Tesla Gigafactory: une erreur stratégique?

Elon Musk, fondateur de Tesla Motors, a récemment commencé la construction de la Tesla Gigafactory dans le désert du Nevada. Cette usine d'un gigantisme inoui va produire les piles lithium-ion et les packs de batteries nécessaires aux véhicules présents et futurs de la marque. Mais investir 6 milliards de dollars dans la technologie lithium-ion est-il une bonne stratégie?

Je pense que le monde doit beaucoup à Elon Musk, ingénieur et entreprenneur à succès qui nous a donné Tesla Motors. Avec le Tesla Roadster, puis maintenant la Tesla Model S, et bientôt la Tesla Model X, puis la Model 3, Elon Musk a changé quelque peu le monde en prouvant qu'une voiture électrique pouvait sur-classer les plus performantes voitures thermiques existantes: il a montré qu'un futur proche avec une mobilité "tout électrique" était parfaitement du domaine du possible, et du "fun".

Lorsque l'on met en oeuvre un projet aussi gigantesque que celui d'Elon Musk avec Tesla Motors, il faut beaucoup d'argent, et il faut pouvoir produire un nombre suffisant de véhicules électriques pour pouvoir répondre à la demande, et aussi se diversifier, c'est à dire proposer plusieurs modèles, que le consommateur ait le choix. L'argent, à en juger par la capitalisation boursière gravitant autour de Tesla Motors, n'est pas un problème, du moins pas dans l'immédiat. La diversification est en passe d'être sur les rails, avec la présentation cet été 2015 du Model X, qui souffre de quelques mois de retard, puis aussi parce que l'on sait que le Model 3 viendra après, à horizon 2017.

Le facteur limitant, il me semble, en l'état actuel des choses, c'est surtout la disponibilité des piles NCR18650B que produit Panasonic. Tesla Motors en fait une telle consommation, à raison de 7104 piles pour une seule batterie de 85kWh comme je l'ai démontré dans un article précédent, que toute la fillière mondiale de production est sous tension, et que la ressource principale à savoir le lithium métal, l'est aussi. Impossible d'accélérer la cadence pour cet élément qui se trouve être le coeur du véhicule, et qui en est aussi le composant le plus cher.

Elon Musk doit donc faire face à deux soucis majeurs selon moi, pour continuer à gravir la pente de sa réussite actuelle:

  1. comment avoir accès à un plus grand stock de piles pour éviter que la production de ses véhicules électriques ne reste cantonnée à des minimas drastiques
  2. comment baisser le prix des véhicules de manière importante, surtout pour que le Model 3 qui est envisagé comme la voiture accessible à monsieur tout le monde dans la tête d'Elon, soit une réalité à très très courte échéance.

Aux USA, il est communément admis que les consommateurs rechigneront à acheter une voiture électrique si le prix des batteries ne parvient pas à atteindre au moins 100$/kWh, un prix jugé comparable à ce que propose une voiture thermique. Pour une batterie de 85 kWh comme celle de la Model S ou du Model X, cela signifie que la batterie couterait à elle seule 8500$. Aujourd'hui, en avril 2015, le prix de cette batterie a été estimé à 240$/kWh, soit 20400$ pour le prix d'une batterie de 85 kWh.

Pour rappel, Elon Musk vise un prix de vente de la Model 3 situé entre 35000$ et 40000$ maximum. On a donc une dégressivité dans les prix de chaque modèle, classique, que je résume ci-dessous:

  1. Tesla Roadster: > 200000$
  2. Tesla Model S/Model X:  > 70000$ et < 130000$
  3. Tesla Model 3: > 35000$ et < 40000$

Alors, stratège de son état, Elon Musk a réfléchi, vous vous en doutez bien, à ces problèmes. D'ailleurs on note bien qu'il suit une logique d'intégration totale: il produit ces modules de batterie, il agrège les modules de batterie pour faire un pack de batterie complet, il construit lui-même ses voitures dans son usine, il vend ensuite ses voitures sur internet, il tisse patiemment un réseau de concessionnaires Tesla, il tisse tout aussi patiemment sa propre infrastructure de recharge (le fameux réseau de super-chargeurs) en des points géographiques mûrement étudiés. Bref, tout ceci démontre qu'Elon tient absolument à maitriser toute la chaine de A jusqu'à Z, et tout le temps.

Je dirais que les deux points de la chaine qu'il ne maitrisent pas encore sont la production de sa propre électricité pour alimenter les super-chargeurs (quoique avec son autre entreprise Solar City, on pourrait se poser la question...) et la production des éléments de base constituant les modules de batterie, à savoir la pile en elle-même.

C'est justement ce dernier point qu'Elon Musk est en train de résoudre en partenariat avec Panasonic. Et pour ce faire, il a lancé la construction de la Tesla Gigafactory dans le désert du Nevada, pour 6 milliards de dollars, dont 1.2 apportés par l'état sous forme de subvention. Construction, absolument gigantesque comme son nom l'indique, qui avance relativement bien d'ailleurs à en juger par la photo ci-dessous du site de construction, qui ne représente qu'environ 15% de la taille de l'usine finale:

Tesla_Gigafactory.jpg

Elon s'est dit à juste titre que faire fabriquer les piles par Panasonic sur un autre continent, les conditionner pour le voyage, les expédier par bateau aux USA sur les sites de fabrication des packs de batterie, cela pouvait être largement optimisé. En effet, monter une usine de toute pièce dans le désert du Nevada pour fabriquer les piles sur place non loin des usines de fabrication des voitures allait permettre des économies sur tous ces frais induits de conditionnement et de transport.

Ensuite, Elon n'allait pas se contenter d'une toute petite usine avec des capacités de fabrication limitées: il fallait quelque chose de grand, de démesuré même, qui soit construit pour longtemps, apte à débiter des centaines de milliers de piles chaque mois, ce qui pourrait permettre de soutenir la fabrication des packs de batterie pour soutenir une production de 200000 véhicules par an (c'est le chiffre officiel), ainsi que des futurs autres projets qui sont en train de se concrétiser dans son esprit, comme par exemple, la fabrication de batteries stationnaires pour l'autoconsommation photovoltaïque.

Dans les calculs d'Elon, construire une usine démesurée permettrait de fabriquer tellement de piles que cela aurait nécessairement un impact sur cette "ressource": autrement dit, lorsqu'une ressource passe de la rareté à l'abondance, son prix s'écroule.

C'est par la combinaison de ces deux facteurs - fabrication locale et fabrication extrêmement massive - qu'Elon pense atteindre un coût d'environ 125$/kWh pour ses batteries, aux dernières nouvelles.

En soit, c'est une stratégie valable.

Mais n'y en aurait-il pas de plus adaptée? Les calculs d'Elon s'avèreront-ils exacts?

Evidemment, je n'ai pas la prétention de me poser en donneur de leçons vis à vis de ce fantastique entrepreneur, que j'admire, et dont je suis un grand fan des voitures telle la Tesla Model S dont je projette qui plus est l'achat. D'où le titre de cet article en forme de point d'interrogation. Mais sans avoir de boule de crystal et être en mesure de dire si sa stratégie ne risque pas de le mener droit dans le mur dans la décennie qui vient, rien n'empêche de réfléchir et d'essayer de confronter quelques scenarii.

Pourquoi?

Il y a deux moyens pour baisser les coûts de la batterie:

  • soit effectivement le choix fait par Elon Musk, qui est d'obtenir à court terme des économies d'échelle, en produisant massivement pour écrouler les prix
  • soit employer une technologie de batterie qui représente un véritable saut technologique, donc meilleur en tous points (plus efficace, moins cher, ...)

Vous qui suivez peut-être mon blog et qui avez lu mes différents articles relatifs aux diverses technologies de stockage de l'électricité - les batteries -, vous aurez sans doute remarqué que j'ai pu écrire de ci de là que la technologie lithium-ion conventionnelle (telles les piles NCR18650A/B fabriquées par Panasonic) est une technologie à bout de souffle. Je le réitère ici, tout ce que je vois et constate me conforte dans le fait que la technologie lithium-ion est en fin de vie. Le lithium-ion, c'est le passé!

En effet, beaucoup de laboratoires ou startups notamment américaines ont mis au point des technologies électro-chimiques permettant d'améliorer le stockage de l'énergie électrique sur trois axes fondamentaux:

  1. beaucoup plus de densité énergétique et de cycles: par exemple le lithium-sulfur de plusieurs sociétés, l'aluminium-air de Phinergy, le lithium-air d'IBM, ou dernièrement le zinc-air. On se situe là au-dessus de 400 Wh/kg de batterie, soit 2.5 fois plus que la batterie actuelle de Tesla. Ces technologies sortent actuellement des laboratoires pour être commercialisées...
  2. une sécurité intrinsèque par rapport au lithium-ion qui brule. Les technologies sus-citées n'ont pas ce délicat problème...
  3. un coût de l'ordre de 3 à 5 fois moindre que le lithium-ion, la plupart de ces technologies n'utilisant pas ou très peu de lithium, présent en quantité relativement limitée et en des endroits très localisés et rares sur la planète

Même en restant dans la technologie lithium-ion, il y a une société qui a mis au point une batterie tout solide (solid-state) qui elle aussi ne brûle pas avec un coût de 100$/kWh et d'une densité énergétique de 1162 Wh au litre. On ne doit pas être trop éloigné de cette valeur au kilo non plus. C'est la société SAKTI3 dont je vous parlerai inévitablement dans un nouvel article sous peu.

Dès lors, et si j'étais un investisseur avisé, je me dirais sans doute que miser 6 milliards de dollars pour construire la plus grande usine qui ait jamais existé dont le seul et unique but affiché est de produire des piles NCR18650B lithium-ion Panasonic sur la base d'une technologie en fin de vie, serait une erreur toute aussi gigantesque!

Elon Musk pourrait gagner son pari avec sa Gigafactory, mais personnellement, je pense qu'il y a beaucoup plus de chances pour qu'il ait emprunté un chemin erroné. Je pense que plutôt qu'investir une telle somme dans sa Gigafactory au lithium-ion, il aurait été plus indiqué d'acheter SAKTI3 pour bénéficier de leur nouveau process de fabrication de batterie lithium-ion (et cela aurait couté beaucoup moins cher que 6 milliards de $...), par exemple, ou de réfléchir à une batterie Zinc-Air rechargeable (10000 cycles possibles, tout de même...) épaulée par une supercapacité pour des accélérations fulgurantes, comme l'a fait Nanoflowcell (pour la supercapa) dont je vous parlerai de la technologie très prochainement aussi.

D'ailleurs, General Motors ne s'y est pas trompé, et est un investisseur important pour SAKTI3.

J'espère, et je crois savoir aussi d'ailleurs, que cette Gigafactory servira aussi de laboratoire de R&D concernant justement de nouvelles voies en terme de technologie électro-chimique. J'espère qu'Elon Musk a prévu la possibilité d'adapter son usine en deux temps trois mouvements à de nouveaux process de fabrication voire à de nouvelles technologies de batterie.

Car si ce n'est pas le cas, et si il s'en-tête à tout vouloir miser sur les piles lithium-ion, il pourrait bien avoir consacré là sa plus grande erreur stratégique! Et perdre face à de futurs concurrents sur le segment comme General Motors. On lui reconnaitra de toute façon le fait qu'il aura su ouvrir les yeux du Monde dans le bon sens vis à vis de l'électro-mobilité...

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Commentaires

1. Le lundi 2 novembre 2015, 21:42 par Gaby

Le lithium, troisième élément du tableau de Mendeleïev, n'est pas dans les terres rares et est très abondant sur terre.
Il n'est pas cher, et il n'en faut que de 3 à 6kg par voiture.

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