La pandémie de coronavirus a mis en évidence la dépendance excessive des chaînes d’approvisionnement mondiales envers la Chine. Les nations du monde entier sont maintenant plus désespérées que jamais pour des alternatives, mais il est difficile de remplacer les fournitures chinoises.
L’un des domaines où la Chine domine le monde est la production de batteries lithium-ion qui alimentent nos smartphones, ordinateurs portables et véhicules électriques. Elle a investi massivement dans l’extraction de lithium et de minéraux de terres rares qui entrent dans ces batteries, à la fois dans son propre pays ainsi que dans des mines d’Amérique latine, d’Afrique et d’Australie. Elle fabrique près des deux tiers des batteries lithium-ion du monde, selon Benchmark Mineral Intelligence.
La dépendance à l’égard de la Chine pour le lithium affecte encore plus l’écosystème des véhicules électriques que les autres secteurs. En effet, 40% du coût d’un véhicule électrique est attribué à sa batterie.
Il y a deux façons de sortir de cette énigme. L’une consiste à trouver des sources de lithium, de cobalt, de nickel et de manganèse ailleurs, puis à investir dans leur extraction, ce qui est une proposition coûteuse. La Chine a puisé dans ses vastes ressources d’État pour gagner la part du lion des matières premières et de la fabrication, ce qui est difficile à égaler pour d’autres pays ou sociétés. Le constructeur américain de voitures électriques Tesla investit des milliards de dollars dans des usines de batteries au lithium-ion, mais cela ne fera qu’à peine baisser la part de marché de la Chine.
Sources alternatives
La deuxième option consiste à trouver des alternatives au lithium pour les batteries destinées aux produits électroniques et aux véhicules électriques. Mais les percées dans l’innovation en matière de batteries à l’échelle commerciale ont été rares. Les batteries au plomb dans les moteurs à combustion interne des véhicules fonctionnant aux combustibles fossiles datent du 19e siècle. La percée au lithium-ion est venue de la recherche universitaire en Occident, que Sony au Japon a commercialisée pour la première fois pour une utilisation dans des produits électroniques il y a trois décennies.
Depuis lors, la technologie a évolué progressivement pour améliorer la forme, la sécurité et les performances des batteries au lithium, tout en réduisant leur coût avec des économies d’échelle. Les recherches de BloombergNEF montrent que leur prix a chuté de 85% au cours de la dernière décennie et devrait chuter encore de 35% d’ici 2024 à moins de 100 $ / kWh.
Le principal objectif des innovateurs de batteries est d’augmenter la durée de vie des batteries et la durée de chaque charge. Ceci est crucial pour les véhicules électriques: une durée de vie plus longue allonge le temps jusqu’à un remplacement coûteux de la batterie et une charge plus longue étend la portée du véhicule avant la prochaine charge.
Reuters a récemment rapporté que Tesla, en partenariat avec un fabricant chinois, prépare une batterie de «millions de miles» pour ramener les coûts des véhicules électriques au même niveau que les voitures à essence. Le million de miles fait référence à l’autonomie de la voiture avant que la batterie ait besoin d’être remplacée. Le coût par kilowatt-heure devrait être inférieur à 100 dollars. Cette batterie restera à base de lithium, mais utilisera moins de cobalt, ce qui est cher. Le cobalt est utilisé comme stabilisateur dans les batteries lithium-ion.
Quant aux alternatives au lithium, les startups expérimentent des matériaux plus facilement disponibles. Par exemple, la startup britannique Faradion développe une technologie de batterie au sodium-ion qui pourrait utiliser du sel. Le calcium est un autre candidat pour le potentiel de stockage d’énergie qui a rendu le lithium chaud.
Une startup indienne, soutenue par Mumbai Angels, expérimente un matériau composite utilisant des dérivés de carbone abondamment disponibles. «Nous utilisons une technologie multi-ionique pour notre batterie», explique Jubin Varghese, co-fondateur de Gegadyne, basé à Mumbai.
Il n’entre pas dans les détails de la «boîte noire» de Gegadyne, mais affirme que les premiers tests avec des partenaires étaient encourageants. Le coût par kilowatt-heure est le double de celui d’une batterie lithium-ion, mais Varghese s’attend à ce qu’il baisse une fois la batterie sortie de le labo.
Usages multiples
La stratégie de commercialisation de Gegadyne s’étend au-delà des véhicules électriques à d’autres utilisations de l’énergie stockée, comme dans les tours de télécommunications. « Le moment du bâton de hockey pour les véhicules électriques a été poussé à 2023 ou 2024 en raison de l’impact de la convoitise sur l’industrie automobile », explique Varghese. « À ce stade, un fruit à faible pendaison est le marché du stockage d’énergie stationnaire. »
Les gens utilisent des générateurs diesel au lieu de sauvegarder l’électricité aux heures de pointe, souligne-t-il. En outre, pour l’énergie solaire et éolienne, « les batteries au plomb ne peuvent pas absorber toute la puissance de crête qui doit être captée lorsque le soleil brille et que le vent souffle. »
Le déploiement de la batterie de Gegadyne pour de telles utilisations pourrait fournir les tests sur le terrain nécessaires pour développer une alternative éprouvée aux batteries lithium-ion pour les véhicules électriques. C’est encore loin car la start-up avance à petits pas vers la commercialisation. La fabrication de batteries est une activité lourde de capex, donc Gegadyne aurait besoin d’un partenaire qui achète dans la technologie.
Malavika Velayanikal est rédactrice-conseil chez Mint. Elle tweete @vmalu.
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