Etude EPO-AIE: Une augmentation rapide de l'innovation en matière de batteries joue un rôle clé dans la transition énergétique propre

• Les inventions de stockage d'électricité affichent une croissance annuelle de 14% au cours de la dernière décennie, selon une étude conjointe de l'Office européen des brevets (OEB) et de l'Agence internationale de l'énergie (AIE)

• La quantité de batteries et d'autres systèmes de stockage d'énergie doit être multipliée par cinquante d'ici 2040 pour mettre le monde sur la bonne voie pour atteindre les objectifs climatiques et énergétiques durables

• Les véhicules électriques sont désormais les principaux moteurs de l'innovation en matière de batteries

• Les progrès des batteries lithium-ion rechargeables sont au centre de la plupart des nouvelles inventions

• Les pays asiatiques ont une forte avance dans la course mondiale à la technologie des batteries

• Une innovation accélérée est nécessaire pour faire avancer la transition énergétique propre de l'Europe afin d'atteindre l'objectif du Green Deal européen

 L'amélioration de la capacité de stockage de l'électricité joue un rôle clé dans la transition vers les technologies d'énergie propre. Entre 2005 et 2018, l'activité de brevetage des batteries et autres technologies de stockage d'électricité a augmenté à un taux annuel moyen de 14% dans le monde, quatre fois plus rapide que la moyenne de tous les domaines technologiques, selon une étude conjointe publiée aujourd'hui par l'Office européen des brevets (OEB) et l'Agence internationale de l'énergie (AIE).

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Le rapport, Innovation dans les batteries et le stockage d'électricité - une analyse globale basée sur des données de brevets, montre que les batteries représentent près de 90% de toute l'activité de brevetage dans le domaine du stockage d'électricité, et que la montée en puissance de l'innovation est principalement due aux progrès des batteries lithium-ion rechargeables utilisées dans les appareils électroniques grand public et les voitures électriques. La mobilité électrique en particulier favorise le développement de nouvelles lithium-ion chimies visant à améliorer la puissance de sortie, la durabilité, la vitesse de charge / décharge et la recyclabilité. Le progrès technologique est également alimenté par la nécessité pour intégrer de plus grandes quantités d'énergies renouvelables telles que l'énergie éolienne et solaire dans les réseaux électriques.

L'étude montre également que le Japon et la Corée du Sud ont acquis une solide avance dans la technologie des batteries à l'échelle mondiale, et que les progrès techniques et la production de masse dans une industrie de plus en plus mature ont conduit à une baisse significative des prix des batteries ces dernières années - de près de 90% depuis 2010 dans le cas des batteries Li-ion pour véhicules électriques, et d'environ deux tiers sur la même période pour applications stationnaires, y compris la gestion du réseau électrique.

Développer un stockage d'électricité meilleur et moins cher est un défi majeur pour l'avenir: Selon le scénario de développement durable de l'AIE, pour que le monde atteigne les objectifs climatiques et énergétiques durables, près de 10 000 gigawattheures de batteries et d'autres formes de stockage d'énergie seront nécessaires dans le monde d'ici 2040, soit 50 fois la taille du marché actuel. Des solutions de stockage efficaces sont nécessaires pour faire avancer la transition énergétique propre de l'Europe afin d'atteindre l'objectif du Green Deal européen: rendre le continent climatiquement neutre d'ici 2050.

"La technologie de stockage de l'électricité est essentielle pour répondre à la demande de mobilité électrique et réaliser le passage aux énergies renouvelables qui est nécessaire si nous voulons atténuer le changement climatique », a déclaré Président de l'OEB António Campinos. «La montée en puissance rapide et soutenue de l'innovation en matière de stockage d'électricité montre que les inventeurs et les entreprises relèvent le défi de la transition énergétique. Les données sur les brevets révèlent que si l'Asie a une forte avance dans ce secteur stratégique, les États-Unis et l'Europe peuvent compter sur un riche écosystème d'innovation, y compris un grand nombre de PME et d’institutions de recherche, pour les aider à rester dans la course à la prochaine génération de batteries. »

"Les projections de l'AIE indiquent clairement que le stockage de l'énergie devra croître de façon exponentielle dans les décennies à venir pour permettre au monde d'atteindre les objectifs internationaux en matière de climat et d'énergie durable. Une innovation accélérée sera essentielle pour atteindre cette croissance », a déclaré le directeur exécutif de l'AIE, Fatih Birol. «En combinant les forces complémentaires de l'AIE et de l'OEB, ce rapport jette un nouvel éclairage sur les tendances d'innovation d'aujourd'hui pour aider les gouvernements et les entreprises à prendre des décisions intelligentes pour notre avenir énergétique.»

La montée en puissance des véhicules électriques stimule l'innovation Li-ion

Le rapport, qui présente les grandes tendances de l'innovation en matière de stockage d'électricité entre 2000 et 2018, mesurées en termes de familles de brevets internationaux, constate que lithium-ion (La technologie Li-ion), dominante dans l'électronique portable et les véhicules électriques, a alimenté l'essentiel de l'innovation en matière de batteries depuis 2005. En 2018, les progrès des cellules Li-ion étaient responsables de 45% de l'activité de brevetage liée aux cellules de batterie, contre seulement 7 % pour les cellules basées sur d'autres chimies.

En 2011, les véhicules électriques ont dépassé l'électronique grand public en tant que principal moteur de croissance des batteries Li-ion (Voir graphique: Nombre d'IPF liés aux applications pour les batteries). Cette tendance met en évidence le travail en cours de l'industrie automobile pour décarboner et développer des technologies alternatives d'énergie propre. Il est essentiel de garantir l'efficacité et la fiabilité des batteries des véhicules électriques pour encourager leur adoption par les consommateurs après 2020, après quoi des objectifs d'émissions plus stricts à l'échelle de l'UE s'appliqueront aux véhicules à combustibles fossiles.

La part des inventions des pays européens est relativement modeste dans tous les domaines des technologies Li-ion, mais elle est deux fois plus élevée dans les domaines émergents que dans les domaines plus établis, générant par exemple 11% des inventions à la fois en lithium fer phosphate (LFP) et Oxyde de lithium-nickel-cobalt d'aluminium (NCA), qui sont tous deux considérés comme des alternatives prometteuses aux chimies Li-ion actuelles.

Les améliorations apportées aux batteries pour voitures électriques ont également eu des retombées positives sur les applications stationnaires, y compris la gestion du réseau électrique.

Le rapport montre également que l'activité de brevetage dans la fabrication de cellules de batterie et les développements techniques liés aux cellules a triplé au cours de la dernière décennie. Ces deux domaines représentaient ensemble près de la moitié (47%) de toute l'activité de brevetage liée aux cellules de batterie en 2018, une indication claire de la maturité de l'industrie et de l'importance stratégique de développer une production de masse efficace.

En outre, d'autres technologies de stockage, telles que les supercondensateurs et les batteries à flux redox, émergent également rapidement et pourraient remédier à certaines des faiblesses des batteries Li-ion.

Entreprises asiatiques en tête

L'étude montre que Japon a clairement une avance dans la course mondiale à la technologie des batteries, avec à 40.9% des familles de brevets internationaux dans la technologie des batteries en 2000-2018, suivie de la Corée du Sud avec 17.4%, de l'Europe (15.4%), des États-Unis (14.5%) et de la Chine (6.9%). Les entreprises asiatiques représentent neuf des dix premiers déposants mondiaux de brevets liés aux batteries et les deux tiers des 25 premiers, qui comprennent également six entreprises européennes et deux américaines. Les cinq principaux candidats (Samsung, Panasonic, LG, Toyota et Bosch) ont généré ensemble plus d'un quart de tous les IPF entre 2000 et 2018. En Europe, l'innovation dans le stockage de l'électricité est dominée par l'Allemagne, qui représente à elle seule plus de la moitié des familles de brevets internationaux dans les technologies de batteries originaires d'Europe (Voir graphique: Origines géographiques des IPF européens dans la technologie des batteries, 2000-2018).

Si l'innovation dans la technologie des batteries est encore largement concentrée dans un groupe limité de très grandes entreprises, aux États-Unis et en Europe, les petites entreprises, les universités et les organismes de recherche publics jouent également un rôle important. Aux États-Unis, les PME représentent 34.4% et les universités / organismes de recherche 13.8% des IPF déposés. Pour l'Europe, les chiffres sont respectivement de 15.9% et 12.7%, contrairement au Japon (3.4% / 3.5%) et à la République de Corée (4.6% / 9.0%).

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Notes à la rédaction

À propos des familles de brevets internationales

L'analyse des brevets présentée dans ce rapport est basée sur le concept des familles internationales de brevets (IPF). Chaque IPF représente une invention unique et comprend les demandes de brevet déposées et publiées dans au moins deux pays ou déposées et publiées par un office régional des brevets, ainsi que les demandes de brevet internationales publiées. Les IPF représentent des inventions jugées suffisamment importantes par l'inventeur pour demander une protection au niveau international, et seul un pourcentage relativement faible de demandes atteint effectivement ce seuil. Ce concept peut donc être utilisé comme une base solide pour comparer les activités d'innovation internationales, car il réduit les biais pouvant survenir lors de la comparaison des demandes de brevet entre différents offices nationaux de brevets.

À propos de l'OEB

Avec près de 7 000 collaborateurs, le Office européen des brevets (OEB) est l'une des plus grandes institutions de service public d'Europe. Basée à Munich avec des bureaux à Berlin, Bruxelles, La Haye et Vienne, l'OEB a été fondée dans le but de renforcer la coopération en matière de brevets en Europe. Grâce à la procédure centralisée de délivrance de brevets de l'OEB, les inventeurs sont en mesure d'obtenir une protection par brevet de haute qualité dans jusqu'à 44 pays, couvrant un marché d'environ 700 millions de personnes. L'OEB est également la principale autorité mondiale en matière d'information et de recherche de brevets.

À propos de l'Agence internationale de l'énergie
La Agence internationale de l'énergie (AIE) est au cœur du dialogue mondial sur l'énergie, fournissant des analyses faisant autorité, des données, des recommandations politiques et des solutions concrètes pour aider les pays à produire une énergie sûre et durable pour tous. Adoptant une approche tous carburants et toutes technologies, l'AIE préconise des politiques qui améliorent la fiabilité, l'accessibilité et la durabilité de l'énergie. L'AIE soutient les transitions d'énergie propre dans le monde entier afin d'aider à atteindre les objectifs mondiaux de durabilité.

Contacts médias Office européen des brevets

Luis Berenguer Giménez

Directeur principal Communication / Porte-parole

Tél.: + 49 89 2399 1203
[email protected]

 

 

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