9 min de temps de lecture 4 mars 2019
Le chargement des voitures électriques

Pourquoi le cycle de vie des batteries de VE est-il plus important que la durée de vie des batteries ?

Une nouvelle vision des batteries de VE peut ouvrir la voie à des modèles économiques totalement inédits.

Tout comme les batteries rechargeables présentes dans votre brosse à dents, votre appareil photo ou votre téléphone portable, les batteries des véhicules électriques (VE) ne sont pas éternelles. Après quelques milliers de cycles de charge, un bloc de batterie lithium-ion pour VE n’est plus en mesure d’alimenter le véhicule et doit être échangé contre un neuf.

La vie de la batterie n’est pas terminée pour autant. Avec des systèmes et des marchés adaptés, ces batteries a priori à bout de souffle peuvent jouir d’une deuxième, d’une troisième, et même d’une quatrième vie pour des utilisations moins exigeantes. Encore aujourd’hui, des acteurs tels que des opérateurs de tour de télécommunication et des entreprises du réseau public exploitent des batteries de deuxième vie afin d’optimiser leur coût d’exploitation.

Alors que les ventes mondiales de VE devraient atteindre les 11 millions d’ici 2025, l’urgence va être de savoir comment gérer un stock croissant de batteries de VE, tant d’un point de vue commercial qu’environnemental. La gestion efficace du cycle de vie des batteries est la clé potentielle de l’avenir des VE.

femme courant sur des marches en béton
(Chapter breaker)
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Chapitre 1

Faire d’un obstacle une opportunité

Les batteries de VE sont onéreuses, mais leur chaîne de valeur — utilisation, réutilisation, recyclage — offre un potentiel de revenus.

Se contenter de jeter les blocs de batterie qui ne sont plus adaptés à leur fonction d’origine est clairement anti productif pour toute technologie durable. Les batteries de VE sont coûteux, contiennent des matières premières rares et leur mise au rebut représente un véritable défi écologique. De plus, le budget nécessaire à leur élimination est tout sauf attrayant à l’heure actuelle.

La gestion du cycle de vie des batteries constitue une opportunité émergente considérable, qui pourrait résoudre les problématiques liées à l’enfouissement toxique et onéreux des batteries de VE. Toutefois, exploiter tout le potentiel de cette opportunité nécessitera des niveaux de collaboration inédits, non seulement au cœur des secteurs de la fabrication des batteries, de l’automobile, des réseaux publics, des métaux et des mines, mais aussi au sein même des centres de R&D et de la communauté des start-ups.

Mais la récompense est belle : la gestion du cycle de vie des batteries offre l’occasion rêvée de transformer ce qui peut freiner la croissance des ventes de VE dans le futur.

Les batteries, de véritables ressources

Les batteries sont des ressources et doivent être reconnues comme telles, plutôt que comme un simple composant d’un véhicule. Cette reconnaissance permettrait de garantir qu’elles sont bel et bien conçues dans l’optique de représenter une importante source de revenus supplémentaires sur une durée de vie complète, pouvant s’étendre sur plusieurs décennies.

Considérons l’exemple suivant :

Une batterie neuve coûte aux alentours de 200 $ par kWh utilisable (la batterie représentant plus de 50 % du coût d’un VE). Une batterie de deuxième vie issue d’un VE pourrait réduire ce coût à seulement 49 $ par kWh utilisable.

De telles économies sont obtenues en :

     
  1. gérant la batterie tout au long de sa durée de vie, avec des documents de suivi et de propriété distincts pour le véhicule et le bloc de batterie — en tirant éventuellement parti de la blockchain et des contrats intelligents ;
  2. créant un marché afin de faciliter le passage à d’autres utilisations alternatives économiquement viables, notamment le stockage des énergies solaire et éolienne, la stabilisation du réseau, les alimentations de secours et même la charge des VE ;
  3. rendant possible l’élaboration de nouveaux modèles économiques, tels que le « stockage à la demande » et le « stockage en tant que service », qui permettraient à des entreprises énergétiques émergentes de générer des flux de revenus sans avoir à dépenser pour la construction d’actifs.
 

Ainsi, les constructeurs automobiles pourraient avoir accès à de nouvelles opportunités commerciales issues directement de la réutilisation des batteries de VE. Ils pourraient alors utiliser la valeur actuelle de ces dernières pour réduire les coûts initiaux d’acquisition d’un VE, et alors booster les ventes. Du côté des réseaux publics, certains mettent déjà en place un marché permettant d’acquérir des batteries de deuxième vie. Les VE ne sont rien d’autre que du stockage sur roues et un moyen potentiel de maintenir les factures des clients aussi basses que possible.

La phase essentielle de cette transformation réside dans la mise en place d’une collaboration entre les entreprises issues des secteurs de l’automobile, des réseaux publics, des métaux et des mines, dans le but de créer un marché viable permettant de profiter pleinement des avantages économiques que le cycle de vie des batteries a à offrir. Pour y parvenir, ces secteurs devront collaborer et se détourner des chaînes de valeur linéaires traditionnelles, pour adopter un modèle d’écosystème d’économie circulaire.

La chaîne de valeur circulaire, synonyme de virtuosité

La chaîne de valeur des batteries — qui comprend leur utilisation, leur réutilisation et leur recyclage — est un modèle d’économie circulaire. Au bout du compte, les batteries de VE usagées sont véritablement à bout de souffle : lorsqu’elles ne sont même plus adaptées à des applications de stockage de base, elles sont recyclées pour que leurs matières premières puissent réintégrer le cercle vertueux.

Une chaîne de valeur circulaire génère moins de gaspillage, mais est plus complexe qu’une chaîne linéaire traditionnelle, car l’intégralité du cycle de vie doit être prise en compte dès le départ, plutôt qu’être ignorée ou considérée comme étant le problème de quelqu’un d’autre.

Toutefois, si la complexité relative à la réutilisation des batteries de VE est principalement due à la nécessité d’établir de nouveaux partenariats et modèles économiques axés sur leurs futures utilisations, les défis que représente le recyclage sont bien plus variés. 

un randonneur au sommet d’une montagne
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Chapitre 2

Un marché à fort potentiel, mais aux contraintes variées

Certains types de batterie ne sont pas adaptés au recyclage, ce qui complexifie le processus. Mais la transformation est en marche.

Le recyclage constitue une incroyable opportunité actuellement sous-exploitée. Le recyclage constitue une incroyable opportunité actuellement sous-exploitée. Seulement environ 5% de batteries lithium-ion sont recyclés à ce jour, et près de 11 millions de tonnes d’entre elles seront rebutées d’ici 2030, selon Bloomberg NEF.

Le marché du recyclage représente un énorme potentiel, toutefois limité par plusieurs facteurs : les produits chimiques d’une batterie ne disposent pas tous des mêmes capacités de recyclage, et tout un éventail de produits et de blocs de batterie différents sont actuellement utilisés. En outre, le processus lui-même est complexe et onéreux : la fusion de batteries de grande consommation génère un produit mixte, à partir duquel le lithium doit être extrait par le biais d’un traitement supplémentaire, à un coût supplémentaire. Les conditions économiques n’y sont pas favorables pour le moment (la valeur des matières premières récupérées représente environ un tiers du coût).

À mesure que le nombre de batteries de véhicules électriques (VE) à recycler augmentera, les incitations commerciales l’emporteront sur la plupart des complexités coûteuses représentées par le recyclage à l’heure actuelle. Encore aujourd’hui, des start-ups et des innovateurs de procédés travaillent sur des technologies de recyclage avant-gardistes, permettant d’obtenir des taux de récupération supérieurs à 90 % pour les minéraux clés que sont le lithium et le cobalt.

Cependant, afin d’atteindre un niveau d’efficacité et de rentabilité maximal, les types de batterie devront être standardisés à l’échelle industrielle et les batteries devront être conçues dans l’optique d’être recyclées.

La réglementation, un moyen de façonner le marché

Des changements réglementaires tendent à faire porter la responsabilité de la gestion des batteries de VE usagées sur les constructeurs automobiles — ces changements ont déjà pris effet en Chine, dans l’Union Européenne et dans plusieurs états des États-Unis, dont la Californie, le Minnesota et New York.

La loi fédérale américaine exige uniquement le recyclage des batteries nickel-cadmium et plomb-acide. Seuls quelques états des États-Unis disposent d’exigences en matière de traitement des batteries lithium-ion. Les réglementations européennes exigent que les fabricants de batteries (y compris les constructeurs automobiles) financent les coûts de collecte, de traitement et de recyclage de l’ensemble des batteries collectées. La Chine a également adopté un règlement provisoire faisant des constructeurs automobiles les responsables de la récupération et du recyclage des batteries.

À quoi s’attendre ?

Il devrait être clair, à présent, qu’aucun acteur, aussi puissant soit-il, ne peut fournir la très vaste gamme de capacités et d’expertise requises par la gestion du cycle de vie des batteries.

Pour ceux qui se lancent dans cette aventure, et qui se demandent comment procéder et à quoi s’attendre, diverses initiatives forment déjà une ébauche de l’avenir — et des modèles économiques associés.

Les constructeurs automobiles étudient différentes approches afin d’exploiter les opportunités présentées par cette chaîne de valeur émergente. Ces approches vont de la création d’entreprises énergétiques en interne au développement d’un modèle d’économie circulaire en trois étapes pour leurs batteries, avec des partenariats englobant les applications de réutilisation et de recyclage.

L’écosystème autour de la gestion du cycle de vie des batteries est également témoin de l’émergence de start-up qui s’associent à des constructeurs automobiles. Ensemble, ils essayent de gérer les batteries de VE (notamment pour le compte des constructeurs automobiles) tout au long de leur vie. Ainsi, ils prennent en charge les aspects tels que la répartition, la réutilisation, le recyclage et enfin la gestion logistique des ces batteries.

Cela démontre parfaitement la diversité des approches et des partenariats ainsi que la pensée collaborative requises pour concrétiser la gestion du cycle de vie des batteries.

Les entreprises doivent identifier et développer des partenariats commerciaux stratégiques, que ce soit auprès de start-up novatriceKN ou de grandes entreprises ancrées dans le marché. Par ailleurs, elles ne doivent pas oublier d’investir dans l’avenir, par le biais de collaborations intersectorielles et universitaires, dans le but de promouvoir la recherche et le développement.

Nombre de constructeurs automobiles à travers le monde ont conclu des accords de réutilisation, grâce auxquels les batteries de seconde vie sont utilisées dans le cadre de diverses applications, notamment le stockage de l’énergie renouvelable, la stabilisation du réseau, l’alimentation de secours et la charge des VE.

Pendant que certains travaillent en partenariat avec des entreprises de recyclage, d’autres mettent en place des accords d’approvisionnement sur le long terme afin de sécuriser l’approvisionnement des batteries et/ou l’accès aux matières premières.

Bien qu’il soit encore tôt pour démocratiser l’application industrielle de la gestion du cycle de vie des batteries, le nombre de ces initiatives ne va aller qu’en augmentant. Et l’arrivée de nouveaux marchés et de nouveaux acteurs ne les rendra que plus intégrées et évolutives. 

un sauveteur en kayak à un ironman
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Chapitre 3

Prendre les rênes de la gestion du cycle de vie des batteries

À travers des partenariats et des modèles économiques inédits, les constructeurs automobiles peuvent offrir de la valeur aux consommateurs et se démarquer.

Pour tirer le meilleur parti des opportunités présentées par la gestion du cycle de vie des batteries, les acteurs de l’industrie devront prendre en compte trois aspects clés.

  1. Les alliances, la clé du succès. Les constructeurs automobiles doivent s’associer avec des entreprises de secteurs variés, notamment : des fabricants de batteries, des entreprises dédiées à la réutilisation des batteries (telles que les start-ups spécialisées dans les réseaux publics et les réseaux électriques intelligents), des entreprises de recyclage et des prestataires technologiques, afin de suivre, d’enregistrer et de coordonner l’intégralité du processus. Identifier et mettre en œuvre ces alliances nécessitera de nouvelles compétences ainsi qu’une ouverture d’esprit, car, au sein d’une chaîne de valeur circulaire, personne n’est au-dessus ni en dessous de quiconque.
  2. De nouveaux modèles économiques. Il est impératif d’accélérer la dissociation des propriétaires des VE et des batteries. De nouveaux accords de location, plus flexibles et multi-étapes, doivent être développés — non seulement pour les applications de première vie, mais aussi de deuxième, troisième et quatrième vie. De nouveaux systèmes de gestion ainsi que de systèmes d’informations seront nécessaire afin de retracer l’historique de charge, de propriétaire et des stratégie et transactions qui y sont associés. À cette fin, le déploiement de plateformes de blockchain liées par des contrats intelligents est tout à fait envisageable.
  3. La valeur client. Les revenus générés à partir de la réutilisation et du recyclage définitif des batteries usagées doivent être reflétés dans les prix et utilisés pour augmenter la valeur offerte aux nouveaux clients de VE. Il est essentiel de réduire le coût initial d’acquisition et d’utilisation des VE afin de le rendre abordable, ce qui aura également pour conséquence d’accroître la confiance des consommateurs, et par là même les ventes. 

Le développement d’un marché de batteries usagées constitue une excellente opportunité pour les acteurs du secteur de créer de nouvelles ressources, d’accéder à de nouveaux flux de rentrées précieux, de sécuriser l’approvisionnement de matières premières et de booster l’utilisation des VE. Véritable aspect stratégique de la viabilité des VE dans le futur, ce marché constituera un facteur de différentiation majeur pour ceux qui le dirigeront, tandis que les retardataires resteront sur la touche.

Ce qu'il faut retenir

Le développement d’un marché de batteries usagées constitue une excellente opportunité pour les acteurs du secteur de créer de nouvelles ressources, d’accéder à de nouveaux flux de rentrées précieux, de sécuriser l’approvisionnement de matières premières et de booster l’utilisation des VE. Véritable aspect stratégique de la viabilité des VE dans le futur, ce marché constituera un facteur de différentiation majeur pour ceux qui le dirigeront, tandis que les retardataires resteront sur la touche.