourront bénéficier d’un volume de vente accru, même si la réduction des marges entre les coûts de fabrication et les prix de vente risque de diminuer la rentabilité. Les fabricants devront donc continuer à innover pour réduire les coûts de production et améliorer l'efficacité des processus de production afin de maintenir leur viabilité financière.
La position dominante de la technologie LFP sur le marché mondial témoigne à la fois de la plus grande sécurité, de la bonne rentabilité et de la meilleure longévité de cette technologie. L’adoption croissante de cette solution technologique par divers secteurs et régions du monde souligne également le rôle crucial des batteries LFP dans la transition énergétique. Néanmoins, même si la technologie continue d'évoluer et que les dynamiques du marché changent, la technologie LFP reste bien positionnée pour conserver sa position dominante dans l’industrie des batteries en s’appuyant notamment sur la croissance de ses deux marchés principaux, la mobilité électrique et le stockage d'énergie, la généralisation de la technologie LFP soutenant non seulement les objectifs de décarbonisation mais aussi la promotion d'un avenir énergétique plus durable et résilient.
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