L'impact CO2 des batteries de stockage : un bilan nuancé, mais prometteur

L'évaluation de l'impact CO2 des batteries repose sur une analyse du cycle de vie (ACV), qui prend en compte les émissions à chaque étape : extraction des matières premières, production, utilisation et fin de vie. Selon les sources que nous avons analysées, l'impact carbone de la production des batteries LFP varie entre 55 et 178 kg de CO2-éq par kWh de capacité, avec une moyenne de 119 kg CO2-éq/kWh. À noter qu'une batterie n'est pas un stockage à usage unique : sa capacité de stockage sera utilisée plusieurs milliers de fois au cours de sa vie, ce qui impacte son bilan carbone global sur le long terme.

Plusieurs facteurs influencent ces émissions :

• L'origine de l'électricité utilisée pour la fabrication : ~ 40% de l’impact total lié à la production d’une batterie sont liés à l’électricité nécessaire pour sa fabrication. Une batterie produite en Chine, où le mix énergétique reste fortement carboné, a un impact plus élevé qu'une batterie produite en Europe.
• L'efficacité des cycles de charge/décharge : une batterie performante, capable d'accomplir plus de cycles tout en conservant un bon rendement, répartit mieux son impact initial sur sa durée de vie.
• La durée de vie : un bon usage, limitant les décharges profondes et les fortes variations de température, permet d'améliorer la durée de vie et donc de réduire l'impact par kWh stocké. L’amélioration de la qualité des cellules produites permet d’une façon générale d’augmenter le nombre de cycles qu’une batterie peut supporter avant un remplacement complet ou partiel des cellules. Alors qu’on parlait de 1’000 à 2’000 cycles il y a quelques années, on en évoque aujourd’hui de 5’000 à 10’000+.

L'étude estime que le stockage ajoute en moyenne 25,6 g CO2-éq par kWh d'électricité stocké, auxquels s’ajoute l’impact de base de la production électrique stockée. En stockant par exemple de l'électricité solaire photovoltaïque dont l’impact est d'environ 40 g CO2-éq/kWh, on arrive à un total de ~ 65 g CO2-éq/kWh (production + stockage). Pour comparaison, la moyenne par kWh électrique sur le réseau suisse est de 116 g CO2-éq/kWh (moyenne 2022-2023) et l’impact moyen d’une production par turbine à gaz est de 441 g CO2-éq/kWh. Ainsi, même en tenant compte du stockage, le bilan carbone de l'énergie solaire reste largement plus favorable que les sources fossiles et même que la moyenne annuelle du réseau électrique national suisse.

Un aspect important est aussi la baisse probable de l'impact carbone des batteries à l’avenir due aux facteurs suivants :

• L'amélioration du mix énergétique dans les pays producteurs, avec une part croissante d'énergies renouvelables.
• L'optimisation des procédés de fabrication, réduisant la consommation d'énergie et les déchets.
• Le recyclage des batteries, qui permet de réutiliser certains matériaux et de limiter l'impact de l'extraction.

Si l'impact CO2 des batteries de stockage est réel, il reste modéré par rapport aux bénéfices qu'elles apportent. Elles favorisent l'autoconsommation, contribuent à la stabilité du réseau et permettent une intégration accrue des énergies renouvelables. Avec les progrès technologiques et la décarbonation de leur production, leur empreinte carbone continuera de s'améliorer, renforçant leur pertinence dans la transition énergétique.

Sources :

1. Environmental Impact Analysis of Lithium Iron Phosphate Batteries for Energy Storage in China
2. Estimating the Environmental Impacts of Global Lithium-Ion Battery Supply Chain: A Temporal, Geographical, and Technological Perspective
3. Life Cycle Assessment of Stationary Storage Systems within the Italian Electric Network
4. Comparative Life Cycle Assessment of Different Lithium-Ion Battery Chemistries and Lead-Acid Batteries for Grid Storage Application

En tant que source d'information, le blog de Romande Energie offre une diversité d'opinions sur des thèmes énergétiques variés. Rédigés en partie par des indépendants, les articles publiés ne représentent pas nécessairement la position de l'entreprise. Notre objectif consiste à diffuser des informations de natures différentes pour encourager une réflexion approfondie et promouvoir un dialogue ouvert au sein de notre communauté.