Les batteries au plomb pur sont de plus en plus reconnues dans les secteurs de l’industrie et des services publics pour leur haute densité énergétique et leur longévité. Au-delà de leurs prouesses techniques, ces solutions de stockage d’énergie éprouvées se distinguent également par leurs avantages en matière de cycle de vie durable. Cet e-Guide examine comment les batteries au plomb pur favorisent la durabilité grâce à des performances efficaces, une maintenance minimale et une recyclabilité totale. Il souligne également comment l’adoption de batteries au plomb pur aide les entreprises industrielles et de services publics à rationaliser leurs opérations, à optimiser les coûts et à améliorer leur réputation en vue d’atteindre la neutralité carbone.
INTRODUCTION
Les entreprises industrielles et de services publics cherchent de plus en plus à déployer des technologies et des processus plus durables dans l’ensemble de leurs activités. Plusieurs facteurs de motivation sont à l’origine de cette transition. Des systèmes et des solutions plus respectueux de l’environnement peuvent permettre de réaliser des économies et de réduire les coûts tout au long de la durée de vie (par exemple, en réduisant les factures d’énergie et la consommation globale de ressources), tout en contribuant à garantir la conformité réglementaire et à atténuer les risques. Ils peuvent également jouer un rôle important dans l’amélioration de la réputation et de l’image de marque à une époque où les parties prenantes attendent de plus en plus des entreprises qu’elles fonctionnent de manière plus responsable.
Les statistiques racontent l’histoire de ce changement vers l’adoption de processus et de technologies plus propres. Une récente enquête de Deloitte a révélé que 85 % des chefs d’entreprise ont déclaré avoir augmenté leurs investissements dans le développement durable en 2024, contre 75 % en 2023, et que la moitié d’entre eux ont commencé à mettre en œuvre des solutions technologiques pour aider à atteindre les objectifs climatiques. Parallèlement, les données de la National Association of Manufacturers aux États-Unis ont révélé que neuf membres sur dix étaient d’accord pour dire que la durabilité était une priorité absolue et que le secteur avait une responsabilité particulière envers la société dans la transition vers une économie future basée sur des méthodologies plus circulaires. Selon l’Agence européenne pour l’environnement, les grandes entreprises européennes se sont également engagées à passer à des opérations plus durables, avec des scores moyens pour les questions environnementales, sociales et de gouvernance passant à 80,6 en 2024, ce qui reflète un engagement fort à s’aligner sur les objectifs climatiques.
Le décor est donc planté. Les organisations industrielles et de services publics veulent et s’attendent à adopter des processus et des technologies plus durables, et cela peut se faire de nombreuses façons. De nombreuses organisations cherchent de plus en plus à améliorer l’efficacité de leurs opérations internes et étudient l’utilisation de sources d’énergie renouvelable au sein des installations pour réduire les émissions directes et indirectes de gaz à effet de serre. Dans le même contexte, d’autres initiatives visent à réduire les déchets et à accroître la gestion responsable de l’eau afin de protéger les précieuses ressources naturelles. Ces entreprises souhaitent déployer des produits et des systèmes bien conçus qui utilisent efficacement les matières premières, nécessitent peu d’entretien et peuvent être recyclés en fin de vie. En bref, en adoptant des technologies durables, les entreprises industrielles et de services publics peuvent atteindre une résilience et une compétitivité à long terme tout en contribuant positivement à la gestion de l’environnement.
LA DURABILITÉ EN ACTION
À quoi ressemble ce programme de développement durable au sein d’EnerSys, l’un des principaux fournisseurs mondiaux de batteries industrielles ? Comment l’entreprise impulse-t-elle le changement au niveau du chiffre d’affaires ? Plus précisément, comment EnerSys a-t-il un impact positif sur la façon dont le plomb pur à plaque mince (TPPL) est conçu, construit, exploité et éliminé dans le secteur industriel et des services publics ?
À l’échelle de l’entreprise, des objectifs ESG ont été fixés qui renforcent la position d’EnerSys en tant que leader sectoriel. Par exemple, l’entreprise vise à réduire l’intensité énergétique de 25 % par kWh de stockage produit d’ici 2030 par rapport à 2020. À la fin de 2023, il y a eu une réduction de 13,3 % depuis le début de la décennie. EnerSys a également l’ambition de devenir neutre en CO2 pour les émissions de scope 1 d’ici 2040, et des progrès considérables ont déjà été réalisés. Les émissions sont inférieures de 25 % en termes absolus par rapport à 2019.
À L’ÉCHELLE DE L’ENTREPRISE, DES OBJECTIFS ESG ONT ÉTÉ FIXÉS, CE QUI RENFORCE LA POSITION D’ENERSYS EN TANT QUE LEADER SECTORIEL.
De telles réalisations notables sont la somme de nombreuses parties. EnerSys possède des installations de conception et de fabrication de batteries situées dans le monde entier, y compris en Europe et aux États-Unis. Dans chaque cas, il y a un effort continu pour réduire l’impact environnemental des processus de fabrication tout en offrant des avantages en matière de durabilité tout au long du cycle de vie des produits grâce à une maintenance réduite et à une facilité de recyclage. Ces initiatives visent toutes à aider les organisations industrielles et de services publics à atteindre leurs objectifs environnementaux en route vers la carboneutralité.
FABRICATION RESPECTUEUSE DE L’ENVIRONNEMENT
Voyons ce que cela signifie en termes d’exemples pratiques et concrets. Les batteries au plomb pur représentent une technologie éprouvée et fiable pour les systèmes d’alimentation ininterrompue au sein des entreprises industrielles et de services publics en raison de leur densité d’énergie et de leur fiabilité élevées. Mais comment peuvent-ils être fabriqués de manière plus respectueuse de l’environnement ? Et comment peut-on tirer des avantages en matière de durabilité sur le point d’utilisation ? Le processus de fabrication est un excellent point de départ, l’emplacement de l’usine jouant un rôle important dans l’histoire. Pour l’Europe et les États-Unis, les batteries EnerSys® TPPL sont conçues et fabriquées à proximité de leur point d’utilisation, ce qui réduit au minimum le transport.
De plus, de nombreux pays abritant des installations de production EnerSys, comme la France, le Royaume-Uni et les États-Unis, ont investi des sommes importantes dans des réseaux électriques à faible émission de carbone par rapport à d’autres parties du monde. La France, par exemple, où se trouve l’usine de production d’Arras qui emploie plus de 750 personnes, bénéficie d’une électricité décarbonée et affiche les émissions par habitant les plus faibles des grandes économies en raison du rôle de l’énergie nucléaire. Selon l’Association nucléaire mondiale, 70 % de l’électricité en France provient d’un nucléaire presque zéro carbone, tandis que l’hydroélectricité, une source d’énergie renouvelable sans carbone, fournit 10 % supplémentaires. De plus, le Royaume-Uni et les États-Unis ont des pourcentages relativement élevés d’énergie propre par rapport à de nombreux autres pays, ce qui a un impact positif sur l’empreinte carbone des batteries fabriquées dans ces régions.
Les usines individuelles d’EnerSys ont également investi dans des projets d’énergie renouvelable. Par exemple, l’usine de Bellingham, dans l’État de Washington, aux États-Unis, utilise de l’énergie propre générée par un panneau solaire de 32,4 kW. Depuis son installation en 2015, elle a généré plus de 200 000 kWh, et EnerSys installe actuellement une centrale de 5,2 MW à son siège mondial de Reading, en Pennsylvanie, aux États-Unis.
INVESTISSEMENTS DANS LES TECHNOLOGIES DE PRODUCTION
L’efficacité énergétique est bonne pour la planète et les résultats. À l’intérieur des usines, des investissements ont été réalisés pour réduire l’impact environnemental du processus de production des batteries. Historiquement, les batteries au plomb pur, y compris le TPPL, ont impliqué de nombreux processus manuels tels que la préparation de la pâte de plomb, la fabrication de la grille de batterie, le collage et le durcissement des plaques et l’assemblage des cellules. En post-production, les employés seraient également impliqués dans le contrôle et l’inspection de la qualité, la finition, l’étiquetage et l’emballage. De nos jours, de nombreux processus manuels ont été automatisés afin d’optimiser les matériaux, d’augmenter les vitesses de production, d’améliorer l’uniformité des produits, de réduire les déchets et d’améliorer la qualité. À titre d’exemple, à l’usine EnerSys de Springfield, dans le Missouri, aux États-Unis, des millions de dollars ont été investis dans une ligne à haut débit hautement automatisée et numérisée afin d’augmenter la production et de réduire la consommation d’énergie. Des études internes ont montré que la réduction de la quantité d’interaction humaine dans le processus de fabrication – avec moins d’activité de manutention manuelle sur la chaîne de production – peut augmenter l’efficacité, la qualité et la précision, réduisant ainsi le besoin de retouches. Cette transition vers des opérations plus automatisées libère le personnel pour qu’il puisse jouer des rôles à plus forte valeur ajoutée, ce qui se traduit par des opérations plus rationalisées et une réduction des coûts associés aux déchets et à l’énergie. Plus généralement, EnerSys continue d’examiner comment des technologies avancées telles que les véhicules guidés automatiquement, la robotique, les convoyeurs et les systèmes de vision – souvent soutenues par des disciplines en évolution rapide telles que l’intelligence artificielle et l’apprentissage automatique – peuvent être adoptées dans des environnements de production afin de réduire l’impact environnemental de ses activités de fabrication de batteries.
D’autres initiatives de production peuvent également porter leurs fruits. Le processus de fabrication des batteries au plomb nécessite la fusion du plomb dans des pots pour la coulée et la production de grilles. Traditionnellement, ce processus consiste à chauffer plusieurs tonnes de métal avec un grand brûleur à gaz. Non seulement ce processus produit des émissions de gaz à effet de serre lors de la combustion, mais il a également des effets moins qu’optimaux sur l’équipement. Le chauffage au gaz est inefficace, car l’application directe de chaleur pour faire fondre le plomb peut causer des contraintes dans les pots en acier et finalement entraîner des fissures au fil du temps. Un pot fêlé peut entraîner une situation potentiellement dangereuse pour nos travailleurs et l’environnement.
Dans un souci de sécurité et de gestion de l’environnement, EnerSys a décidé de passer à un processus plus sûr. L’énergie nécessaire au chauffage proviendra désormais de l’électricité, qui est de plus en plus produite à partir de sources renouvelables. L’électrification du processus de fusion réduit l’empreinte carbone des batteries fabriquées. Parallèlement aux efforts d’électrification, EnerSys cherche continuellement à affiner et à améliorer d’autres aspects du processus de fusion afin de réduire davantage l’empreinte carbone de ses batteries. De plus, à mesure que nos réseaux de transport et de distribution d’électricité se décarbonisent – et les batteries jouent également un rôle dans ce domaine – le processus se rapproche de la neutralité carbone, ce qui ne serait pas possible avec des procédés au gaz.
EnerSys a également adopté une nouvelle technique de fabrication de batteries au plomb dans des usines sélectionnées aux États-Unis, en France et en Pologne, ce qui élimine davantage le besoin de processus traditionnels de chauffage, de fusion et de refroidissement du plomb, énergivores. Le système de découpe Sovema Cold Cube utilise un processus à froid pour couper le plomb directement de son état solide en cubes de l’épaisseur nécessaire. En remplaçant les procédés conventionnels de lutte contre les incendies au gaz, EnerSys a permis de réduire d’environ 0,5 kilogramme d’équivalent CO2 par batterie produite, ce qui équivaut à une diminution de ~20 % des émissions de gaz à effet de serre de portée 1 par batterie. Le nouveau procédé réduit considérablement l’exposition des employés au plomb dans l’environnement de travail, atténuant ainsi les risques potentiels pour la santé associés aux méthodes de fabrication traditionnelles.
Pendant ce temps, EnerSys économise environ 495 000 gallons d’eau par an sur chaque site qui utilise le système de découpe Cold Cube en éliminant le besoin de refroidissement par eau dans le processus de production du cube, contribuant ainsi aux efforts de conservation de l’eau. En éliminant la nécessité d’une ventilation par aspiration pour éliminer les fumées de plomb et le processus de récupération du plomb, les émissions de plomb dans l’atmosphère ont été réduites tandis que les déchets de plomb ont diminué de dizaines de milliers de kilogrammes par an. Le système de découpe Cold Cube est en cours de mise en œuvre dans d’autres installations de fabrication d’EnerSys, ce qui prolonge son impact positif au-delà de son déploiement initial.
De plus, pour des produits tels que les batteries au plomb pur, EnerSys impose des méthodologies strictes de qualité et de traçabilité afin de garantir une utilisation optimisée des matériaux. Chaque plaque utilisée dans le processus de production est pesée et estampillée pour assurer la répétabilité et l’uniformité du processus tout en minimisant les déchets. EnerSys s’engage également à respecter des normes environnementales telles que l’ISO 140001 afin de favoriser l’amélioration continue de ses activités.
ÉTUDE DE CAS : LES BATTERIES ENERSYS® FOURNISSENT UNE SAUVEGARDE DURABLE À LA CENTRALE ÉLECTRIQUE DU KOSOVO
Les batteries au plomb pur à plaque mince EnerSys® ont amélioré la fiabilité et la durabilité de l’infrastructure électrique de la Kosovo Energy Corporation (KEK), assurant un fonctionnement ininterrompu en cas de défaillance du réseau.
Les batteries existantes de la centrale KEK Termocentrali Kosova B (TCB) avaient atteint la fin de leur vie et étaient considérées comme un risque pour la fiabilité de l’alimentation de secours. L’exploitant de l’usine a cherché une solution avec des besoins de maintenance inférieurs à ceux de l’installation existante de batteries inondées. La solution a consisté à intégrer des batteries PowerSafe® SBS XL 2 volts, supervisées par le distributeur régional d’EnerSys, EXBATT. Les batteries offrent des performances supérieures et une durée de vie prolongée par rapport aux solutions conventionnelles existantes. Il est important de noter qu’ils peuvent fonctionner sans entretien, ce qui réduit la charge de travail et les coûts de maintenance associés à l’entretien, ce qui constitue un avantage en matière de durabilité. Les batteries ont été installées dans un nouveau système de rayonnage résistant aux vibrations pour un fonctionnement à long terme.
LA SOLUTION A ÉTÉ D’INTÉGRER DES BATTERIES POWERSAFE® SBS XL 2 VOLTS, SUPERVISÉES PAR LE DISTRIBUTEUR RÉGIONAL D’ENERSYS, EXBATT. LES BATTERIES OFFRENT DES PERFORMANCES SUPÉRIEURES ET UNE DURÉE DE VIE PROLONGÉE PAR RAPPORT AUX SOLUTIONS CONVENTIONNELLES EXISTANTES.
Les principales caractéristiques techniques comprenaient un fonctionnement à haute température. Les batteries PowerSafe® SBS XL ont une tolérance de température robuste, ce qui leur permet de fonctionner efficacement même à des températures élevées. Cette caractéristique a permis de s’assurer que la salle des batteries de KEK, avec des températures allant de 25 à 40 °C (77 à 95 °F), pouvait toujours bénéficier de performances de batterie fiables jusqu’à ce qu’un système de climatisation soit activé.
« Je suis ravi de souligner la collaboration exceptionnelle de notre équipe dans la transformation de l’infrastructure électrique de KEK avec la gamme de batteries phare PowerSafe® SBS XL d’EnerSys® », a déclaré Blerim Blaku, directeur d’EXBATT. « Ensemble, nous avons atteint une fiabilité remarquable et contribué à assurer des opérations ininterrompues lors de pannes techniques chez le premier producteur d’électricité du Kosovo. Le dévouement et l’expertise de notre équipe, combinés aux solutions exceptionnelles et au soutien d’EnerSys®, ont ouvert la voie à un avenir résilient pour le réseau du Kosovo.
 |
RÉDUCTION DE LA MAINTENANCE SUR SITE
Voilà donc quelques-uns des avantages en matière de durabilité tirés du développement de processus internes. Cependant, les avantages environnementaux des batteries au plomb pur dans les applications industrielles et utilitaires s’étendent au fonctionnement, à la maintenance et à la fin de vie. En termes d’applications, les batteries au plomb pur sont utilisées pour de multiples cas d’utilisation dans de tels environnements, fournissant une sauvegarde fiable, soutenant l’intégration des énergies renouvelables, alimentant des équipements critiques et améliorant la résilience globale. Ils sont régulièrement sélectionnés en raison de leurs capacités techniques inhérentes, telles que de longs cycles de vie, une densité d’énergie élevée, une charge rapide et des performances fiables dans des conditions extrêmes. Les batteries au plomb pur encouragent également l’adoption de systèmes et de technologies sur site plus électrifiés plutôt que, par exemple, des solutions diesel ou au gaz pour les véhicules, les équipements ou l’alimentation de secours, qui auraient des émissions beaucoup plus élevées au point d’utilisation.
Cependant, l’avantage le plus important en matière de durabilité découle d’activités de maintenance plus rationalisées, qui découlent de caractéristiques de conception et de fabrication inhérentes. Les batteries au plomb pur utilisent des matériaux de haute qualité, des plaques minces et des techniques d’étanchéité avancées, ce qui leur confère une durée de vie allant jusqu’à 15 à 20 ans. La réduction du gazage et l’efficacité élevée de recombinaison dans les batteries minimisent les pertes d’eau, réduisant ainsi le besoin de faire l’appoint d’électrolyte avec de l’eau distillée. De plus, les batteries au plomb pur sont plus résistantes à la corrosion que les autres chimies de batteries. De plus, l’ensemble du boîtier (récipient et couvercle) dans lequel chaque batterie est logée fait preuve d’une robustesse de pointe. La capacité de ces boîtiers à faire face à de lourds chocs et vibrations favorise la longévité sur le terrain.
Ces facteurs, combinés, réduisent la nécessité d’activités d’entretien régulières et les visites associées sur le site. Les besoins d’entretien inférieurs des batteries dotées de la technologie TPPL, par rapport aux types de batteries traditionnels, se traduisent par une réduction des ressources consommées et un impact environnemental moindre sur la durée de vie. Pendant ce temps, les batteries au plomb pur sont également très efficaces sur la charge flottante en raison de la résistance interne plus faible. Le fonctionnement à un courant flottant inférieur à celui des batteries au plomb conventionnelles réduit la consommation d’électricité, réduisant ainsi les émissions de gaz à effet de serre de portée 2 (provenant de l’électricité) pour l’utilisateur final. En fin de compte, les batteries au plomb pur offrent des performances fiables et nécessitant peu d’entretien dans les environnements industriels et les services publics, ce qui réduit les coûts du cycle de vie et améliore les références en matière de durabilité.
RECYCLAGE DE TOUS LES COMPOSANTS MAJEURS
Finalement, cependant, tous les produits à batterie atteignent leur fin de vie. Il y a aussi une histoire de durabilité à raconter, avec le recyclage et la réutilisation qui entrent en jeu dans le cadre de l’économie circulaire. Des recherches du Battery Council International (BCI) montrent que les trois principaux composants des batteries au plomb (plomb, plastique, acide) sont 100 % recyclables. Les lingots de plomb sont utilisés pour fabriquer de nouvelles grilles de batteries, tandis que le plastique est récupéré pour fabriquer de nouveaux couvercles et boîtiers. Pendant ce temps, les électrolytes peuvent également être récupérés et réutilisés dans la fabrication de nouvelles batteries. Dans d’autres cas, des composés tels que le sulfate de sodium peuvent être séparés des électrolytes usagés et recyclés ou vendus pour être utilisés dans la fabrication de textiles, de verre et de détergents. Selon BCI, ces processus créent les matières premières nécessaires aux nouvelles batteries au plomb conventionnelles, et une nouvelle batterie au plomb conventionnelle est composée d’au moins 80 % de matériaux recyclés ; en effet, les fabricants de batteries au plomb conventionnelles aux États-Unis s’approvisionnent à 83 % en plomb nécessaire auprès d’installations de recyclage nord-américaines.
UNE ÉTUDE DU BATTERY COUNCIL INTERNATIONAL (BCI) MONTRE QUE LES TROIS PRINCIPAUX COMPOSANTS DES BATTERIES AU PLOMB (PLOMB, PLASTIQUE, ACIDE) SONT 100 % RECYCLABLES.
Ce cycle de vie bien établi et en boucle fermée signifie que les batteries au plomb, qui, selon BCI, sont le produit de consommation le plus recyclé aux États-Unis, sont un élément extrêmement avantageux de la transition vers une économie circulaire à faible émission de carbone. Dans l’optique de la maturité d’autres chimies de batteries, EnerSys travaille également en collaboration avec des associations professionnelles et d’autres parties prenantes pour mettre en place un processus de recyclage similaire pour les batteries lithium-ion, qui contiennent des métaux comme le lithium, le cobalt, le nickel et le cuivre. Cette chimie pose différents défis à la fin du cycle de vie, et EnerSys contribue au développement de nouveaux processus et technologies pour récupérer les pièces de batteries lithium-ion qui ont moins d’impact sur l’environnement, que ce soit en réduisant l’empreinte carbone ou en produisant moins de produits chimiques synthétiques pouvant causer des dommages écologiques. Ce travail en cours continuera d’alimenter le récit de durabilité autour des nouveaux produits de stockage d’énergie.
SOUTENIR LES UTILISATEURS FINAUX EN ROUTE VERS LA NEUTRALITÉ CARBONE
Il est clair que les batteries au plomb pur représentent une solution technologique convaincante pour les organisations industrielles et de services publics qui cherchent à améliorer leurs références environnementales en vue d’atteindre la neutralité carbone. Les batteries au plomb pur représentent une technologie éprouvée pour de multiples applications dans ces environnements en raison de leur densité d’énergie élevée inhérente, de leur fiabilité et d’autres caractéristiques de performance technique. Mais ils offrent également de nombreux avantages en matière de durabilité, de la conception et de la fabrication à l’exploitation, à la maintenance et à la fin de vie. EnerSys fabrique des batteries industrielles depuis plus de cent ans, ce qui la place à l’avant-garde des capacités de fabrication et du développement de nouveaux produits. L’entreprise s’engage à améliorer continuellement ses produits et ses processus, en investissant continuellement dans des initiatives de durabilité tout au long du cycle de vie. D’autres outils, tels que les calculateurs de carbone en ligne, soutiennent ces avancées, aidant les clients à faire des choix de produits plus éclairés. En fin de compte, il s’agit de s’assurer que les batteries au plomb pur continuent de fournir un stockage d’énergie stable et fiable tout en contribuant aux réseaux énergétiques plus propres et plus distribués de demain.
