La baisse rapide du prix des batteries Lithium Ion et la structuration de la filière

Le 09 décembre 2014

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Un article de l’usine nouvelle de 2008 titrait « Voiture électrique : Vers une pénurie de lithium ». Au même moment, les premiers véhicules électriques était commercialisés à des tarifs assez peu attractifs, la faute essentiellement au prix de la batterie qui représentait 50% du prix du véhicule.

Depuis, l’offre de véhicules électriques s’est diversifiée et la technologie Lithium Ion s’est imposée comme choix technique pour l'ensemble des constructeurs. Plusieurs experts estiment qu’il n’y aura pas, à moyen terme, de technologie de substitution pour remplacer le lithium. Depuis 2008, la question de la pénurie a été repoussée et une chute rapide du prix de revient des batteries est observée.

 

Des réserves de lithium suffisantes pour la croissance du marché automobile

Nous savons maintenant que la pénurie de lithium n’est pas pour demain. Les estimations de réserves suscitent des débats et les chiffres sont très divergents. L’estimation par plusieurs organismes des réserves de Bolivie, plus gros gisement à ce jour, oscille par exemple entre 5 et 300 millions de tonnes ! Dans sa publication de 2011, l’USGS (Institut d'études géologiques des États-Unis) fournit une estimation des gisements qui fait aujourd'hui autorité. L'institut estime les ressources mondiales de Lithium à 32,5 millions de tonnes, dont 9 pour la Bolivie. Au rythme actuel de consommation du lithium, ces ressources permettent 1200 ans d’exploitation. Même avec une croissance rapide des véhicules électriques et hybrides, les réserves seront ainsi suffisantes à couvrir les besoins. Un centre de recherche allemand évalue à 10 milliards le parc de véhicules électriques possible avec les réserves de lithium estimées. Ces chiffres sont à mettre en parallèle du parc actuel automobile mondial d’un peu plus de 1 milliard et d'une projection de l’ordre de 2,5 milliards de véhicules en 2050. C'est en outre sans compter les gisements encore inconnus et la structuration d'une filière de recyclage des batteries lithium encore inexistante.

La production de lithium est très concentrée. 4 grands producteurs réalisent 75% de la production mondiale : SQM, FMC, Chemetall et Talison. Les investissements de production annoncés indiquent à l’horizon 2020 des surcapacités de production très importantes éloignant à priori le risque d’une insuffisance d’offre et d’une pression sur les prix. Pour ces raisons, le rapport du BRGM "Panorama 2011 du marché du lithium" indique une faible criticité sur les risques d'approvisionnement du lithium et une prévision de stabilité des prix. Par ailleurs, si le lithium est une ressource stratégique pour les fabricants de batteries, celui-ci n’intervient que pour 100 à 150 $ dans le prix de revient des batteries, c'est à dire quelques pourcents.

 Réserves de lithium

Source BRGM - Panorama 2011 du marché du lithium

La baisse du prix des batteries plus rapide que prévu

Les ventes de voitures électriques sont moins élevées que prévues, mais pour autant le prix de revient du kWh de batterie a baissé rapidement, plus rapidement que les prévisions réalisées. C’est ce que rapportent plusieurs experts dont Bloomberg Energy Finance et Mc Kinsey. Le prix moyen au premier semestre 2014 se situe à 540 $ du kWh, 20% de moins par rapport à 2012 et 50 % de moins par rapport à 2010 où les prix se situaient autour de 1000 $ le kWh. Les estimations de plusieurs fabricants de batteries annoncent pour 2015 des prévisions de prix à hauteur de 300 € le kWh et même 150 € en 2020.

Prix du kWh batterie Li IonSource : Les Echos - chiffres 2015 et 2020, estimation des fabricants

On assiste ainsi à une trajectoire de baisse rapide du prix des batteries lithium, à l'image de ce qu'a connu le prix à la production des cellules photovoltaïques. Plusieurs facteurs contribuent à la cette baisse, c'est le cas du niveau élevé de R&D engagé par les acteurs et les programmes de recherche. Le marché se concentre en effet autour de quelques acteurs d'envergure mondiale qui investissent massivement pour garder le leadership sur ces technologies d’avenir. Celles-ci n’adressent d'ailleurs pas uniquement le marché automobile mais globalement le stockage de l’énergie, technologies nécessaires à la transition énergétique. Les montants investis sont considérables. La maitrise des processus de production d’une industrie qui devient une industrie de masse contribue également à cette baisse des prix. Enfin les capacités de production très importantes mises en place par anticipation par les acteurs, associées à des ventes de voitures électriques encore faibles génèrent des surcapacités de production générant des effets de baisse sur les prix.

Ainsi, le prix des batteries, considéré comme le principal frein au développement des véhicules électriques devrait encore continuer de baisser d'ici 2020. Les calculs de coût d'usage de l'OVE (Observatoire du Véhicule d'Entreprise) montrent en 2014 des coûts d'usages similaires entre thermique et électrique sur certains véhicules. On peut ainsi penser que la baisse du prix des batteries va peu à peu effacer ce frein économique et soutenir le développement du véhicule électrique, mais également celui du véhicule hybride qui pourra embarquer des batteries de moins en moins chères et de plus en plus capacitaires.

 

Les grandes manœuvres entre constructeurs et fabricants de batteries

Le marché de cellules Lithium pour batteries se concentre également autour de quelques acteurs mondiaux, essentiellement japonais et coréens.

Panasonic, déjà leader, vise de grandes ambitions sur le marché automobile des batteries et s’est récemment associé avec Tesla pour un transfert de technologie et la construction d’une usine géante aux Etats-Unis. Cette mega usine devrait démarrer en 2017 et produire 35 GWh de batteries en 2020 avec 6500 salariés, soit autant que la production mondiale de 2013 de batteries Li-Ion. Cet investissement de plusieurs milliards de dollars vise une approche industrielle inédite et des prix de production en rupture.

Le groupe Robert BOSCH a également annoncé en 2014 la constitution avec les japonais GS-Yuasa et Mitsubishi corporation d’une JV portant sur le développement et la production de batteries pour automobile à partir de 2017.

Daimler a de son côté décidé de fermer fin 2015 son usine Li Tec de production de batteries, indiquant que malgré la qualité des batteries, leur prix de production est trop important. Li Tec était initialement une filiale d'Evonik un groupe de chimie allemand crée en JV puis racheté par Daimler. Daimler admet qu’il ne revient finalement pas à un constructeur de produire lui-même ses cellules de batteries. Le constructeur conservera son site d’assemblage de batteries Deutsche Accumotive tout en achetant les cellules à des spécialistes.

Renault semble également en 2014 revoir sa stratégie de production de cellules "maison" (une usine était en effet prévue). Le groupe a conclu un accord en 2014 avec le Coréen LG Chem pour la production de cellules des futurs générations de véhicules électriques de Renault, et l'usine ne semble désormais plus à l'ordre du jour.

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