Révolution du stockage d'énergie 2025 : batteries révolutionnaires, systèmes à gravité et hydrogène pour alimenter l'avenir

L’AIE prévoit que la capacité mondiale de stockage devra atteindre 1 500 GW d’ici 2030, soit une multiplication par 15 par rapport à aujourd’hui, les batteries représentant 90 % de cette expansion.
En 2024, le stockage d’énergie a connu une croissance record, annonçant une année 2025 encore plus importante dans les applications à l’échelle du réseau, résidentielles, industrielles, mobiles et expérimentales.
Les prix des batteries lithium-ion ont chuté d’environ 20 % en 2024 pour atteindre en moyenne 115 $/kWh, les packs pour véhicules électriques passant sous la barre des 100 $/kWh.
La capacité mondiale de fabrication de batteries a atteint 3,1 TWh, dépassant largement la demande et alimentant une concurrence féroce sur les prix entre fabricants.
Rongke Power a achevé l’installation d’une batterie à flux redox vanadium de 175 MW / 700 MWh à Ulanqab, en Chine, la plus grande batterie à flux au monde.
Energy Vault a déployé un système de stockage par gravité de 25 MW / 100 MWh à Rudong, en Chine, le premier déploiement de stockage par gravité à grande échelle hors pompage hydraulique.
Highview Power a annoncé un projet de stockage d’énergie à air liquide de 50 MW / 50 heures (2,5 GWh) à Hunterston, en Écosse, dans le cadre d’un déploiement plus large de la technologie LAES.
Le projet CAES Willow Rock d’Hydrostor en Californie est prévu à 500 MW / 4 000 MWh, soutenu par un investissement de 200 millions de dollars et une garantie de prêt du DOE américain de 1,76 milliard de dollars.
Le projet ACES Delta dans l’Utah vise à stocker jusqu’à 300 GWh d’énergie sous forme d’hydrogène dans des cavernes salines souterraines, en utilisant l’éolien et le solaire pour produire le gaz.
CATL prévoit le lancement en 2025 de sa batterie sodium-ion de deuxième génération avec des objectifs supérieurs à 200 Wh/kg, tandis que BYD a lancé des produits sodium-ion dont le conteneur Cube SIB contenant 2,3 MWh par unité.

Une nouvelle ère du stockage d’énergie

Le stockage d’énergie est au cœur de la transition vers l’énergie propre, permettant au solaire et à l’éolien de fournir de l’électricité à la demande. Une croissance record en 2024 a préparé le terrain pour une année 2025 encore plus importante, alors que les pays accélèrent le déploiement des batteries et autres solutions de stockage pour atteindre les objectifs climatiques woodmac.com. L’Agence internationale de l’énergie prévoit que la capacité mondiale de stockage devra atteindre 1 500 GW d’ici 2030, soit une multiplication par 15 par rapport à aujourd’hui – les batteries représentant 90 % de cette expansion enerpoly.com. Cette montée en puissance répond à des besoins urgents : équilibrer les réseaux face à la montée des renouvelables, fournir une réserve en cas d’événements climatiques extrêmes, et alimenter en continu les nouveaux véhicules électriques et usines. Des Tesla Powerwalls domestiques aux gigantesques barrages de pompage-turbinage, les technologies de stockage évoluent rapidement. Les marchés émergents, de l’Arabie Saoudite à l’Amérique latine, rejoignent les leaders établis (États-Unis, Chine, Europe) pour déployer le stockage à grande échelle woodmac.com. En résumé, 2025 s’annonce comme une année décisive pour l’innovation et le déploiement du stockage d’énergie, dans les applications à l’échelle du réseau, résidentielles, industrielles, mobiles et expérimentales.

Ce rapport explore toutes les principales formes de stockage d’énergie – batteries chimiques, systèmes mécaniques, stockage thermique et hydrogène – en mettant en avant les technologies les plus récentes, les avis d’experts, les dernières avancées et ce qu’elles signifient pour un avenir énergétique plus propre et plus résilient. Le ton est accessible et engageant, donc que vous soyez un lecteur occasionnel ou un passionné d’énergie, poursuivez votre lecture pour découvrir comment les nouvelles solutions de stockage alimentent notre monde (et découvrez lesquelles sont prêtes à décoller ensuite !).

Batteries lithium-ion : la championne incontestée

Les batteries lithium-ion restent le pilier du stockage d’énergie en 2025, dominant tout, des batteries de téléphones aux fermes de stockage à l’échelle du réseau. La technologie lithium-ion (Li-ion) offre une densité énergétique et une efficacité élevées, ce qui la rend idéale pour des applications nécessitant jusqu’à quelques heures de stockage. Les coûts ont chuté ces dernières années, aidant le Li-ion à conquérir les marchés : le prix moyen mondial des packs de batteries a baissé d’environ 20 % en 2024 à 115 $/kWh (avec des packs pour véhicules électriques passant même sous la barre des 100 $/kWh) energy-storage.news. Cette forte baisse – la plus importante depuis 2017 – est due à l’industrialisation, la concurrence sur le marché et le passage à des chimies moins coûteuses comme le LFP (lithium fer phosphate) energy-storage.news. Les batteries lithium fer phosphate, sans cobalt ni nickel, sont devenues populaires pour leur coût réduit et leur sécurité accrue, notamment dans les véhicules électriques et le stockage domestique, même si leur densité énergétique est légèrement inférieure à celle des cellules NMC à forte teneur en nickel.

Principales tendances 2024–2025 pour le Li-ion :

Plus grand et moins cher : D’énormes investissements dans les gigafactories (par exemple Northvolt en Suède energy-storage.news) et les géants chinois des batteries ont augmenté l’offre. La capacité mondiale de fabrication de batteries (3,1 TWh) dépasse désormais largement la demande, faisant baisser les prix energy-storage.news. Les analystes du secteur notent une concurrence féroce sur les prix – « les petits fabricants subissent une pression pour baisser les prix des cellules afin de gagner des parts de marché », explique Evelina Stoikou de BloombergNEF energy-storage.news.
Sécurité et réglementation : Les incendies de batteries très médiatisés ont mis l’accent sur la sécurité. De nouvelles réglementations, comme le Règlement européen sur les batteries (entrée en vigueur en 2025), imposent des batteries plus sûres et plus durables enerpoly.com. Cela stimule les innovations dans les systèmes de gestion des batteries et les conceptions résistantes au feu. Comme l’a noté un expert du secteur, « La sécurité incendie des batteries est devenue une priorité essentielle, compliquant considérablement le processus d’autorisation… l’industrie s’oriente vers des technologies de batteries plus sûres » enerpoly.com.
Recyclage et chaîne d’approvisionnement : Pour répondre aux enjeux de durabilité et de sécurité d’approvisionnement, les entreprises développent le recyclage des batteries (par exemple Redwood Materials, Li-Cycle) et utilisent des matériaux issus de sources éthiques. De nouvelles règles européennes imposent également l’utilisation de contenu recyclé dans les batteries enerpoly.com. En réutilisant le lithium, le nickel, etc., et en développant des chimies alternatives évitant le cobalt rare, l’industrie vise à réduire les coûts et l’impact environnemental.
Cas d’utilisation : Le Li-ion est partout – les batteries résidentielles (comme Tesla Powerwall et LG RESU) permettent aux foyers de décaler l’utilisation de l’énergie solaire et d’assurer une alimentation de secours. Les systèmes commerciaux et industriels sont installés pour réduire les frais liés aux pics de demande. Les fermes de batteries à l’échelle du réseau, souvent situées à proximité de centrales solaires ou éoliennes, aident à lisser la production et à répondre aux pics de consommation en soirée. Notamment, la Californie et le Texas ont chacun déployé plusieurs gigawatts de stockage Li-ion pour renforcer la fiabilité du réseau. Ces systèmes de 1 à 4 heures excellent par leur réponse rapide et leur capacité de cyclage quotidien, fournissant des services comme la régulation de fréquence et la réduction des pics. Cependant, pour les durées plus longues (plus de 8 heures), le Li-ion devient moins économique en raison de l’augmentation des coûts – ouvrant la voie à d’autres technologies energy-storage.news.

Avantages : Rendement élevé (~90 %), réponse rapide, baisse rapide des coûts, performance éprouvée (plusieurs milliers de cycles) et polyvalence, des petites cellules aux grands conteneurs enerpoly.com.

Limitations : Matières premières limitées (lithium, etc.) avec des risques liés à la chaîne d’approvisionnement, risque d’incendie/d’emballement thermique (atténué par la chimie LFP et les systèmes de sécurité), et contraintes économiques au-delà de ~4–8 heures de durée (où des solutions de stockage alternatives peuvent être moins chères) energy-storage.news. De plus, les performances du Li-ion peuvent se dégrader en cas de froid extrême, bien que de nouveaux ajustements de chimie (comme l’ajout de silicium ou l’utilisation d’anodes en titanate de lithium) et les hybrid packs visent à améliorer cela.

« Les batteries lithium-ion restent idéales pour les applications de courte durée (1–4 heures), mais leur rentabilité diminue pour un stockage plus long, ce qui offre une opportunité à l’émergence de technologies alternatives », note une récente analyse sectorielle enerpoly.com. En d’autres termes, la domination du Li-ion se poursuit en 2025, mais next-generation batteries are waiting in the wings pour pallier ses faiblesses.

Au-delà du lithium : percées des batteries de nouvelle génération

Bien que le Li-ion soit en tête aujourd’hui, une vague de next-generation battery technologies arrive à maturité – promettant une densité énergétique supérieure, une durée plus longue, des matériaux moins coûteux ou une sécurité accrue. 2024–2025 a vu des avancées majeures dans ces chimies alternatives :

Batteries à électrolyte solide (batteries lithium-métal)

Les batteries à électrolyte solide remplacent l’électrolyte liquide des cellules Li-ion par un matériau solide, permettant l’utilisation d’une anode en lithium métal. Cela pourrait augmenter considérablement la densité énergétique (pour des véhicules électriques à plus grande autonomie) et réduire le risque d’incendie (les électrolytes solides sont ininflammables). Plusieurs acteurs ont fait la une :

Toyota a annoncé une « percée technologique » et a accéléré le développement de batteries à électrolyte solide, visant à lancer des batteries EV à électrolyte solide d’ici 2027–2028 electrek.co electrek.co. Toyota affirme que sa première voiture à batterie à électrolyte solide pourra se recharger en 10 minutes et offrir 750 miles (1 200 km) d’autonomie, avec une charge à 80 % en ~10 min electrek.co. « Nous lancerons des véhicules électriques avec des batteries à électrolyte solide dans quelques années… un véhicule qui se rechargera en 10 minutes, offrant 1 200 km d’autonomie, » a déclaré Vikram Gulati, cadre chez Toyota electrek.co. Cependant, la production de masse n’est pas attendue avant 2030 en raison de défis de fabrication electrek.co.
QuantumScape, Solid Power, Samsung et d’autres développent également des cellules à électrolyte solide. Les prototypes montrent une densité énergétique prometteuse (peut-être 20 à 50 % supérieure à celle du Li-ion actuel) et une bonne durée de vie, mais le passage à l’échelle industrielle est difficile. Avis d’expert : Les batteries à électrolyte solide sont « potentiellement révolutionnaires » mais il est probable qu’elles n’auront pas d’impact sur le marché grand public avant la fin des années 2020 electrek.co.

Avantage : Densité énergétique plus élevée (véhicules électriques plus légers avec plus d’autonomie), sécurité améliorée (moins de risque d’incendie), recharge potentiellement plus rapide.
Limites : Coûteuses et complexes à fabriquer à grande échelle ; des matériaux comme les électrolytes solides résistants aux dendrites sont encore en cours d’optimisation. Les calendriers commerciaux restent à 3–5 ans, donc 2025 sera davantage consacré aux prototypes et aux lignes pilotes qu’au déploiement de masse.

Batteries lithium-soufre

Les batteries lithium-soufre (Li-S) représentent un bond en avant dans le stockage d’énergie en utilisant du soufre ultra-léger à la place des oxydes métalliques lourds pour la cathode. Le soufre est abondant, peu coûteux et peut théoriquement stocker beaucoup plus d’énergie par poids – permettant des cellules avec jusqu’à 2x la densité énergétique du Li-ion lyten.com. Le problème a été la faible durée de vie (le phénomène de « navette polysulfure » causant la dégradation). En 2024, le Li-S a fait de grands progrès vers la commercialisation :

La startup américaine Lyten a commencé à expédier des cellules prototypes lithium-soufre de 6,5 Ah à des constructeurs automobiles, dont Stellantis, pour des tests lyten.com. Ces « échantillons A » de batteries Li-S sont évalués pour les véhicules électriques, les drones, l’aérospatiale et les usages militaires lyten.com. La technologie Li-S de Lyten utilise un graphène 3D propriétaire pour stabiliser le soufre. L’entreprise affirme que ses cellules pourraient atteindre 400 Wh/kg (environ le double d’une batterie de VE classique) et être produites sur les lignes de fabrication Li-ion existantes lyten.com.
La directrice technique batteries de Lyten, Celina Mikolajczak, explique l’intérêt : « L’électrification de masse et les objectifs de neutralité carbone exigent des batteries à plus haute densité énergétique, plus légères et moins coûteuses, pouvant être entièrement approvisionnées et fabriquées à grande échelle à partir de matériaux locaux abondants. C’est la batterie lithium-soufre de Lyten. » lyten.com En d’autres termes, le Li-S pourrait éliminer les métaux coûteux – le soufre est bon marché et largement disponible, et aucun nickel, cobalt ou graphite n’est nécessaire dans la conception de Lyten lyten.com. Cela permettrait une empreinte carbone 65 % inférieure à celle du Li-ion et réduirait les préoccupations liées à la chaîne d’approvisionnement lyten.com.
Ailleurs, des chercheurs (par exemple à l’Université Monash en Australie) ont présenté des prototypes Li-S améliorés, démontrant même des cellules Li-S à charge ultra-rapide pour les camions électriques longue distance techxplore.com. Des entreprises comme OXIS Energy (aujourd’hui disparue) et d’autres ont ouvert la voie, et plusieurs initiatives visent désormais une commercialisation du Li-S d’ici le milieu/la fin des années 2020.

Avantage : Densité énergétique extrêmement élevée (batteries plus légères pour véhicules ou aéronefs), matériaux à faible coût (soufre), et aucune dépendance aux métaux rares.
Limitations : Historiquement, une faible durée de vie des cycles (bien que de nouveaux designs revendiquent des progrès), et une efficacité moindre. Les batteries Li-S ont également une densité volumétrique plus faible (elles prennent plus de place) et serviront probablement d’abord des besoins de niche à haute densité (drones, aviation) avant de remplacer les batteries pour véhicules électriques. Calendrier prévu : Les premières batteries Li-S pourraient être utilisées de façon limitée dans l’aérospatiale ou la défense d’ici 2025–2026 lyten.com, avec une adoption commerciale plus large dans les véhicules électriques plus tard si les problèmes de durabilité sont entièrement résolus.

Batteries sodium-ion

Les batteries sodium-ion (Na-ion) sont apparues comme une alternative intéressante pour certaines applications, tirant parti du faible coût et de l’abondance du sodium (issu du sel commun) à la place du lithium. Bien que les cellules sodium-ion stockent un peu moins d’énergie par poids que les Li-ion, elles offrent d’importants avantages en termes de coût et de sécurité qui ont suscité un développement intense, notamment en Chine. Parmi les récentes avancées :

CATL (Contemporary Amperex Technology Co.), le plus grand fabricant de batteries au monde, a dévoilé sa batterie sodium-ion de deuxième génération fin 2024, censée dépasser 200 Wh/kg de densité énergétique (contre ~160 Wh/kg pour la première génération) ess-news.com. Le scientifique en chef de CATL, le Dr Wu Kai, a déclaré que la nouvelle batterie Na-ion sera lancée en 2025, bien que la production de masse augmentera plus tard (prévue d’ici 2027) ess-news.com. Notamment, CATL a même développé un pack batterie hybride (appelé “Freevoy”) combinant des cellules sodium-ion et lithium-ion pour exploiter les atouts de chaque technologie ess-news.com. Dans ce design, le sodium-ion gère les conditions de froid extrême (maintient la charge jusqu’à -30 °C) et permet une charge rapide, tandis que le Li-ion fournit une densité énergétique de base plus élevée ess-news.com. Ce pack hybride, destiné aux véhicules électriques et hybrides rechargeables, peut offrir plus de 400 km d’autonomie et une charge rapide 4C, en utilisant les cellules sodium-ion pour permettre un fonctionnement dans des environnements à -40 °C ess-news.com.
BYD, un autre géant chinois des batteries/VE, a annoncé en 2024 que sa technologie sodium-ion a réduit les coûts suffisamment pour égaler les coûts du lithium fer phosphate (LFP) d’ici 2025, et pourrait être 70 % moins chère que le LFP à long terme ess-news.com. BYD a lancé la construction d’une usine de batteries sodium de 30 GWh et, fin 2024, a lancé ce qu’elle a appelé le premier système de stockage d’énergie (ESS) à batterie sodium-ion haute performance au monde ess-news.com. Le conteneur “Cube SIB” de BYD contient 2,3 MWh par unité (environ la moitié de l’énergie d’un conteneur Li-ion équivalent, en raison d’une densité énergétique plus faible)ess-news.com. Il doit être livré en Chine d’ici le troisième trimestre 2025 avec un prix par kWh similaire à celui des batteries LFP ess-news.com. BYD met en avant la performance supérieure du sodium-ion par temps froid, sa longue durée de vie et sa sécurité (pas de lithium signifie moins de risque d’incendie) ess-news.com.
Point de vue de l’industrie : Robin Zeng, PDG de CATL, a prédit avec audace que les batteries sodium-ion pourraient « remplacer jusqu’à 50 % du marché des batteries lithium fer phosphate » à l’avenir ess-news.com. Cela reflète la confiance que le Na-ion prendra une grande part du stockage stationnaire et des VE d’entrée de gamme, où les exigences de densité énergétique sont modestes mais où le coût est primordial. Parce que le sodium est bon marché et abondant, et que les cellules Na-ion peuvent utiliser de l’aluminium (moins cher que le cuivre) pour les collecteurs de courant, le coût des matières premières est nettement inférieur à celui du Li-ion ess-news.com ess-news.com. De plus, la chimie sodium-ion présente intrinsèquement une excellente tolérance aux basses températures et peut être chargée en toute sécurité à 0V pour le transport, ce qui simplifie la logistique.

Avantage : Coût faible et matériaux abondants (pas de lithium, cobalt ou nickel), sécurité améliorée (formulations d’électrolyte non inflammables, risque réduit d’emballement thermique), bonnes performances par temps froid et potentiel de longue durée de vie. Idéal pour le stockage stationnaire à grande échelle et les VE abordables.
Limitations : Une densité énergétique plus faible (~20–30 % de moins que le Li-ion) signifie des batteries plus lourdes pour la même charge – convenable pour le stockage sur réseau, un compromis mineur pour les voitures urbaines, mais moins adapté aux véhicules longue distance à moins d’améliorations. De plus, l’industrie du Na-ion commence tout juste à monter en puissance ; la fabrication mondiale et les chaînes d’approvisionnement auront besoin de quelques années pour arriver à maturité. Surveillez les déploiements pilotes en 2025–2026 (la Chine devrait mener la danse) et les premiers appareils alimentés au Na-ion (possiblement certains modèles de VE chinois ou vélos électriques utilisant du Na-ion d’ici 2025).

Batteries à flux (vanadium, fer, et autres)

Les batteries à flux stockent l’énergie dans des réservoirs d’électrolytes liquides, qui sont pompés à travers une pile de cellules pour charger ou décharger. Elles dissocient l’énergie (taille du réservoir) de la puissance (taille de la pile), ce qui les rend particulièrement adaptées au stockage longue durée (8+ heures) avec une longue durée de vie en cycles. Le type le plus établi est la batterie à flux redox au vanadium (VRFB), et 2024 a marqué une étape importante : le plus grand système de batterie à flux au monde a été achevé en Chine energy-storage.news.

Projet record en Chine : Rongke Power a terminé une installation de batterie à flux au vanadium de 175 MW / 700 MWh à Ulanqab (Wushi), en Chine – actuellement la plus grande batterie à flux au monde energy-storage.news. Ce système massif d’une durée de 4 heures fournira stabilité au réseau, écrêtage des pics et intégration des énergies renouvelables au réseau local energy-storage.news. Les experts du secteur ont souligné l’importance : « 700 MWh, c’est une grosse batterie – quelle que soit la technologie. Malheureusement, des batteries à flux de cette taille ne se font qu’en Chine, » a déclaré Mikhail Nikomarov, un vétéran du secteur des batteries à flux energy-storage.news. En effet, la Chine soutient agressivement les projets de batteries à flux au vanadium ; Rongke Power avait déjà construit une VRFB de 100 MW / 400 MWh à Dalian (mise en service en 2022) energy-storage.news. Ces projets montrent que les batteries à flux peuvent passer à des centaines de MWh, offrant du stockage d’énergie longue durée (LDES) avec la capacité d’effectuer des tâches comme la reprise noire pour le réseau (comme démontré à Dalian) energy-storage.news.
Avantages des batteries à flux : Elles peuvent généralement effectuer des dizaines de milliers de cycles avec une dégradation minimale, offrant des durées de vie de plus de 20 ans. Les électrolytes (vanadium en solution acide pour les VRFB, ou d’autres chimies comme le fer, le zinc-brome ou des composés organiques dans les nouveaux modèles à flux) ne sont pas consommés lors du fonctionnement normal, et il n’y a aucun risque d’incendie. Cela rend la maintenance plus simple et la sécurité très élevée.
Développements récents : En dehors de la Chine, des entreprises comme ESS Inc (États-Unis) développent des batteries à flux de fer, tandis que d’autres explorent des systèmes à flux à base de zinc. L’Australie et l’Europe ont vu des projets modestes (de l’ordre de plusieurs MWh). Un défi reste le coût initial plus élevé – « les batteries à flux ont encore un CAPEX bien plus élevé que le lithium-ion, qui domine aujourd’hui le marché » energy-storage.news. Mais pour de longues durées (8 à 12 heures ou plus), les batteries à flux peuvent devenir compétitives en coût par kWh stocké, car augmenter le volume des réservoirs est moins cher que d’empiler plus de modules Li-ion. Les gouvernements et les services publics intéressés par le stockage multi-heures pour le décalage nocturne ou sur plusieurs jours des renouvelables financent désormais des projets pilotes de batteries à flux comme solution LDES prometteuse.

Avantage : Excellente durabilité (pas de perte de capacité sur des milliers de cycles), sécurité intrinsèque (aucun risque d’incendie et peut être laissée totalement déchargée sans dommage), capacité énergétique facilement évolutive (il suffit d’agrandir les réservoirs pour plus d’heures), et utilisation de matériaux abondants (surtout pour les batteries à flux de fer ou organiques). Idéal pour le stockage stationnaire de longue durée (de 8 heures à plusieurs jours) et les cycles fréquents avec une longue durée de vie.
Limites : Faible densité énergétique (adapté uniquement à un usage stationnaire – les réservoirs de liquide sont lourds et encombrants), coût initial par kWh plus élevé que le Li-ion pour de courtes durées, et la plupart des chimies nécessitent une manipulation précautionneuse d’électrolytes corrosifs ou toxiques (l’électrolyte au vanadium est acide, le zinc-brome utilise du brome dangereux, etc.). De plus, les batteries à flux ont généralement un rendement aller-retour plus faible (~65–85% selon le type) contre ~90% pour le Li-ion. En 2025, les batteries à flux sont un segment de niche mais en croissance, avec la Chine en tête du déploiement. On peut s’attendre à une amélioration continue du rendement des piles et des coûts ; de nouvelles chimies (comme les batteries à flux organiques utilisant des molécules écologiques ou les systèmes hybrides flux-condensateur) sont en R&D pour élargir l’attrait.

Autres batteries émergentes (zinc, fer-air, etc.)

Au-delà de ce qui précède, plusieurs technologies de batteries « joker » sont en développement ou en phase de démonstration précoce :

Batteries à base de zinc : Le zinc est bon marché et sûr. En dehors des cellules à flux zinc-brome, il existe des batteries au zinc statiques comme les batteries zinc-ion (électrolyte à base d’eau) et les batteries zinc-air (qui produisent de l’électricité en oxydant le zinc avec l’air). L’entreprise canadienne Zinc8 et d’autres ont travaillé sur le stockage zinc-air pour le réseau électrique (capable de stocker de l’énergie pendant plusieurs heures à plusieurs jours), mais les progrès ont été lents et Zinc8 a rencontré des difficultés financières en 2023–2024. Une autre entreprise, Eos Energy Enterprises, déploie des batteries à cathode hybride au zinc (une batterie aqueuse au zinc) pour un stockage de 3 à 6 heures ; cependant, elle a rencontré des problèmes de production. Les batteries au zinc présentent généralement un faible coût et une absence d’inflammabilité, mais peuvent souffrir de la formation de dendrites ou d’une perte d’efficacité. 2025 pourrait voir l’apparition de conceptions au zinc améliorées (avec des additifs et de meilleures membranes) qui pourraient offrir une alternative moins coûteuse au lithium-ion pour le stockage stationnaire si la montée en échelle réussit.
Batteries fer-air : Une nouvelle « batterie à rouille » développée par la startup américaine Form Energy a fait la une comme solution de 100 heures d’autonomie pour le réseau. Les batteries fer-air stockent l’énergie en faisant rouiller des granulés de fer (charge) puis en retirant la rouille (décharge), soit un cycle d’oxydoréduction contrôlé energy-storage.news. La réaction est lente, mais incroyablement bon marché – le fer est abondant et la batterie peut fournir de l’énergie sur plusieurs jours à faible coût, bien que son rendement soit faible (~50–60 %) et sa réponse lente. En août 2024, Form Energy a lancé la construction de son premier projet pilote sur le réseau : un système fer-air de 1,5 MW / 1500 MWh (100 heures) avec Great River Energy dans le Minnesota energy-storage.news. Le projet sera mis en service fin 2025 et évalué sur plusieurs années energy-storage.news. Form prévoit également des systèmes plus grands, comme une installation de 8,5 MW / 8 500 MWh dans le Maine soutenue par le DOE américain energy-storage.news. Ces batteries fer-air se chargent pendant de nombreuses heures lorsque l’énergie renouvelable est excédentaire (par exemple, les jours de vent) puis peuvent se décharger en continu pendant plus de 4 jours si besoin. Le PDG de Form Energy, Mateo Jaramillo, imagine que cela permettra de faire fonctionner les renouvelables comme une énergie de base : cela « permet aux énergies renouvelables de servir de ‘base’ pour le réseau » en couvrant les longues périodes sans vent ni soleil energy-storage.news. Le responsable de Great River Energy, Cole Funseth, a ajouté : « Nous espérons que ce projet pilote nous aidera à ouvrir la voie au stockage sur plusieurs jours et à une éventuelle expansion à l’avenir. » energy-storage.news
- Avantage : Autonomie ultra-longue à un coût dérisoire grâce à la rouille – les batteries fer-air pourraient coûter une fraction du prix du Li-ion par kWh pour un stockage très longue durée, en utilisant des matériaux sûrs et abondants. Idéal pour le secours d’urgence et le stockage saisonnier, pas seulement pour les cycles quotidiens.
- Limites : Faible rendement global (environ la moitié de l’énergie est perdue lors de la conversion), très grande emprise au sol (car la densité énergétique est faible), et montée en puissance lente – pas adapté aux besoins de réponse rapide. C’est complémentaire, et non un remplacement, des batteries rapides. En 2025, cette technologie est encore en phase pilote, mais si elle réussit, elle pourrait résoudre le défi le plus difficile : la fiabilité sur plusieurs jours uniquement avec des renouvelables.
Supercondensateurs & ultracondensateurs : Pas des batteries à proprement parler, mais à noter – les ultracondensateurs (condensateurs à double couche électrique et nouveaux supercondensateurs au graphène) stockent l’énergie de façon électrostatique. Ils se chargent et se déchargent en quelques secondes avec une puissance de sortie extrême et durent plus d’un million de cycles. Le compromis est une faible densité d’énergie par poids. En 2025, les ultracondensateurs sont utilisés dans des rôles de niche : systèmes de freinage régénératif, stabilisateurs de réseau pour de courtes impulsions, et secours pour installations critiques. La recherche se poursuit sur les systèmes hybrides batterie-condensateur qui pourraient offrir à la fois une grande énergie et une grande puissance en combinant les technologies hfiepower.com. Par exemple, certains véhicules électriques utilisent de petits supercondensateurs en complément des batteries pour gérer l’accélération rapide et l’énergie de freinage. De nouveaux nanomatériaux à base de carbone (comme le graphène) améliorent progressivement la densité énergétique des condensateurs. Bien qu’ils ne soient pas une solution de stockage de masse, les supercondensateurs sont un complément de stockage important pour combler les écarts très courts (secondes à minutes) et protéger les batteries contre les pics de puissance élevés.

Stockage d’énergie mécanique : gravité, eau et air

Alors que les batteries attirent toute l’attention, les méthodes de stockage d’énergie mécanique assurent discrètement l’essentiel du stockage de longue durée. En fait, la plus grande part de la capacité mondiale de stockage d’énergie aujourd’hui est mécanique, menée par l’hydroélectricité par pompage. Ces techniques s’appuient souvent sur la physique simple – gravité, pression ou mouvement – pour stocker de grandes quantités d’énergie à grande échelle.

Stockage hydraulique par pompage – La “batterie d’eau” géante

Le stockage hydraulique par pompage (PSH) est la technologie de stockage d’énergie la plus ancienne et de loin la plus grande en capacité au monde. Elle fonctionne en pompant de l’eau vers un réservoir en hauteur lorsque l’électricité est excédentaire, puis en la relâchant vers le bas à travers des turbines pour produire de l’électricité en cas de besoin. En 2023, la capacité mondiale d’hydroélectricité par pompage a atteint 179 GW répartis sur des centaines de centrales nha2024pshreport.com – représentant la grande majorité de toute la capacité de stockage d’énergie sur Terre. À titre de comparaison, tout le stockage par batteries ne représente que quelques dizaines de GW (mais croît rapidement).

Développements récents :

l’intérêt renaît

6,5 GW de nouvelles STEP en 2023

nha2024pshreport.com

plus de 420 GW d’ici 2050

nha2024pshreport.com

67 nouveaux projets de STEP sont proposés

nha2024pshreport.com

La Chine développe agressivement l’hydroélectricité par pompage – la plus grande station STEP du monde à Fengning (Hebei, Chine) est récemment entrée en service, avec 3,6 GW. La Chine prévoit d’atteindre 80 GW de stockage par pompage d’ici 2027 afin d’intégrer d’énormes quantités d’énergies renouvelables hydropower.org.
De nouvelles approches de conception incluent des systèmes en boucle fermée (réservoirs hors rivière) pour minimiser l’impact environnemental, le stockage par pompage souterrain (utilisation de mines ou carrières désaffectées comme réservoirs inférieurs), et même des systèmes en mer (pompage d’eau de mer dans des réservoirs en falaise ou utilisation de la pression des grands fonds). Un exemple original : des chercheurs explorent « l’hydroélectricité par pompage en boîte » utilisant des liquides lourds ou des poids solides dans des puits lorsque la géographie s’y prête.

Avantages : Capacité énorme – les centrales peuvent stocker des gigawattheures voire des TWh d’énergie (par exemple, une grande STEP peut fonctionner 6 à 20+ heures à pleine puissance). Longue durée de vie (50+ ans), rendement élevé (~70–85 %), et réponse rapide aux besoins du réseau. Surtout, l’hydroélectricité par pompage offre un stockage fiable de longue durée et des services de stabilité du réseau (inertie, régulation de fréquence) que les batteries seules ne peuvent pas facilement fournir à grande échelle. C’est une technologie éprouvée avec une économie bien connue.

Limites : Dépend de la géographie – il faut des différences d’altitude et une disponibilité en eau adaptées. Les préoccupations environnementales liées à l’inondation de terres pour les réservoirs et à la modification des écosystèmes fluviaux peuvent rendre l’approbation de nouveaux projets difficile. Le coût initial élevé et les longs délais de construction sont des obstacles (une STEP est essentiellement un mégaprojet d’infrastructure civile). De plus, bien qu’excellente pour le stockage de plusieurs heures, la STEP n’est pas très modulaire ni flexible en termes d’emplacement. Malgré ces défis, l’hydroélectricité par pompage reste la « grande batterie » des réseaux nationaux, et de nombreux pays la réévaluent alors qu’ils visent 100 % d’énergies renouvelables. Par exemple, le DOE américain estime qu’une augmentation significative des STEP est nécessaire ; les États-Unis disposent aujourd’hui d’environ 22,9 GW rff.org et il en faudra davantage pour répondre aux besoins futurs de fiabilité.

Stockage d’énergie par gravité – Lever et abaisser des masses énormes

Si l’hydroélectricité par pompage consiste à soulever de l’eau, le stockage d’énergie par gravité est le concept de soulever des masses solides pour stocker de l’énergie. Plusieurs entreprises innovantes ont poursuivi cette idée ces dernières années, créant essentiellement une « batterie mécanique » en élevant de lourdes charges puis en les abaissant pour restituer l’énergie. 2024–2025 a marqué un tournant, car les premiers systèmes de stockage par gravité à grande échelle sont entrés en service :

Energy Vault, une startup suisse-américaine, a construit un système de stockage par gravité de 25 MW / 100 MWh à Rudong, en Chine – le premier de ce type à grande échelle energy-storage.news. Ce système, appelé EVx, soulève des blocs composites de 35 tonnes dans une structure haute ressemblant à un immeuble lors de la charge, puis les abaisse, faisant tourner des générateurs, pour décharger. En mai 2024, il avait terminé sa mise en service energy-storage.news. C’est le premier système de gravité non hydraulique de cette taille, démontrant que le concept peut fonctionner à l’échelle du réseau energy-storage.news. Le PDG d’Energy Vault, Robert Piconi, a souligné cette réussite : « Ces tests démontrent que la technologie de stockage d’énergie par gravité promet de jouer un rôle clé dans le soutien à la transition énergétique et aux objectifs de décarbonation de la Chine, le plus grand marché mondial du stockage d’énergie. » energy-storage.news
- Le projet chinois est construit avec des partenaires locaux sous licence, et d’autres sont en préparation – un portefeuille de huit projets totalisant 3,7 GWh est prévu en Chine energy-storage.news. Energy Vault collabore également avec des services publics comme Enel pour déployer un système de 18 MW/36 MWh au Texas, qui serait la première batterie gravitaire en Amérique du Nord enelgreenpower.com , ess-news.com.

soulever des dizaines de poids massifs

rendement aller-retour

Autres concepts de stockage par gravité : Une autre entreprise, Gravitricity (Royaume-Uni), a testé l’utilisation de puits de mines abandonnés pour suspendre de lourds poids. En 2021, ils ont réalisé une démonstration de 250 kW en abaissant un poids de 50 tonnes dans un puits de mine. Les plans futurs visent des systèmes multi-MW utilisant l’infrastructure minière existante – une approche ingénieuse de réutilisation. Il existe aussi des concepts de stockage gravitaire sur rail (des trains transportant de lourds wagons en montée pour stocker de l’énergie, comme certains prototypes dans le désert du Nevada), bien que ceux-ci soient expérimentaux.

Avantages : Utilise des matériaux bon marché (blocs de béton, acier, gravier, etc.), potentiellement longue durée de vie (seulement des moteurs et des grues – dégradation minimale dans le temps), et peut être dimensionné pour une puissance élevée. Pas de carburant ni de contraintes électrochimiques, et peut être installé partout où l’on peut construire une structure ou un puits solide. C’est aussi très respectueux de l’environnement comparé aux grands barrages – pas d’impact sur l’eau ou l’écosystème, juste l’empreinte physique.

Limites : Densité énergétique inférieure à celle des batteries – les systèmes gravitaires nécessitent de hautes structures ou de profonds puits et de nombreux blocs lourds pour stocker une quantité significative d’énergie, donc l’empreinte au sol par MWh est importante. Les coûts de construction pour des structures sur mesure peuvent être élevés (bien qu’Energy Vault ait travaillé sur des conceptions modulaires). De plus, l’acceptation par la communauté pourrait poser problème (imaginez une tour de béton de 20 étages remplie de poids sur l’horizon). Le stockage gravitaire en est à ses débuts, et bien que prometteur, il doit encore prouver qu’il peut être compétitif en coût et fiable à long terme. En 2025, la technologie est encore en maturation mais progresse clairement avec des déploiements réels.

Le premier système commercial de stockage gravitaire d’Energy Vault (25 MW/100 MWh) à Rudong, en Chine, utilise d’énormes blocs soulevés et abaissés dans une tour pour stocker de l’énergie energy-storage.news. Cette structure de 20 étages est le premier déploiement mondial à grande échelle de stockage gravitaire non hydraulique.

Stockage d’énergie par air comprimé & air liquide – Stocker l’énergie sous forme de pression d’air

Utiliser un gaz comprimé pour stocker de l’énergie est une autre idée éprouvée qui connaît un regain d’innovation. Les centrales de stockage d’énergie par air comprimé (CAES) existent depuis les années 1970 (deux grandes centrales en Allemagne et en Alabama utilisent l’électricité hors pointe pour comprimer de l’air dans des cavernes souterraines, puis le brûlent avec du gaz pour produire de l’électricité aux heures de pointe). Les approches modernes, cependant, visent à rendre le CAES plus vert et plus efficace, même sans combustibles fossiles :

CAES Adiabatique Avancé (A-CAES) : Une nouvelle génération de CAES capture la chaleur produite lors de la compression de l’air et la réutilise lors de l’expansion, évitant ainsi de devoir brûler du gaz naturel. L’entreprise canadienne Hydrostor est un leader dans ce domaine. Début 2025, Hydrostor a obtenu un investissement de 200 millions de dollars pour développer des projets A-CAES en Amérique du Nord et en Australie energy-storage.news. Ils ont également obtenu une garantie de prêt conditionnelle de 1,76 milliard de dollars du DOE américain pour un projet massif en Californieenergy-storage.news. Le projet CAES “Willow Rock” prévu par Hydrostor en Californie est de 500 MW / 4 000 MWh (8 heures), utilisant une caverne saline pour stocker l’air comprimé energy-storage.news. Ils ont aussi un projet de 200 MW / 1 600 MWh en Australie (Broken Hill, “Silver City”) dont le début de la construction est prévu en 2025 energy-storage.news.
- Comment fonctionne l’A-CAES : L’électricité alimente des compresseurs pour comprimer l’air, mais au lieu de rejeter la chaleur (comme le fait le CAES traditionnel), la chaleur est stockée (par exemple, Hydrostor utilise un système d’eau et d’échangeurs thermiques pour capter la chaleur dans une boucle d’eau pressurisée) energy-storage.news. L’air comprimé est stocké, généralement dans une caverne souterraine scellée. Pour la décharge, la chaleur stockée est restituée à l’air (le réchauffant) lorsqu’il est libéré pour entraîner une turbine génératrice. En recyclant la chaleur, l’A-CAES peut atteindre une efficacité de 60 à 70 %, bien meilleure que les ~40–50 % des anciens CAES qui gaspillaient la chaleur energy-storage.news. Il n’émet également aucun carbone s’il est alimenté par de l’électricité renouvelable.
- Citation d’expert : « Le stockage d’énergie par air comprimé se charge en pressurisant l’air dans une caverne, et le décharge via un système de chauffage et une turbine… Avec le CAES [traditionnel], moins de 50 % de l’énergie est récupérable, car l’énergie thermique est perdue. L’A-CAES stocke cette chaleur pour améliorer l’efficacité, » comme expliqué dans une analyse d’Energy-Storage.news energy-storage.news.
Stockage d’énergie par air liquide (LAES) : Au lieu de comprimer l’air à haute pression, on peut liquéfier l’air en le refroidissant à -196 °C. L’air liquide (principalement de l’azote liquide) est stocké dans des réservoirs isolés. Pour produire de l’électricité, le liquide est pompé et évaporé pour redevenir un gaz, qui se détend à travers une turbine. L’entreprise britannique Highview Power est pionnière dans cette technologie. En octobre 2024, Highview a annoncé un projet LAES de 2,5 GWh en Écosse, présenté comme la plus grande centrale de stockage d’énergie par air liquide au monde en développement energy-storage.news. Le Premier ministre écossais John Swinney l’a salué : « La création de la plus grande installation d’énergie par air liquide au monde, dans l’Ayrshire, démontre à quel point l’Écosse est précieuse pour assurer un avenir bas carbone… » energy-storage.news. Cette centrale (à Hunterston) offrira un stockage crucial pour l’éolien en mer et aidera à résoudre les contraintes du réseau energy-storage.news.
- Highview exploite déjà un démonstrateur LAES de 5 MW / 15 MWh près de Manchester depuis 2018 energy-storage.news. Le nouveau projet en Écosse (50 MW pendant 50 heures = 2,5 GWh) montre la confiance dans la viabilité de la technologie. Highview a également levé 300 millions de livres en 2024 (avec le soutien de la Banque d’infrastructure du gouvernement britannique et d’autres) pour construire un LAES de 300 MWh à Manchester et lancer cette flotte plus importante en.wikipedia.org.
- Avantages du LAES : Il utilise des composants facilement disponibles (machines industrielles de liquéfaction et d’expansion de l’air) et l’air liquide a une densité énergétique élevée pour un stockage mécanique (beaucoup plus compact qu’une caverne CAES, bien que moins dense que les batteries). Il peut être installé presque partout et n’utilise pas de matériaux exotiques. L’efficacité prévue est d’environ 50 à 70 %, et il peut fournir de longues durées (heures à jours) avec de grands réservoirs.
- Le LAES peut aussi produire de l’air très froid comme sous-produit, qui peut être utilisé pour la réfrigération ou pour améliorer l’efficacité de la production d’électricité (la conception de Highview intègre certaines de ces synergies). Le projet écossais a reçu un soutien gouvernemental via un nouveau mécanisme de marché « cap-and-floor » pour le stockage longue durée, ce qui montre que la politique commence à soutenir de tels projetsenergy-storage.news.

Avantages (pour CAES et LAES) : Capacité de longue durée (plusieurs heures à des dizaines d’heures), utilise un matériau de travail peu coûteux (de l’air !), peut être construit à grande échelle pour le soutien du réseau, et possède de longs cycles de vie. Ils fournissent également intrinsèquement de l’inertie au réseau (turbines en rotation), ce qui aide à la stabilité. Aucun matériau toxique ni risque d’incendie impliqué.

Limites : Rendement aller-retour inférieur à celui des batteries électrochimiques (sauf si la chaleur résiduelle est utilisée ailleurs). Le CAES nécessite une géologie adaptée pour les cavernes (bien que des réservoirs CAES hors-sol existent pour de petites échelles). Le LAES nécessite la gestion de liquides très froids et subit des pertes par évaporation s’il est stocké à long terme. Les deux sont intensifs en capital – ils sont pertinents à grande échelle mais ne sont pas aussi modulaires que les batteries. En 2025, ces technologies sont à la veille de la commercialisation, avec les projets de Highview et Hydrostor comme cas de test clés. S’ils atteignent les objectifs de performance et de coût, ils pourraient occuper une niche précieuse pour le transfert massif d’énergie à la fin des années 2020 et au-delà.

Image conceptuelle du projet de stockage d’énergie par air comprimé avancé de 4 GWh prévu par Hydrostor en Californie energy-storage.news. De telles centrales A-CAES stockent l’énergie en pompant de l’air dans des cavernes souterraines et peuvent fournir plus de 8 heures d’électricité, aidant à équilibrer le réseau lors de longues intermittences des renouvelables.

Volants d’inertie et autres stockages mécaniques

Volants d’inertie : Ces dispositifs stockent l’énergie sous forme d’énergie cinétique en faisant tourner un rotor de grande masse à grande vitesse dans un environnement à faible frottement. Ils peuvent se charger et se décharger en quelques secondes, ce qui les rend excellents pour la qualité de l’énergie et la régulation de la fréquence du réseau. Les volants d’inertie modernes (utilisant des rotors composites et des paliers magnétiques) ont été déployés pour le soutien du réseau – par exemple, une centrale de volants d’inertie de 20 MW (Beacon Power) à New York aide à stabiliser la fréquence depuis des années. Les volants d’inertie ont une durée d’énergie limitée (généralement, ils se déchargent complètement en quelques minutes), donc ils ne conviennent pas au stockage à long terme, mais pour des impulsions courtes et une réponse rapide, ils excellent. En 2024–25, la recherche se poursuit sur les volants d’inertie à plus grande capacité et même sur des systèmes intégrés (par exemple, volants d’inertie combinés à des batteries pour gérer les transitoires rapides). Ils sont également utilisés dans des installations comme les centres de données pour l’alimentation sans interruption (fournissant une alimentation de secours pendant quelques secondes jusqu’au démarrage des générateurs).

Autres idées exotiques : Les ingénieurs sont créatifs – il existe des propositions pour le stockage par poids flottant (utilisant des puits de mine profonds ou même des sacs en eau profonde dans l’océan), le stockage thermique pompé (utilisant des pompes à chaleur pour stocker l’énergie sous forme de différence de température dans des matériaux, puis la reconvertir en électricité via une machine thermique – un domaine lié au stockage thermique, abordé ensuite), et les systèmes de bouées cloches (air comprimé sous des bouées en mer). Bien qu’intrigantes, la plupart de ces idées restent expérimentales en 2025. Le thème général est que le stockage mécanique exploite la physique de base et bénéficie souvent de la longévité et de l’échelle – en faisant un complément crucial au monde des batteries en rapide évolution.

Stockage d’énergie thermique : la chaleur comme batterie

Toute le stockage d’énergie ne concerne pas directement l’électricité – stocker l’énergie thermique (chaleur ou froid) est une stratégie importante à la fois pour les systèmes électriques et pour les besoins de chauffage/refroidissement. Le stockage d’énergie thermique (TES) consiste à capturer de l’énergie dans un milieu chauffé ou refroidi et à l’utiliser plus tard. Cela peut aider à lisser la consommation d’énergie et à intégrer les énergies renouvelables, en particulier là où la demande de chaleur est importante (bâtiments, industrie).

Stockage thermique à haute température et sels fondus

Une forme éprouvée de TES se trouve dans les centrales solaires thermodynamiques (CSP), qui utilisent souvent des sels fondus pour stocker la chaleur du soleil. Les centrales CSP (comme la célèbre Noor au Maroc ou Ivanpah en Californie) concentrent la lumière du soleil à l’aide de miroirs pour chauffer un fluide (huile ou sel fondu) à haute température (plus de 500 °C). Cette chaleur peut être stockée dans des réservoirs isolés de sel fondu pendant plusieurs heures, puis utilisée pour produire de la vapeur pour les turbines la nuit. Le stockage par sel fondu est utilisé commercialement et fournit plusieurs gigawattheures de stockage dans les installations CSP du monde entier, permettant à certaines centrales solaires de fournir de l’électricité après le coucher du soleil (généralement 6 à 12 heures de stockage).

Au-delà du CSP, des systèmes de stockage de chaleur électrique émergent :

Stockage d’énergie thermique électrique (ETES) : Ces systèmes utilisent l’électricité excédentaire pour chauffer un matériau (comme des roches, du sable ou du béton peu coûteux) à haute température, puis font fonctionner plus tard un moteur thermique (comme un cycle à vapeur ou un nouveau convertisseur chaleur-électricité) pour récupérer l’électricité. Des entreprises comme Siemens Gamesa ont construit un projet pilote ETES en Allemagne où ils chauffaient des roches volcaniques à ~750 °C à l’aide de résistances, stockant ~130 MWh de chaleur, puis la récupéraient sous forme d’énergie vapeur. Bien que ce projet pilote ait pris fin, il a démontré que le concept fonctionne.
« Batteries de sable » : En 2022, une startup finlandaise, Polar Night Energy, a fait la une avec un stockage de chaleur à base de sable – essentiellement un grand silo isolé de sable chauffé par des éléments résistifs. En 2023–2024, ils ont augmenté l’échelle : une batterie de sable de 1 MW / 100 MWh a été mise en service en Finlande polarnightenergy.com, pv-magazine.com. Le sable est chauffé à ~500 °C grâce à de l’électricité renouvelable bon marché et la chaleur stockée est utilisée pour le chauffage urbain en hiver. Le sable est peu coûteux et constitue un excellent support de stockage de chaleur (il peut conserver la chaleur pendant des semaines avec une perte minimale dans un silo bien isolé). Ce n’est pas destiné à la production d’électricité, mais cela répond au besoin de stockage saisonnier d’énergie renouvelable en transférant l’énergie solaire estivale (sous forme de chaleur) vers la demande de chauffage hivernale. C’est décrit comme « une chose très finlandaise » – stocker la chaleur des mois sans soleil sous la forme d’un bunker de sable chaud ! euronews.com.

Avantages : Le stockage thermique utilise souvent des matériaux peu coûteux (sels, sable, eau, roches) et peut être dimensionné à grande capacité pour un coût relativement faible par kWh. Pour fournir de la chaleur, il peut être extrêmement efficace (par exemple, chauffer un milieu par effet Joule puis utiliser directement cette chaleur atteint une efficacité >90% pour les usages de chauffage). C’est crucial pour décarboner le chauffage : au lieu des combustibles fossiles, les énergies renouvelables peuvent charger des stockages thermiques qui alimentent ensuite les procédés industriels ou le chauffage des bâtiments à la demande.

Limites : Si l’objectif est de reconvertir en électricité, les cycles thermiques sont limités par le rendement de Carnot, donc l’efficacité aller-retour globale peut être de 30 à 50%. Ainsi, le stockage thermique d’énergie dans l’approvisionnement électrique n’a de sens que si un surplus d’électricité très bon marché est disponible (ou s’il apporte des bénéfices de cogénération comme la production combinée de chaleur et d’électricité). Mais pour les usages purement thermiques, le stockage thermique est très efficace. De plus, stocker de la chaleur sur de très longues périodes (saisonnier) nécessite une isolation extrêmement performante ou un stockage thermochimique (utilisant des réactions chimiques réversibles pour stocker la chaleur).

Matériaux à changement de phase (MCP) et refroidissement cryogénique

Autre approche : les matériaux à changement de phase stockent de l’énergie lorsqu’ils fondent ou gèlent à une température cible (stockage de chaleur latente). Par exemple, le stockage de glace est utilisé dans certains grands bâtiments : on refroidit de l’eau en glace la nuit (avec de l’électricité hors pointe), puis on la fait fondre pour la climatisation en journée, réduisant ainsi la consommation d’électricité en pointe. De même, des MCP comme divers sels, cires ou métaux peuvent stocker de la chaleur à des plages de température spécifiques pour l’industrie ou même à l’intérieur de batteries de véhicules électriques (pour gérer les charges thermiques).

Côté froid, des technologies comme le stockage cryogénique d’énergie recoupent ce que nous avons décrit comme LAES – il s’agit essentiellement de stocker de l’énergie sous forme d’air liquide très froid. On peut aussi les considérer comme thermiques car elles reposent sur l’absorption de chaleur lors du passage du liquide au gaz.

Stockage thermique dans les bâtiments et l’industrie

Il est à noter que le stockage thermique résidentiel est discrètement répandu : de simples chauffe-eau électriques sont en fait des batteries thermiques (chauffer l’eau à l’électricité quand elle est bon marché, la stocker pour l’utiliser plus tard). Les programmes de réseaux intelligents utilisent de plus en plus les chauffe-eau pour absorber l’excès solaire ou éolien. Certains foyers en Europe disposent de batteries de chaleur utilisant des matériaux comme les hydrates de sel qui stockent la chaleur d’une pompe à chaleur ou d’une résistance et la restituent plus tard.

Dans l’industrie, le stockage thermique haute température peut capter la chaleur fatale des procédés ou fournir de la chaleur à haute température à la demande à partir d’énergie stockée (par exemple, les industries du verre et de l’acier explorent les briques thermiques ou le stockage de métal fondu pour fournir une chaleur constante à partir d’une entrée renouvelable variable).

Toutes ces méthodes thermiques complètent le stockage électrique – tandis que les batteries et systèmes électrochimiques gèrent le décalage de l’énergie électrique, le stockage thermique s’attaque à la grande tâche de décarboner la chaleur et d’amortir le système énergétique sur un autre plan. En 2025, le stockage thermique ne fera peut-être pas autant parler de lui, mais il est une pièce vitale du puzzle, souvent plus efficace énergétiquement de stocker la chaleur pour les besoins de chauffage que de tout convertir en électricité.

Hydrogène et Power-to-X : stocker l’énergie dans des molécules

L’un des supports de stockage « alternatifs » les plus discutés est l’hydrogène. Lorsque vous disposez d’un surplus d’électricité renouvelable, vous pouvez l’utiliser dans un électrolyseur pour scinder l’eau et produire de l’hydrogène (un procédé appelé Power-to-Hydrogen). Le gaz hydrogène peut ensuite être stocké et reconverti plus tard en électricité via des piles à combustible ou des turbines – ou utilisé directement comme carburant, pour le chauffage, ou dans l’industrie. L’hydrogène est essentiellement un vecteur de stockage d’énergie intersectoriel, reliant l’électricité, les transports et l’industrie.

Hydrogène vert pour le stockage saisonnier et de longue durée

L’hydrogène vert (produit par électrolyse de l’eau à partir d’électricité renouvelable) a connu un énorme essor en 2024 :

Le gouvernement américain a lancé un programme de 7 milliards de dollars pour créer des pôles régionaux d’hydrogène propre, finançant de grands projets à travers le pays energy-storage.news. L’objectif est de lancer l’infrastructure hydrogène, notamment pour stocker l’énergie renouvelable et fournir une alimentation de secours. Par exemple, un pôle dans l’Utah (le projet ACES Delta) utilisera l’excédent d’éolien/solaire pour produire de l’hydrogène et le stocker dans des cavernes salines souterraines – jusqu’à 300 GWh de stockage d’énergie sous forme d’hydrogène, suffisant pour un transfert saisonnier energy-storage.news. Soutenu par Mitsubishi Power et d’autres, ACES prévoit d’alimenter des turbines à gaz spécialisées avec cet hydrogène pour produire de l’électricité lors des pics de demande ou des périodes de faible production renouvelable energy-storage.news. Ce projet, qui devrait devenir l’une des plus grandes installations de stockage d’énergie au monde, illustre le potentiel de l’hydrogène pour le stockage massif et de longue durée, au-delà de ce que peut faire n’importe quelle ferme de batteries.
L’Europe est tout aussi ambitieuse : l’Allemagne, par exemple, a des projets avec des entreprises de services publics (LEAG, BASF, etc.) qui associent énergies renouvelables et stockage d’hydrogène energy-storage.news. Ils considèrent l’hydrogène comme essentiel pour stabiliser le réseau sur des semaines et des mois, et non seulement sur quelques heures. Les gouvernements financent des usines d’électrolyseurs et commencent à planifier des réseaux de pipelines à hydrogène, créant ainsi une nouvelle infrastructure de stockage et de distribution d’énergie parallèle au gaz naturel.
Citation de l’industrie : « L’hydrogène vert peut être utilisé à la fois pour des applications industrielles et énergétiques, y compris en combinaison avec le stockage d’énergie », note une analyse de Solar Media energy-storage.news. Elle souligne que des entreprises énergétiques déploient des projets « combinant stockage par batterie et hydrogène vert » pour une double solution de stockage à court et long terme energy-storage.news.

Comment fonctionne le stockage d’hydrogène : Contrairement à une batterie ou un réservoir qui stocke directement l’énergie, l’hydrogène est un vecteur d’énergie. On investit de l’électricité pour créer du gaz H₂, on stocke ce gaz (dans des réservoirs, des cavernes souterraines, ou via des vecteurs chimiques comme l’ammoniac), puis on récupère plus tard l’énergie en oxydant l’hydrogène (en le brûlant dans une turbine ou en le faisant réagir dans une pile à combustible pour produire de l’électricité et de l’eau). Le rendement aller-retour est relativement faible – typiquement seulement ~30–40 % pour le cycle électricité→H₂→électricité. Cependant, si l’hydrogène est utilisé à d’autres fins (comme alimenter des véhicules à pile à combustible ou fabriquer des engrais), la « perte » n’est pas vraiment gaspillée. Et si l’on dispose de grands excédents d’électricité renouvelable (par exemple un mois très venteux), convertir en hydrogène qui peut être stocké pendant des mois a du sens là où les batteries s’auto-déchargeraient ou seraient d’une taille impraticable.

Principales étapes 2024–2025 :

Les gouvernements fixent des objectifs de capacité d’électrolyseurs de plusieurs dizaines de GW. L’UE, par exemple, vise 100 GW d’électrolyseurs d’ici 2030. D’ici 2025, des dizaines de grands projets d’électrolyseurs (échelle 100 MW) sont en construction.
Cavernes de stockage d’hydrogène : Au-delà du projet de l’Utah, un stockage similaire en cavernes salines est prévu au Royaume-Uni et en Allemagne. Les cavernes salines sont utilisées pour stocker du gaz naturel depuis des décennies ; elles peuvent désormais stocker de l’hydrogène. Chaque caverne peut contenir d’énormes quantités de H₂ sous pression – les cavernes de l’Utah (deux d’entre elles) visent 300 GWh, soit l’équivalent d’environ 600 des plus grands packs de batteries au monde.
Piles à combustible et turbines : Côté conversion, des entreprises comme GE et Siemens ont développé des turbines capables de brûler de l’hydrogène ou des mélanges hydrogène-gaz naturel pour la production d’électricité, et des fabricants de piles à combustible (comme Bloom Energy) déploient de grandes piles stationnaires pouvant utiliser l’hydrogène lorsqu’il est disponible. Cette technologie garantit que lorsque nous puisons de l’hydrogène dans le stockage, nous pouvons le reconvertir efficacement en électricité pour le réseau.

Avantages : Durée de stockage pratiquement illimitée – l’hydrogène peut être conservé dans un réservoir ou sous terre indéfiniment sans auto-décharge. Le stockage saisonnier est le grand atout : vous pouvez stocker l’énergie solaire de l’été pour l’utiliser en hiver via l’hydrogène (ce que les batteries ne peuvent pas faire à grande échelle de façon économique). L’hydrogène est aussi polyvalent – il peut servir à décarboner des secteurs au-delà de l’électricité (par exemple, carburant pour camions, matière première pour l’industrie, secours pour les micro-réseaux). De plus, la capacité de stockage d’énergie est immense ; par exemple, une seule grande caverne saline peut contenir assez d’hydrogène pour produire des centaines de GWh d’électricité – bien au-delà de toute installation de batteries actuelleenergy-storage.news.

Limites : Faible rendement aller-retour comme mentionné. De plus, l’hydrogène est un gaz difficile à manipuler – il a une très faible densité (donc nécessite compression ou liquéfaction, ce qui consomme de l’énergie) et peut fragiliser les métaux avec le temps. L’infrastructure pour l’hydrogène (pipelines, compresseurs, systèmes de sécurité) demande d’énormes investissements – comparable à la création d’une nouvelle industrie gazière à partir de zéro mais avec des technologies différentes. L’économie est actuellement difficile : les coûts de l’hydrogène « vert » ont été élevés, bien qu’ils baissent avec les renouvelables moins chers et l’industrialisation. Une étude de Harvard a même averti que l’hydrogène vert pourrait rester plus cher que prévu sans innovation majeure news.harvard.edu. Mais de nombreux gouvernements subventionnent l’hydrogène vert (par exemple, les États-Unis offrent des crédits d’impôt à la production jusqu’à 3 $/kg H₂ dans l’Inflation Reduction Act).

Power-to-X : Parfois, on parle de power-to-X pour inclure l’hydrogène et au-delà – comme la fabrication d’ammoniac (NH₃) à partir d’hydrogène vert (l’ammoniac est plus facile à stocker et à transporter, et peut être brûlé pour l’énergie ou utilisé comme engrais), ou la production de méthane synthétique, de méthanol ou d’autres carburants à partir d’hydrogène vert et de CO₂ capturé. Ce sont essentiellement des énergies chimiques stockées pouvant remplacer les combustibles fossiles. Par exemple, l’ammoniac vert pourrait être utilisé dans les futures centrales électriques ou navires – l’ammoniac contient l’hydrogène sous une forme liquide plus dense en énergie. De telles conversions ajoutent de la complexité et des pertes d’énergie, mais peuvent tirer parti des infrastructures existantes de carburant pour le stockage et le transport.

En résumé, l’hydrogène se distingue comme le vecteur de stockage pour des applications très grandes et de longue durée – un complément aux batteries (qui gèrent les cycles quotidiens) et autres solutions de stockage. En 2025, on voit la première intégration à grande échelle du stockage d’hydrogène dans les réseaux : par exemple, le projet ACES dans l’Utah qui « va au-delà des solutions de longue durée existantes », visant un véritable stockage saisonnier energy-storage.news. C’est une frontière passionnante, utilisant essentiellement la chimie pour mettre l’énergie verte en bouteille pour les moments où nous en avons le plus besoin.

Stockage mobile et pour le transport : innovations des batteries pour VE et vehicle-to-grid

Le stockage d’énergie en mouvement – dans les véhicules électriques, les transports publics et l’électronique portable – est une part importante de la tendance. D’ici 2025, les ventes de véhicules électriques (VE) explosent, et chaque VE est essentiellement une grosse batterie sur roues. Cela a des effets d’entraînement sur la technologie de stockage et même sur la façon dont nous exploitons le réseau :

Avancées des batteries pour VE : Nous avons évoqué les batteries à électrolyte solide et d’autres chimies, principalement motivées par la recherche de meilleures batteries pour VE (plus grande autonomie, recharge plus rapide). À court terme, les VE en 2024–2025 bénéficient d’améliorations progressives des batteries Li-ion : des cathodes à plus forte teneur en nickel pour les voitures haut de gamme à longue autonomie, tandis que de nombreux modèles grand public utilisent désormais des batteries LFP pour réduire les coûts et augmenter la longévité. Par exemple, Tesla et plusieurs constructeurs chinois ont largement adopté le LFP dans les voitures à autonomie standard. Le design du pack « Blade Battery » LFP de BYD (un format LFP fin et modulaire avec une sécurité améliorée) continue de recevoir des éloges – en 2024, BYD a même commencé à fournir des batteries Blade à Tesla pour certains modèles.
Recharge plus rapide : De nouveaux matériaux d’anode (comme les composites silicium-graffiti) sont introduits pour permettre des vitesses de recharge plus rapides. Un produit notable est la batterie LFP à recharge rapide Shenxing de CATL, lancée en 2023, qui peut, selon les rapports, ajouter 400 km d’autonomie en 10 minutes de charge pv-magazine-usa.com. L’objectif est de réduire l’anxiété liée à l’autonomie et de rendre la recharge des VE presque aussi rapide qu’un plein d’essence. D’ici 2025, plusieurs modèles de VE se vantent de recharges à des puissances de 250+ kW (à condition que la borne le permette), grâce à une meilleure gestion thermique et conception des batteries.
Échange de batteries et autres formats : Dans certaines régions (Chine, Inde), l’échange de batteries pour scooters électriques ou même voitures est exploré. Cela nécessite des conceptions de packs standardisées et a des implications pour le stockage (recharge de nombreux packs hors véhicule). C’est une approche de niche mais notable du « stockage mobile » où la batterie peut être occasionnellement dissociée du véhicule.

Vehicle-to-Grid (V2G) et batteries de seconde vie :

V2G : À mesure que les VE se multiplient, le concept de les utiliser comme un réseau de stockage distribué devient réalité. De nombreux nouveaux VE et chargeurs prennent en charge la fonctionnalité vehicle-to-grid ou vehicle-to-home – ce qui signifie qu’un VE peut renvoyer de l’énergie lorsque nécessaire. Par exemple, le pick-up électrique Ford F-150 Lightning peut alimenter une maison pendant plusieurs jours en cas de coupure grâce à sa grande batterie. Les fournisseurs d’énergie mènent des projets pilotes où les VE branchés au travail ou à la maison peuvent répondre aux signaux du réseau et décharger de petites quantités pour aider à équilibrer le réseau ou réduire les pics. En 2025, certaines régions à forte adoption des VE (comme la Californie, certaines parties de l’Europe) affinent la réglementation et la technologie pour le V2G. Si cette pratique se généralise, elle transforme effectivement des millions de voitures en une gigantesque batterie collective à laquelle les opérateurs de réseau peuvent accéder – augmentant considérablement la capacité de stockage effective sans construire de nouvelles batteries dédiées. Les propriétaires pourraient même gagner de l’argent en revendant de l’énergie lors des pics de prix.
Batteries de seconde vie : Lorsqu’une batterie de VE voit sa capacité chuter à environ 70-80 % après des années d’utilisation, elle peut ne plus suffire pour l’autonomie de conduite, mais elle peut encore fonctionner parfaitement pour le stockage stationnaire (où le poids/l’espace sont moins critiques). En 2024, de plus en plus de projets ont réutilisé des batteries de VE retirées pour en faire des unités de stockage domestique ou pour le réseau. Nissan, par exemple, a utilisé d’anciennes batteries de Leaf pour de grands systèmes de stockage stationnaire alimentant des lampadaires et des bâtiments au Japon. Ce recyclage retarde l’envoi de la batterie au recycleur et offre un stockage à faible coût (puisque la batterie a déjà été payée lors de sa première vie). Cela répond également aux préoccupations environnementales en extrayant plus de valeur avant le recyclage. D’ici 2025, les marchés des batteries de seconde vie sont en croissance, avec des entreprises se concentrant sur le diagnostic, la remise à neuf et le déploiement de packs usagés dans le stockage solaire domestique ou les systèmes industriels de lissage des pics.

Bénéfices pour le réseau et les consommateurs : La convergence du transport et du stockage signifie que le stockage d’énergie est désormais omniprésent. Les propriétaires de VE bénéficient d’une alimentation de secours et éventuellement de revenus via le V2G, tandis que la fiabilité du réseau peut s’améliorer en exploitant cette ressource flexible. De plus, la production de masse des batteries de VE fait baisser les coûts de toutes les batteries (économies d’échelle), ce qui explique en partie pourquoi les batteries stationnaires deviennent moins chères energy-storage.news. Les incitations gouvernementales, comme les crédits d’impôt pour les systèmes de batteries domestiques et les incitations à l’achat de VE, accélèrent encore l’adoption.

Défis : S’assurer que le V2G ne dégrade pas trop rapidement les batteries de VE (des contrôles intelligents peuvent minimiser l’usure supplémentaire). De plus, la coordination de millions de véhicules nécessite des normes de communication robustes et de la cybersécurité pour gérer cet essaim d’actifs en toute sécurité. Des normes comme l’ISO 15118 (pour les communications de recharge de VE) contribuent à permettre le V2G de manière cohérente entre les fabricants. Quant aux usages de seconde vie – la variabilité de l’état des batteries usagées signifie que les systèmes doivent gérer des modules aux performances mixtes, et les garanties/normes sont encore en évolution.

Néanmoins, d’ici 2025, mobilité et stockage sont les deux faces d’une même pièce : la frontière entre une « batterie de VE » et une « batterie de réseau » s’estompe, les voitures pouvant potentiellement servir de stockage d’énergie domestique et les services publics considérant les flottes de VE comme faisant partie de leur base d’actifs. C’est un développement passionnant qui exploite les ressources existantes pour augmenter la capacité globale de stockage du système énergétique.

Voix d’experts et perspectives de l’industrie

Pour compléter le tableau, voici quelques analyses d’experts de l’énergie, de chercheurs et de décideurs politiques sur l’état du stockage d’énergie en 2025 :

Allison Weis, responsable mondiale du stockage chez Wood Mackenzie, a noté que 2024 a été une année record et que la demande de stockage ne cesse d’augmenter pour « garantir des marchés de l’électricité fiables et stables » à mesure que nous ajoutons des énergies renouvelables woodmac.com. Elle a souligné l’essor de marchés émergents comme le Moyen-Orient : l’Arabie saoudite est sur le point d’entrer dans le top 10 des pays en matière de déploiement de stockage d’ici 2025, grâce à d’énormes projets solaires et éoliens associés à des batteries woodmac.com. Cela montre que le stockage n’est pas réservé aux pays riches – il se mondialise à grande vitesse.
Robert Piconi (PDG d’Energy Vault), comme mentionné, a souligné le potentiel des nouvelles technologies : « le stockage d’énergie par gravité… promet de jouer un rôle clé dans la transition énergétique et les objectifs de décarbonation »energy-storage.news. Cela témoigne de l’optimisme quant au fait que des alternatives au lithium-ion (comme la gravité ou d’autres) viendront élargir la boîte à outils de l’énergie propre.
Mikhail Nikomarov, expert en batteries à flux, a commenté le grand projet de batteries à flux en Chine, déplorant qu’une telle échelle « n’existe qu’en Chine »energy-storage.news. Il souligne une réalité : le soutien politique et la stratégie industrielle (comme en Chine) peuvent faire ou défaire l’adoption de nouvelles technologies de stockage, plus capitalistiques. Les marchés occidentaux devront peut-être prendre des mesures audacieuses similaires pour déployer les batteries à flux, l’AAES, etc., et pas seulement le lithium.
Curtis VanWalleghem, PDG d’Hydrostor, a déclaré à propos d’un investissement majeur : « Cet investissement est un nouveau vote de confiance dans la technologie [A-CAES] d’Hydrostor et notre capacité à mener des projets à terme… nous sommes ravis du soutien continu de nos investisseurs. » energy-storage.news. Son enthousiasme reflète un afflux plus large de capitaux dans les startups de stockage longue durée en 2024–25. De même, Form Energy a levé plus de 450 millions de dollars en 2023 pour construire ses batteries fer-air, avec des investisseurs comme Breakthrough Energy Ventures de Bill Gates. Un tel soutien des gouvernements et du capital-risque accélère la commercialisation de nouvelles solutions de stockage.
Les gouvernements sont également très actifs. Par exemple, Jennifer Granholm, secrétaire américaine à l’Énergie, lors de la pose de la première pierre de l’usine de Form Energy, a souligné que le stockage sur plusieurs jours est essentiel pour remplacer le charbon et le gaz, rendant les énergies renouvelables fiables toute l’année energy-storage.news. En Europe, la commissaire européenne à l’énergie a qualifié le stockage de « pièce manquante de la transition énergétique », plaidant pour des objectifs de stockage d’énergie en parallèle des objectifs de renouvelables.
L’Agence internationale de l’énergie (AIE) souligne dans ses rapports que l’atteinte des objectifs climatiques nécessite une explosion du déploiement du stockage. L’AIE note que si les batteries dominent les plans actuels, il faut aussi investir dans des solutions de longue durée pour une décarbonation profonde. Elle prévoit que les seuls États-Unis pourraient avoir besoin de 225 à 460 GW de stockage longue durée d’ici 2050 pour un réseau zéro émission nette rff.org, bien au-dessus des niveaux actuels. Cela souligne l’ampleur de la croissance à venir – et l’opportunité pour toutes les technologies évoquées de jouer un rôle.
Sur le plan environnemental, les chercheurs soulignent l’importance de la durabilité sur l’ensemble du cycle de vie. La Dr Annika Wernerman, stratège en durabilité, l’a résumé ainsi : « Au cœur des solutions énergétiques se trouve l’engagement envers l’impact humain. Les consommateurs sont attirés par des produits sans conflit, durables… La confiance est cruciale – les gens sont prêts à payer plus pour des entreprises qui privilégient les matériaux durables. » enerpoly.com. Ce sentiment pousse les entreprises de stockage à rendre leurs batteries plus écologiques – via le recyclage, des chimies plus propres (comme les batteries LFP sans cobalt ou les batteries à flux organique), et des chaînes d’approvisionnement transparentes.

En résumé, le consensus des experts est que le stockage d’énergie n’est plus un secteur de niche – il est central dans le système énergétique, et 2025 marque un point de bascule où les déploiements de stockage s’accélèrent et se diversifient. Les décideurs mettent en place des marchés et des incitations (des paiements de capacité des services publics pour le stockage aux obligations d’achat direct) pour encourager la croissance du stockage. Un exemple : la Californie exige désormais que les nouveaux projets solaires incluent du stockage ou d’autres soutiens au réseau, et plusieurs États américains ainsi que des pays européens ont fixé des objectifs d’achat de stockage pour leurs services publics rff.org rff.org.

Conclusion : Bénéfices, défis et perspectives

Comme nous l’avons vu, le paysage du stockage d’énergie en 2025 est riche et en évolution rapide. Chaque technologie – des batteries lithium aux tours à gravité, des réservoirs de sel fondu aux cavernes d’hydrogène – offre des avantages uniques et répond à des besoins spécifiques :

Les batteries lithium-ion offrent un stockage rapide et flexible pour les maisons, les voitures et les réseaux, et leurs coûts continuent de baisser energy-storage.news. Elles sont aujourd’hui l’épine dorsale de la gestion quotidienne des énergies renouvelables.
Les nouvelles chimies de batteries (solide, sodium-ion, batteries à flux, etc.) repoussent les limites – visant des solutions plus sûres, plus durables ou moins coûteuses pour compléter et, à terme, soulager une partie de la demande sur le lithium. Elles promettent de s’attaquer aux limites du lithium-ion actuel (risque d’incendie, limites d’approvisionnement, coût pour la longue durée) dans les années à venir.
Les systèmes mécaniques et thermiques assurent le gros du travail pour les besoins à grande échelle et longue durée. L’hydroélectricité par pompage reste le géant silencieux, tandis que des nouveaux venus comme le stockage par gravité d’Energy Vault et l’air liquide de Highview apportent de l’innovation à la physique classique, ouvrant la possibilité de stocker des gigawattheures avec de simples blocs de béton ou de l’air liquide.
L’hydrogène et les technologies Power-to-X font le lien entre électricité et carburant, offrant une voie pour stocker l’excédent d’énergie verte pendant des mois et alimenter les secteurs difficiles à décarboner. L’hydrogène reste un outsider en termes de rendement aller-retour, mais sa multitude d’usages et sa capacité de stockage énorme lui confèrent un rôle crucial pour un avenir neutre en carbone energy-storage.news.
Le stockage mobile dans les véhicules électriques révolutionne le transport et même notre conception du stockage réseau (les VE servant aussi d’actifs pour le réseau). La croissance de ce secteur est un moteur majeur d’innovations technologiques et de baisse des coûts qui bénéficient à tout le stockage.

Bénéfices à la clé : Toutes ces technologies réunies permettent un système énergétique plus propre, plus fiable et plus résilient. Elles facilitent l’intégration des énergies renouvelables (mettant fin à l’idée que l’éolien et le solaire sont trop intermittents), réduisent la dépendance aux centrales thermiques de pointe, assurent une alimentation de secours en cas d’urgence, et font même baisser les coûts en réduisant les pics de prix de l’électricité. Un stockage déployé stratégiquement apporte aussi des bénéfices environnementaux – réduction des émissions de gaz à effet de serre en remplaçant les générateurs à gaz/diésel, et amélioration de la qualité de l’air (ex. : bus et camions à batteries éliminant les fumées de diesel). Économiquement, l’essor du stockage engendre de nouvelles industries et emplois, des gigafactories de batteries aux usines d’électrolyseurs à hydrogène et au-delà.

Limitations et défis : Malgré des progrès impressionnants, des défis subsistent. Le coût reste un facteur, en particulier pour les technologies les plus récentes – beaucoup nécessitent encore une montée en échelle et un apprentissage pour devenir compétitives en termes de coût. Les politiques et la conception des marchés doivent évoluer : les marchés de l’énergie doivent récompenser le stockage pour l’ensemble des services qu’il fournit (capacité, flexibilité, services auxiliaires). Certaines régions manquent encore de réglementations claires pour des aspects comme l’agrégation de batteries ou le V2G, ce qui peut ralentir l’adoption. Les contraintes de la chaîne d’approvisionnement pour les matériaux critiques (lithium, cobalt, terres rares) pourraient également poser problème si elles ne sont pas atténuées par le recyclage et des chimies alternatives. De plus, garantir la durabilité de la fabrication du stockage – minimiser l’empreinte environnementale de l’extraction et de la production – est crucial pour tenir la promesse de l’énergie propre.

La route à venir en 2025 et au-delà verra probablement :

Montée en échelle massive : Le monde est en voie d’installer des centaines de gigawattheures de nouveaux stockages dans les prochaines années. Par exemple, une analyse prédit que les déploiements mondiaux de batteries seront multipliés par 15 d’ici 2030 enerpoly.com. Les projets à l’échelle du réseau deviennent plus grands (plusieurs batteries de 100 MW sont en construction en 2025) et plus diversifiés (y compris davantage de systèmes de 8 à 12 heures).
Systèmes hybrides : Combiner des technologies pour répondre à différents besoins – par exemple, systèmes hybrides batterie+supercondensateur pour à la fois une grande énergie et une grande puissance hfiepower.com, ou projets intégrant des batteries à l’hydrogène comme on le voit en Californie et en Allemagne energy-storage.news. Des solutions « tout-en-un » garantiront la fiabilité (batteries pour la réponse rapide, hydrogène pour l’endurance, etc.).
Accent sur la longue durée : On reconnaît de plus en plus que les batteries de 4 heures seules ne peuvent pas résoudre les pénuries renouvelables de plusieurs jours. Attendez-vous à des investissements importants et peut-être à des percées dans le stockage de longue durée (nous pourrions voir la technologie fer-air de Form Energy fonctionner à grande échelle, ou un projet de batterie à flux de plus de 24 heures réussi hors de Chine). Des gouvernements comme l’Australie discutent déjà de politiques pour soutenir spécifiquement les projets LDES (stockage d’énergie de longue durée) energy-storage.news.
Autonomisation des consommateurs : Davantage de ménages et d’entreprises adopteront le stockage – soit directement (achat de batteries domestiques), soit indirectement (via les voitures électriques ou des programmes d’énergie communautaire). Les centrales électriques virtuelles (réseaux de batteries domestiques et de VE orchestrés par logiciel) se développent, donnant aux consommateurs un rôle sur les marchés de l’énergie et dans la réponse aux urgences.

Pour conclure, le stockage d’énergie en 2025 est dynamique et prometteur. Comme l’a dit un rapport, « Le stockage d’énergie est la clé de la transition énergétique mondiale, permettant l’intégration des sources renouvelables et assurant la stabilité du réseau. » enerpoly.com Les innovations et tendances présentées ici montrent une industrie qui repousse les limites pour rendre l’énergie propre fiable 24h/24 et 7j/7. Le ton peut sembler optimiste – et il y a effectivement de quoi se réjouir – mais il s’appuie sur des avancées concrètes : des projets records sur le terrain aux chimies révolutionnaires en laboratoire qui se dirigent désormais vers la commercialisation.

La révolution du stockage d’énergie est en marche, et son impact se fera sentir par tous – lorsque vos lumières resteront allumées pendant la tempête grâce à une batterie de secours, lorsque votre trajet sera alimenté par le vent de la nuit précédente stocké dans votre voiture, ou lorsque l’air de votre ville sera plus pur parce que les centrales de pointe auront été mises à la retraite. Les défis subsistent, mais en 2025, la trajectoire est claire : le stockage devient moins cher, plus intelligent et plus répandu, ouvrant la voie à un avenir énergétique sans carbone où nous pourrons vraiment compter sur les renouvelables à tout moment.

Sources :

Wood Mackenzie – « Energy storage: 5 trends to watch in 2025 » woodmac.com woodmac.com
International Hydropower Association – 2024 World Hydropower Outlook nha2024pshreport.com
Enerpoly Blog – « Future of Energy Storage: 7 Trends » (projection AIE 2030) enerpoly.com
Energy-Storage.news – Divers articles sur les développements technologiques :
– Les prix des batteries lithium-ion chutent de 20 % en 2024 energy-storage.news
– Nouveaux développements sodium-ion chez CATL, BYD ess-news.com ess-news.com
– Rongke Power achève une batterie à flux de vanadium de 700 MWh energy-storage.news
– Projet de stockage par gravité Energy Vault en Chine energy-storage.news
– Projets A-CAES d’Hydrostor et prêt du DOE energy-storage.news (et image energy-storage.news)
– Stockage d’air liquide de 2,5 GWh de Highview Power en Écosse energy-storage.news
– Lancement du projet pilote de batterie fer-air de Form Energy energy-storage.news
Communiqué de presse Lyten – Échantillons A de batterie lithium-soufre à Stellantis lyten.com lyten.com
Electrek – Toyota confirme ses plans pour la batterie à électrolyte solide (autonomie de 750 mi) electrek.co electrek.co
PV Magazine/ESS News – CATL et BYD sur les batteries sodium-ion ess-news.com
Rapport RFF – « Charging Up: State of U.S. Storage » (besoin de longue durée du DOE) rff.org

(Tous les liens ont été consultés et les informations vérifiées en 2024–2025.)

Révolution du stockage d’énergie 2025 : batteries révolutionnaires, systèmes à gravité et hydrogène pour alimenter l’avenir

Une nouvelle ère du stockage d’énergie

Batteries lithium-ion : la championne incontestée

Au-delà du lithium : percées des batteries de nouvelle génération

Batteries à électrolyte solide (batteries lithium-métal)

Batteries lithium-soufre

Batteries sodium-ion

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Autres batteries émergentes (zinc, fer-air, etc.)

Stockage d’énergie mécanique : gravité, eau et air

Stockage hydraulique par pompage – La “batterie d’eau” géante

Stockage d’énergie par gravité – Lever et abaisser des masses énormes

Stockage d’énergie par air comprimé & air liquide – Stocker l’énergie sous forme de pression d’air

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Stockage d’énergie thermique : la chaleur comme batterie

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Matériaux à changement de phase (MCP) et refroidissement cryogénique

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Voix d’experts et perspectives de l’industrie

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Mateusz Brzeziński

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