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e-Lionel

Batteries - la stratégie de Tesla

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bonjour, 

 

le devenir du VE ne fait plus aucun doute aujourd'hui, malgré les réactions épidermiques de certains.

La seule question reste la vitesse à laquelle le grand public va adopter les BEV, qui dépend directement du prix total du VE , et donc du prix de la batterie qui  en représente une partie conséquente.

A ce sujet, la stratégie de Tesla semble avoir des ambitions sans limites. 

Avec à terme une capacité de production de 250 GWh par an, l'usine berlinoise pourraient produire 2,5 à 3 millions de batteries par an ! oui, par an !

C'est à se demander si Tesla , en produisant plus que son propre besoin actuel, ne souhaite pas se positionner en fabricant mondial no1 de batteries, la fabrication de VE n'étant, au final, qu'un moyen de promouvoir le marché du VE, et donc le besoin croissant en batteries...(*)

Un peu comme Edison aux Etats-Unis qui , en démocratisant l'ampoule électrique, a assuré le déploiement de ses centrales électriques.

Pour illustrer mes propos

https://youtu.be/81-yxj8LcoQ

(*) ce qui n'enlève rien à la nécessité d'abandonner les moteurs à combustion interne.

 

Modifié par e-Lionel

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il y a une heure, R2D2 a dit :

Hum... 250 GWh par an dans une seule usine ? Vraiment ? Comme ordre d'idées, voici un tableau d'il y a peu publié sur AP  https://www.automobile-propre.com/breves/voiture-electrique-lg-leader-des-batteries-en-2020/

Production 2020 : 140 GWh pour l'ensemble des VE, dont 40 pour LG, 30 pour CATL et panasonic, etc...

C'est pourtant bien ce qui a été annoncé lors du battery day (il y a une discussion sur ce sujet sur le forum).

 

La ligne pilote "RoadRunner" pour la R&D est dimensionnée pour 10GWh/an. Les lignes finales devraient permettre 20GWh/an.

C'est une vitesse autour de 7 fois plus rapide que les lignes existantes. La raison est surtout qu'ils arrivent à sortir des cellules au format 4680 avec les process de Maxwell à la même vitesse (même un plus vite) que celles aux formats actuels, et contiennent beaucoup plus d'énergie (~ x5). Donc pas forcement beaucoup plus de cellules produites par an, mais beaucoup plus d'énergie.

image.png.307395dfd1784f5698f2f7f083fc16ed.png

 

La Gigafactory Nevada, dont le bâtiment n'est réalisé qu'à un tiers de sa surface annoncé, contient 13 lignes avec la 14ème qui a du être montée depuis l'été dernier.

https://eu.rgj.com/story/news/money/business/2020/09/07/panasonic-tesla-gigafactory-expansion-confirmed-ev-battery/5718477002/

Au passage, l'interview de ce responsable de Panasonic indique une capacité installée de 35GWh/an pour la seule usine du Nevada, donc il est étrange que l'article que ai cité indique seulement 15GWh/an pour Panasonic aux US ?

 

En tout cas, 13*20 = 260, le compte est bon, on retombe sur l'ordre de grandeur des 250GWh évoqué par @e-Lionel dans le premier message.

 

Ils ont annoncé 100GWh dès 2022 (L'image ne dis pas si c'est la vitesse de production à la fin de la l'année, ou la production cumulée sur l'année), et 3TWh dès 2030.

image.thumb.png.0b45c0050f44c17a36acbd7a1c52641c.png

 

Les véhicules électriques ne représentent que quelques pourcent des ventes de véhicules, et la production est déjà limité par la disponibilité des batteries, donc pour atteindre 100% de VE, en s'étendant sur les marchés des camions, du stockage stationnaire, c'est effectivement une montée en puissance drastique de la capacité de production qu'il faut, pas juste quelques pourcents.

Tesla a déjà indiqué vouloir continuer à acheter des cellules partout où ils en trouveront (LG, CATL, ...) car leur production ne suffira pas, donc ils n'ont pas l'air de se poser en fournisseur, mais c'est bien ce dont ils ont besoin pour atteindre leurs objectifs de production de véhicules et de produits d'énergie.

 

La question est si ils y arriveront, mais le plan et leurs chiffres sont solides.

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@R2D2 : je te conseille la vidéo dont j'ai donné le lien dans mon 1er post. Active les sous-titres au besoin. Les ambitions de Tesla sont effarantes, mais la marque met en place les moyens de ses ambitions.

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250 GWh ne représente que les ambitions de Tesla pour ses ventes propres mais cela n'en fera pas un acteur dominant à l'échelle de la planète. Par exemple CALT a annoncé 530 GWh espérés en 2022 (pas que pour la voiture). L'Europe estime ses besoins  + 400GWh en 2030 rien que pour son marché domestique de VP. Un rapport Québécois de 2019, annonçait, à partir de données extrapolées des usines mises en chantier, une production de 1102 GWh/an pour 2028 dont 57% rien que pour la chine. Bref, complètement d'accord avec Zeta, la production de cellules est actuellement le facteur limitant de la production de VE et Tesla ne cherche pas, à mon sens, à devenir un fournisseur mais juste à maitriser l'ensemble de la chaine de valeur de ses véhicules (chimie, électronique de puissance, moteur, big data..).

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Il y a 22 heures, e-Lionel a dit :

C'est à se demander si Tesla , en produisant plus que son propre besoin actuel, ne souhaite pas se positionner en fabricant mondial no1 de batteries, la fabrication de VE n'étant, au final, qu'un moyen de promouvoir le marché du VE, et donc le besoin croissant en batteries..

Pourquoi pas, ils ont innové en produisant leur propre chimie plutôt que de se reposer sur les techno des grands noms : LG, CATL, SK...

Si ça leur permet de relancer la prod de power wall, c'est en plus tout benef.

 

Après, sur le sujet, global, je trouve dommage de mettre le paquet que la batterie plutôt que sur l'infra. L'infra bénéficierait à tout le monde (au au moins, aux clients Tesla) là où la batterie ne profite que celui qui l'utilise. Un maillage plus serré permettrait de moins s’alourdir avec une batterie lourde, et donc pénalisante en terme d'autonomie (oui c'est contradictoire...), et avec un réseau correct, une petite batterie ne serait finalement pas un si gros soucis.

 

Quoi qu'il en soit, Tesla joue du coup sur 3 fronts : la production de ses propres VE, la production de batterie pour ses VE et peut être demain, en marque blanche, et enfin sur l'infra pour recharger ses batteries. Ne leur manque plus au final que la production d’énergie pour alimenter leurs SC et la boucle sera bouclée.

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oui bien résumé...

Sur l'infra, je ne serais pas contre l'ouverture d'un réseau Tesla "open", mais en parrallèle du reseau dédié Tesla pour ne pas pénaliser les clients Tesla actuels.

Mais peu de chance que Tesla se lance dans cette voie : ce serait promouvoir la polyvalence des VE des concurrents... ou alors ouvrir le réseau aux marques qui se fournissent en batterie chez Tesla... Et quand je dis batterie, je pense batterie+ bms+soft de recharge, ce qui veut dire que les VE d'autres marques bénéficieraient du 'plug and charge'...

c'est beau de rêver, mais qui sait après tout ? 

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Il y a 3 heures, Spif a dit :

Pourquoi pas, ils ont innové en produisant leur propre chimie plutôt que de se reposer sur les techno des grands noms : LG, CATL, SK....

Ah bon ? Ce n'est plus panasonic qui fabrique leurs cellules dans leur usine commune du Nevada ? (plus maintenant catl pour l'usine louée en Chine je crois...)

Modifié par R2D2

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"Leur propre chimie" ;) pas leur propres batteries. Après, c'est vrai, je me suis ptet avancé : au final, pas facile de trouver la composition exacte des 4680... NMC, LFP ou réelle nouveauté, on verra.

Modifié par Spif

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Quelques calculs pour mettre en perspective ces chiffres, si vous n'avez pas le vertige !
 
Avec ces quelques hypothèses :

  •  En gardant le chiffre des ventes de véhicules dans le monde en 2020 pour les années à venir : ~63.7 millions (https://www.statista.com/statistics/200002/international-car-sales-since-1990/, et pour confirmer l'ordre de grandeur, le group Toyota annonce en avoir vendu 9.5 millions et autant pour VW : https://paultan.org/2021/01/29/toyota-sold-9-53-million-cars-in-2020-regains-worlds-top-selling-carmaker-spot-from-volkswagen-group/)
  •  Calcul pour une chimie à fort Nickel (type NMC811 ou NCA): environ 0,7kg de Nickel / kWh (https://researchinterfaces.com/know-next-generation-nmc-811-cathode/)
  •  En estimant une moyenne de 50kWh par véhicule (ce qui est sous estimé avec la tendance actuelle, mais des petits véhicules reviendront peut être dans les années a venir avec une infrastucture de recharge développée). 

 

Il faudrait donc pour passer en 100% électrique tous les nouveaux véhicules neufs vendus :
50 kWh * 63 700 000 = 3 185 000 000 kWh = 3,185 TWh
 
En utilisant seulement une chimie Nickel, il faudrait donc 2 229 500 tonnes (donc 2,3 millions de tonnes) de production minière, dans une premier temps, avant que le recyclage des anciennes prenne la relève à plus long terme.
 
 
Si on regarde les chiffres actuels, la production de Nickel mondiale en 2019 était de l'ordre de 2,7 millions de tonnes:
https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2020/mcs2020-nickel.pdf (seconde source pour valider les ordres de grandeur : https://fr.statista.com/statistiques/565212/principaux-pays-producteurs-de-nickel/)
 
Donc en gros, toute la capacité de production mondiale actuelle de nickel est nécessaire simplement pour passer les ventes de véhicules en 100% VE (les ventes seulement, pas le parc existant qui mettra des années à être remplacé).
 
A cela s'ajoute les autres usages des batteries que Tesla envisage :
* Camions (Tesla n'attends que la dispo des batteries pour sortir le Semi)
* Stockage stationnaire : le site éolien de Hornsdale en Australie à base de Mégapack fait près de 200MWh, soit la capacité d'environ 4000 véhicules pour un seul parc. L'évolution des énergie renouvelables va créer un marché énorme pour ce genre de projet, donc un besoin important en batteries. Tesla a cependant indiqué vouloir les faire en chimie LFP (donc sans Nickel) lors du battery day.
 
Tesla n'aura pas non plus 100% du marché des VE (certains analystes penchent sur 20% du fait de leur avance, à voir...), mais en ajoutant les camions, la division énergie, et les futurs produits non dévoilés aujourd'hui, 3TWh en 2030 reste dans un ordre de grandeur réaliste.
 
 
Au niveau mondial (hors Tesla), il faut voir que les batteries sont aussi utilisées partout ailleurs : téléphones, pc portables, tablettes, outillage électroportatifs, robots aspirateur, drones, capteurs connectés, etc.
Les fabricants d'engins de chantier sont aussi en train de commencer l'électrification de leurs engins, comme ce tombereau avec 65t de charge utile qui utilise 700kWh de batteries : https://insideevs.fr/news/361517/engin-chantier-electrique-elektro-dumper/
Des ferry de 60m passent en électrique (utilise 4,3MWh de batteries) : https://electrek.co/2019/08/21/worlds-largest-electric-ferry/
Des avions aussi passent en électrique, à commencer par les plus petits : https://www.pipistrel-aircraft.com/aircraft/electric-flight/alpha-electro/
 
 
Et le Nickel pris en exemple de ce calcul n'est pas utilisé que pour les batteries actuellement. Les usages vont du dopage des aciers et alliages aux catalyseurs en pétrochimie, en passant par du placage électrolytique pour des traitements anti-corrosion. Donc seule une petite partie est utilisée actuellement pour les batteries.
 
 
Je ne vois donc pas Tesla être en train de préparer une position de fournisseur de batteries, mais simplement de s'assurer suffisement de capacité pour produire tout ce qu'ils souhaitent (CyberTruck, Semi, Roadster, futur modèle entrée gamme, MegaPacks, PowerPacks...).
Les évolutions qu'ils ont apportés dans l'étude de leur nouvelles lignes de fabrication leur donnent un avantage certain et ils auront peut être les moyens de s'étendre plus que prévu, mais cela dépends aussi principalement des mines et de la disponibilité des matières premières, qui reste encore une grande inconnue aujourd'hui.
 
 
Et c'est ce qui me fait peur pour les autres constructeurs, qui ne semblent pas se rendre compte de l'importance capitale de la production des batteries dans le futur proche où les VE ne représenterons plus seulement quelques pourcent des ventes, alors que nous sommes déjà aux limites de la production et qu'il faut du temps pour ouvrir de nouvelles capacité de minage/fabrication. On voit par exemple Volkswagen galérer sur les Golf hybrides en ce moment par manque de batterie : https://twitter.com/alex_avoigt/status/1363182717639221251

 

Modifié par zeta

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On entend parler régulièrement de "pénurie de batteries" pour expliquer que tel ou tel fabricant ait un modèle qui se vendent moins que les autres. Il ne s'agit pas la plupart du temps de pénurie, mais de sous estimation dans les pré-commandes de ces constructeurs auprès de leurs fournisseurs de cellules, conduisant à privilégier tel ou tel modèle aux dépends de tel ou tel autre (dans le cas de VW la gamme ID est prioritaire afin d'éviter les amendes CO2 pour 2021). Les analyses actuelles estiment un croisement des ventes de VE et de VT pour 2035, c'est à dire que les ventes de VE atteindrait 50 % dans une quinzaine d'années : on est très loin des 100 % de VE. Par ailleurs la composition chimique des batteries ne cesse d'évoluer,  et nul ne peut dire ce qui sera privilégié demain et a fortiori dans 10 ans...

Modifié par R2D2

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Il y a 8 heures, R2D2 a dit :

On entend parler régulièrement de "pénurie de batteries" pour expliquer que tel ou tel fabricant ait un modèle qui se vendent moins que les autres. Il ne s'agit pas la plupart du temps de pénurie, mais de sous estimation dans les pré-commandes de ces constructeurs auprès de leurs fournisseurs de cellules, conduisant à privilégier tel ou tel modèle aux dépends de tel ou tel autre (dans le cas de VW la gamme ID est prioritaire afin d'éviter les amendes CO2 pour 2021). Les analyses actuelles estiment un croisement des ventes de VE et de VT pour 2035, c'est à dire que les ventes de VE atteindrait 50 % dans une quinzaine d'années : on est très loin des 100 % de VE. Par ailleurs la composition chimique des batteries ne cesse d'évoluer,  et nul ne peut dire ce qui sera privilégié demain et a fortiori dans 10 ans...

Faux !

Les analyses actuelles estiment un croisement des ventes entre 2025 et 2030 suivant les scénarios, les Pays les plus développés pouvant devancer ces dates.

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Sans être pessimiste, gardons à l'esprit que lorsque la vente de VE neufs atteindra 50% , il faudra attendre encore quelques années pour atteindre cette proportion dans le parc automobile : en France, l'âge moyen est de 8 ans je crois.

Cela ira sans doute bien plus vite en Norvège, mais je n'ai pas réussi à trouver la composition du parc auto actuel...

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Il y a 8 heures, e-Lionel a dit :

Cela ira sans doute bien plus vite en Norvège, mais je n'ai pas réussi à trouver la composition du parc auto actuel...

Il y a un article sur le parc norvégien du côté anglais de Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Plug-in_electric_vehicles_in_Norway

 

Avec l'image du parc fin 2020:

image.png.3984711509d3d9d1f0fc637f55868563.png

Je pense l'interpréter correctement comme l'ensemble du parc immatriculé en circulation (les ventes elec ayant passé les 50% des ventes, je ne pense pas me tromper).

 

La sourcementionnée est le site Norvégien suivant : https://elbil.no/over-200-000-elbiler-i-norge/

Il contient un graph animé où l'on peut cliquer sur l'année entre 2016 et 2020 et voir l'évolution du parc. En passant la souris sur le graph les chiffres exactes (et pas juste les pourcentages) sont aussi affichés.

 

Ils en serait donc autour d'un véhicule sur 8 en tout électrique pour le moment (et 1/4 en électrifié).

 

Le site de "l'institut national de statistiques norvégien" (l'équivalent de notre INSEE ? article en anglais) présente aussi les chiffres des types de véhicules, avec une sous-catégorie "électrique" pour les véhicules personnels : https://www.ssb.no/en/transport-og-reiseliv/statistikker/bilreg/aar/2020-03-31

Cela donnerait 260 692 VE pour une total de 2 816 038 véhicules personnels pour 2019 avec ce rapport daté du 30 Mars 2020 (prochain bilan le 25 Mars prochain), donc ces chiffres ont du évoluer depuis. On retrouve environ 10% du parc il y a un an, ce qui colle avec la source précédente.

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Merci pour la réponse : même en Norvège, vu comme ça, un parc 100% électrique, même en y intégrant les PHEV, ce n'est pas pour demain non plus...

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Le 28/02/2021 à 17:07, R2D2 a dit :

Hum... 250 GWh par an dans une seule usine ? Vraiment ? Comme ordre d'idées, voici un tableau d'il y a peu publié sur AP  https://www.automobile-propre.com/breves/voiture-electrique-lg-leader-des-batteries-en-2020/

Production 2020 : 140 GWh pour l'ensemble des VE, dont 40 pour LG, 30 pour CATL et panasonic, etc...

Capture d’écran 2021-02-28 170416.png

Ben ça s'appelle une disruption.

C'est un challenge, il reste beaucoup de travail et d'embuches sur le chemin pour y arriver (du propre discours de Tesla), mais ceux qui y arriveront seront ceux qui ne vont pas limiter leurs ambitions par projection de ce qui a pu se faire par le passé (coucou Airbus de la batterie! bisou! ).

A chaque rupture technologique ou industrielle, il y a un avant et un après, il n'y a pas forcément d'intérêt à regarder l'avant, alors qu'on est sur le pas de tir pour basculer dans l'après. L'entrée dans la zone de grosses turbulences est là, à nos pieds !

 

A part ça, n'oublions pas l'enjeu de fermer la boucle par recyclage, pour soulager le sourcing des matières premières à l'avenir.

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