La nouvelle usine de batteries Panasonic de 4 milliards de dollars à De Soto, au Kansas, est conçue pour être un modèle de durabilité : il s’agit d’une usine entièrement électrique sans cheminée. Une fois terminé, le projet couvrira la taille de 48 terrains de football, emploiera 4 000 personnes et produira suffisamment de batteries avancées pour alimenter un demi-million de voitures électriques par an.
Mais il y a un piège, et il est de taille.
Même si l’usine fonctionnera la plupart du temps à l’énergie éolienne et solaire, les énergies renouvelables n’ont fourni que 34 % de l’électricité du service public local Evergy en 2023.
Dans une grande partie des États-Unis, les combustibles fossiles jouent toujours un rôle clé pour répondre à la demande en électricité. En fait, Evergy a demandé l’autorisation de prolonger la durée de vie d’une ancienne centrale électrique au charbon pour répondre à la demande croissante, notamment de la part de l’usine de batteries.
Avec mes étudiants du Wellesley College, j’ai suivi l’essor des investissements dans la fabrication d’énergie propre et la manière dont ces projets – notamment la fabrication de batteries, de panneaux solaires et d’éoliennes et leurs chaînes d’approvisionnement – s’intègrent au réseau électrique du pays.
L’usine de batteries du Kansas met en évidence les défis à venir à mesure que les États-Unis intensifient leur production de technologies d’énergie propre et s’éloignent des combustibles fossiles. Cela illustre également le potentiel de cette industrie pour accélérer la transition vers les énergies renouvelables à l’échelle nationale.
Le boom de la fabrication de technologies propres
Commençons par une bonne nouvelle.
Dans le seul secteur des batteries, les entreprises ont annoncé leur intention de construire 44 usines majeures ayant le potentiel de produire suffisamment de cellules de batterie pour alimenter plus de 10 millions de véhicules électriques par an en 2030.
C’est l’ampleur de l’engagement nécessaire si les États-Unis veulent lutter contre le changement climatique et respecter leurs nouvelles normes d’émissions automobiles annoncées en mars 2024.
Le défi : ces usines de batteries, et les véhicules électriques qu’elles équipent, vont nécessiter beaucoup d’électricité.
Selon une étude récente, produire suffisamment de cellules de batterie pour stocker 1 kilowattheure (kWh) d’électricité – soit suffisamment pour une autonomie de 2 à 4 miles dans un véhicule électrique – nécessite environ 30 kWh d’énergie de fabrication.
En combinant cette estimation et notre suivi, nous prévoyons qu’en 2030, la fabrication de batteries aux États-Unis nécessiterait environ 30 milliards de kWh d’électricité par an, en supposant que les usines fonctionnent à l’électricité, comme celle du Kansas. Cela équivaut à environ 2 % de toute l’électricité industrielle américaine utilisée en 2022.
L’énorme potentiel solaire de la ceinture de batteries
Un grand nombre de ces usines sont prévues dans une région du sud des États-Unis surnommée la « ceinture de batteries ». Le potentiel de l’énergie solaire est élevé dans une grande partie de la région, mais le réseau électrique l’utilise peu.
Notre suivi a révélé que les trois quarts de la capacité de fabrication de batteries se trouvent aujourd’hui dans des États où la production d’électricité renouvelable est inférieure à la moyenne. Et dans presque tous ces endroits, une demande accrue entraînera des émissions marginales plus élevées, car cette énergie supplémentaire provient presque toujours de combustibles fossiles.
Cependant, nous avons également suivi les fabricants de batteries qui s’engagent à alimenter leurs opérations de fabrication avec de l’électricité renouvelable, et les données laissent présager un avenir plus propre.
D’après nos calculs, la moitié des batteries seront fabriquées dans des usines qui se sont engagées à fournir au moins 50 % de leur demande d’électricité à partir de sources renouvelables d’ici 2030. Mieux encore, ces engagements sont concentrés dans les régions des États-Unis où les investissements sont à la traîne.
Certaines entreprises agissent déjà. Tesla construit le plus grand panneau solaire au monde sur le toit de son usine au Texas. LG s’est engagé à s’approvisionner en électricité solaire et hydroélectrique 100 % renouvelable pour sa nouvelle usine de cathodes au Tennessee. Et Panasonic prend des mesures pour atteindre zéro émission nette dans toutes ses usines, y compris la nouvelle du Kansas, d’ici 2030.
Des engagements accrus des entreprises peuvent contribuer à renforcer la demande de déploiement de l’énergie éolienne et solaire dans la ceinture émergente des batteries.
Ce que cela signifie pour la demande d’électricité aux États-Unis
La fabrication de toutes ces batteries et la recharge de tous ces véhicules électriques vont accroître la demande sur le réseau électrique. Mais ce n’est pas un argument contre les véhicules électriques. Tout ce qui se branche sur le réseau, qu’il s’agisse d’un véhicule électrique ou de l’usine qui fabrique ses batteries, devient plus propre à mesure que davantage de sources d’énergie renouvelables sont mises en ligne.
Cette transition est déjà en train de se produire. Bien que le gaz naturel domine la production d’électricité, en 2023, les énergies renouvelables ont fourni plus d’électricité que le charbon pour la première fois dans l’histoire des États-Unis. Le gouvernement prévoit qu’en 2024, 96 % de la nouvelle capacité de production d’électricité ajoutée au réseau sera sans combustible fossile, y compris les batteries. Ces tendances s’accélèrent, grâce aux incitations au déploiement d’énergies propres incluses dans la loi de 2022 sur la réduction de l’inflation.
Regarder vers l’avant
La grande leçon à retenir ici est que le défi au Kansas n’est pas l’usine de batteries, mais le réseau électrique de plus en plus vétuste.
À mesure que les investissements dans un avenir énergétique propre s’accélèrent, l’Amérique devra réorganiser une grande partie de son réseau électrique pour fonctionner avec de plus en plus d’énergies renouvelables et, simultanément, tout électrifier, des voitures aux usines en passant par les maisons.
Cela signifie qu’investir dans la modernisation, l’expansion et la décarbonisation du réseau électrique est aussi important que la construction de nouvelles usines ou le passage aux voitures électriques.
Les investissements dans la fabrication d’énergie propre joueront un rôle clé pour permettre cette transition : certaines des nouvelles batteries avancées seront utilisées sur le réseau, fournissant un stockage d’énergie de secours lorsque la production d’énergie renouvelable ralentit ou que la demande d’électricité est particulièrement élevée.
En janvier, Hawaï a remplacé sa dernière centrale électrique au charbon par un système de batteries avancé. Cela ne tardera pas à se produire également au Tennessee, au Texas et au Kansas.
