Brève introduction à l'histoire de l'évolution de la part des piles électriques dans le monde

En 2019, le prix Nobel de chimie a été décerné aux inventeurs de la batterie au lithium : Akira Yoshino, John B. Goodenough et Stanley Whittingham.

Le premier lauréat était un chercheur d'Asahi Kasei, un géant dans le domaine des membranes au Japon, et les deux autres provenaient d'instituts de recherche et d'universités des États-Unis et du Royaume-Uni. Cependant, l'Europe et les États-Unis, qui sont techniquement les initiateurs et les leaders, n'ont pas remporté cette nouvelle compétition énergétique, mais sont tombés dans une stagnation à long terme.

Jusqu'à récemment, le marché des véhicules à énergie nouvelle en Europe s'est développé à pas de géant, dépassant pour la première fois la demande du marché chinois. Dans le même temps, la première batterie au lithium de la société norvégienne Northvolt est sortie de la chaîne de production, ce qui a permis à l'usine européenne de batteries de réaliser une percée et d'obtenir pour la première fois des livraisons locales.

L'attention de tous s'est finalement portée sur le marché européen et a commencé à s'intéresser à la perspective de voir les entreprises chinoises de batteries au lithium s'implanter à l'étranger, en Europe. Pourtant, les États-Unis, qui sont une puissance technologique, restent en retrait, malgré les pressions politiques.

Dans le monde actuel des piles électriques, la Chine représente près de la moitié du monde avec 48,60%, la Corée du Sud tombe à 30,40% et le Japon à seulement 12,20%. Même si la voix et la demande sont élevées, la part totale de l'Europe et des États-Unis ne dépasse pas 8,8%.

Quels sont les déterminants de ce résultat ?

L'évolution de la part des piles électriques dans le monde

États-Unis

Bien que la série d'initiatives prises par M. Biden l'année dernière ait marqué une nouvelle incursion des États-Unis dans l'industrie des piles électriques, ce pays ne semble pas en mesure de sortir de l'ombre après la défaite d'il y a dix ans, et sa chaîne industrielle locale est également difficile à soutenir.

Le 5 août 2021, M. Biden a signé un décret décidant de formuler des normes plus strictes en matière d'efficacité énergétique et d'émissions, ce qui renforcera la demande de véhicules à énergie nouvelle aux États-Unis. L'objectif est de représenter 50% des ventes de véhicules à énergie nouvelle aux États-Unis d'ici 2030.

Quels que soient les jeux et les débats menés par les États-Unis à ce sujet, il est indéniable que des mesures similaires ont été proposées par Obama il y a 12 ans déjà.

À l'époque, alors que l'économie américaine venait d'être frappée par la crise des prêts hypothécaires à risque, les batteries électriques, en tant qu'industrie émergente, se sont vu confier une mission sérieuse : si leur usine de fabrication se trouvait aux États-Unis, le taux de chômage dans ce pays ne serait pas un problème. Les batteries de puissance, en tant qu'industrie émergente, peuvent sauver l'économie.

De plus, les Bell Labs sont aux États-Unis, et le futur prix Nobel de chimie des batteries au lithium est également aux États-Unis. Pour Obama, on peut dire que le développement des batteries d'énergie à cette époque avait tout prévu et qu'il ne manquait plus que le vent d'est. Même s'il n'y a pas de vent, on peut le créer soi-même. L'administration Obama a choisi de faire souffler le vent sur A123, une entreprise nationale de batteries au lithium.

À l'époque, les entreprises japonaises et coréennes occupaient la majeure partie du marché de l'industrie des piles électriques. Les États-Unis espéraient se faire une place dans cette industrie. Cette volonté n'était pas excessive, mais la réalité leur a porté un coup.

A123, une division fondée par un professeur de sciences et d'ingénierie au début de l'année 2001, est sa porte d'entrée pour transformer la technologie en produits. Dès 2009, A123 a mis au point une batterie au lithium capable de charger la 90% en 5 minutes et dont la durée de vie est 10 fois supérieure à celle des batteries ordinaires.

Le gouvernement américain est prêt à croire qu'A123 deviendra une entreprise américaine leader de l'industrie mondiale des batteries. Depuis 2009, Obama a dépensé 2,4 milliards de dollars américains en subventions gouvernementales pour investir dans l'industrie des nouvelles énergies, dont 250 millions ont été accordés à A123, représentant plus de 10% .

Cependant, il ne parvient pas à "réduire le taux de chômage et à relancer l'économie américaine" comme l'espérait l'administration Obama.

Le gouvernement américain demande une subvention de 250 millions de dollars US pour que A123 rapatrie toutes ses lignes de production aux États-Unis.

Toutefois, avant la délocalisation de la ligne de production, les matières premières pour les cathodes étaient fournies par Changzhou, en Chine, les cathodes pour les batteries au lithium étaient produites en Corée du Sud et le processus d'assemblage était organisé à Shanghai, en Chine.

La réinstallation de l'entreprise représente beaucoup d'argent. De 2008 à 2012, A123 a investi plus de 300 millions de dollars américains au total et doit recruter des employés locaux à un coût plus élevé. Le salaire horaire des travailleurs américains est de 22,3 dollars, alors que celui des travailleurs chinois n'est que de 2 dollars, et le coût du personnel a été multiplié par 10.

Dans le processus de la première "démondialisation" de l'industrie aux Etats-Unis, A123 est malheureusement devenue une victime. Le coût des batteries au lithium-fer-phosphate qu'elle produit atteint 1000 à 1500 dollars américains par kWh. À l'époque, la batterie ternaire au lithium produite par Panasonic ne coûtait que 320-420 dollars américains par kWh.

Dans ce contexte, bien que le taux de croissance du chiffre d'affaires de 30%-40% soit maintenu, la perte de sang de A123 ne peut être arrêtée.

En 2011, A123 a enregistré une perte nette de 97 millions de dollars US. Au cours du premier semestre 2012, la perte s'est élevée à 83 millions de dollars US, et l'entreprise a perdu la moitié de l'argent de l'année précédente.

Il s'est avéré que la batterie au lithium de l'A123 présentait un défaut technique et devait être rappelée, et l'entreprise a promis de verser 55 millions de dollars US en guise de compensation.

Jusqu'à présent, A123 a non seulement perdu un client important, mais s'est aussi lourdement endettée, ce qui a porté un coup fatal à l'entreprise, qui survivait sur le marché des batteries d'énergie où la dynamique de la demande était encore insuffisante à l'époque.

Finalement, A123 s'est déclarée en faillite, ce qui a également été considéré par les médias locaux comme un signe de "mort de l'industrie américaine des batteries au lithium".

Ce fabricant de batteries d'alimentation en panne a finalement été racheté par la société chinoise Wanxiang Holdings, qui lui a permis de renaître. Il a signé un accord de conseil en matière de cotation avec China International Capital Corporation en octobre de l'année dernière et est officiellement entré dans la période de conseil en matière de cotation.

Toutefois, le dilemme de l'industrie des piles électriques aux États-Unis demeure : la capacité locale de production de piles électriques est insuffisante, et l'amont et l'aval de la chaîne industrielle n'ont pas été ouverts. Les États-Unis doivent faire face non seulement au Japon et à la Corée du Sud, mais aussi à la Chine, le plus grand géant, et le marché européen est également en pleine expansion.

Une fois que le marché est passé d'une bataille pour les subventions à une bataille entre la capacité de production et le marché, il est plus difficile d'attraper le pain des autres. Les États-Unis ont encore peu d'espoir de victoire dans cette nouvelle bataille de l'énergie qui a commencé presque en même temps que la Chine.

Cependant, du point de vue de la demande, le marché américain connaît une croissance rapide. En 2021, les ventes annuelles de véhicules à énergie nouvelle aux États-Unis atteindront 656 000, soit une augmentation de près de 100% en glissement annuel, et le taux de pénétration annuel des véhicules à énergie nouvelle sera de 4,2%, soit une augmentation de 2 points de pourcentage par rapport à 2020.

L'Europe

Bien que l'Europe soit le berceau de l'industrie automobile, qu'il s'agisse de la production ou de la vente de produits finis, la région locale dispose d'une force absolue, mais dans cette bataille des nouvelles énergies, l'Europe est également relativement à la traîne.

Les initiés de l'industrie sont optimistes quant à la chaîne de l'industrie automobile européenne et considèrent l'Europe comme une étoile montante. Toutefois, ce n'est qu'en mai de cette année que la première batterie nationale autoproduite est apparue en Europe, ce qui est loin de la parité avec l'Asie.

Pour l'Europe, il est inévitable de se perdre face à la montée en puissance de la Chine et de l'Asie. Si cette perspective est modifiée pour s'appliquer au domaine des nouvelles énergies, peut-être que l'Europe est également un pays émergent dans le monde des batteries d'énergie aux yeux de la Chine.

Du point de vue de l'industrie, l'Europe a appris des succès de la Chine et des échecs des États-Unis.

L'expérience réussie est la suivante : L'industrie chinoise des nouvelles énergies a démarré avec un soutien politique.

L'Europe a appris cet ensemble de politiques, qui a commencé en 2017, lorsque le roi Ning a commencé à s'élever. L'année précédente, l'ère Ningde n'occupait que la troisième place avec une part de marché mondiale de 9,04%, derrière Panasonic et BYD. .

En fait, dès 2009, l'Union européenne a adopté un projet de loi exigeant que les émissions moyennes de dioxyde de carbone des voitures particulières nouvellement immatriculées dans l'UE ne dépassent pas 95g/km d'ici à 2021.

Selon ce calcul, l'émission de dioxyde de carbone de 95g/km signifie que seulement 3,24 litres d'essence peuvent être brûlés aux 100 kilomètres, ce qui est beaucoup plus radical que le plan chinois de 5 litres d'essence aux 100 kilomètres en 2020.

En octobre 2017, l'UE a finalement commencé à planifier des subventions.

Les décideurs politiques de plusieurs pays et 17 partenaires de l'industrie des batteries ont créé conjointement l'Alliance européenne des batteries, qui vise à créer un "écosystème" compétitif pour l'industrie européenne des batteries d'énergie.

Le projet de l'alliance est que tant que la recherche et le développement des batteries de véhicules par les entreprises de l'UE impliquent plusieurs États membres de l'UE, les départements gouvernementaux concernés des États membres autoriseront des subventions de 100% pour les fonds de recherche et de développement.

En termes d'intensité des subventions, 26 des 27 États membres de l'UE ont formulé des politiques d'incitation pertinentes pour encourager le développement des véhicules électriques. Après l'entrée en vigueur de la directive 2020, l'intensité des subventions a encore été augmentée.

Si l'on prend l'exemple de l'Allemagne, en avril 2016, le gouvernement allemand a publié pour la première fois une politique de subvention à l'achat (également connue sous le nom de "bonus environnemental"). Parmi celles-ci, la subvention pour un seul véhicule pour les véhicules électriques purs (BEV) et les véhicules à pile à combustible (FCEV) s'élève à 4 000 euros, et la subvention pour un seul véhicule pour les véhicules électriques hybrides rechargeables (PHEV) s'élève à 3 000 euros.

En février 2020, elle a lancé un nouveau programme de subventions pour les véhicules électriques pour la période 2020-2025. Par rapport au programme de subventions de 2016, le montant total des subventions en Allemagne a été porté à 2,09 milliards d'euros, et le montant des subventions pour les bicyclettes a été à nouveau augmenté.

Une augmentation de 50% de la subvention pour véhicule unique pour les véhicules électriques purs et les véhicules hybrides rechargeables dont le prix est inférieur à 40.000 euros, la subvention pour véhicule unique pour les véhicules électriques purs et les véhicules hybrides rechargeables dont le prix est compris entre 40.000 et 65.000 euros sera augmentée de 25%.

Parallèlement, par rapport à la Chine, la méthode de subvention de l'UE a également évolué : l'accent est mis davantage sur les achats basés sur le marché, c'est-à-dire sur la distribution directe aux consommateurs plutôt qu'aux constructeurs automobiles, dans une certaine mesure, afin d'éviter le comportement de "fraude à la subvention" des constructeurs automobiles.

En plus de tirer les leçons des expériences réussies, l'UE a appris des États-Unis qu'il ne faut pas faire ce qui doit être fait en plusieurs étapes à la fois.

Afin d'éviter le piège de la démondialisation et le grand bond en avant de la capacité de production des États-Unis, la chaîne industrielle des batteries d'énergie en Europe est extrêmement fragmentée et n'est pas pressée :

Les minerais proviennent du Portugal, de l'Espagne et de la République tchèque (lithium), de la Finlande (terres rares), de la Finlande (cobalt), de l'Australie et du Chili (lithium).

En ce qui concerne les matériaux anodiques, des pays tels que la Belgique, la Finlande, l'Allemagne et la Pologne sont fournis, tandis que d'autres matériaux nécessaires aux batteries sont fournis par des pays tels que la Belgique, la France et l'Italie.

En outre, les cellules des batteries sont produites par la Suède, l'Allemagne, la France et l'Italie ; l'assemblage des batteries est réalisé par l'Allemagne et la Pologne ; le recyclage des batteries est réalisé par la Belgique, l'Allemagne et la Pologne.

Selon des données publiques, l'European Battery Alliance a investi 100 milliards d'euros dans la fabrication de batteries en Europe et prévoit de construire 25 super usines dans l'UE.

Du point de vue de la demande, environ 2,3 millions de véhicules électriques seront vendus dans 18 pays européens en 2021. Parmi eux, le nombre de véhicules électriques purs a augmenté de 64% par rapport à 2020 pour atteindre 1,19 million. Le marché européen des véhicules électriques, qui représente plus de 10% du marché des voitures neuves, a été multiplié par 13 au cours des cinq années écoulées depuis 2016.

Du point de vue de la chaîne d'approvisionnement, depuis que la première batterie au lithium est sortie de la chaîne de montage à la fin de l'année dernière, le fabricant suédois de batteries Northvolt a officiellement commencé à expédier des produits, devenant ainsi la première entreprise européenne à fournir des batteries d'alimentation aux constructeurs automobiles.

Réduire les coûts, améliorer l'efficacité de la production, ne pas trop dépendre des fournisseurs d'accessoires d'autres pays et former sa propre chaîne complète de production de batteries est l'un des moyens les plus efficaces pour promouvoir le marché européen des véhicules à énergie nouvelle.

Mais la situation à laquelle elle est confrontée aujourd'hui est que 90% de la part mondiale est entre les mains de l'Asie. C'est un grand test pour la maîtrise des coûts que de construire une chaîne industrielle à partir de zéro et de s'emparer d'une part du marché d'aujourd'hui.

Aujourd'hui, la pression de la concurrence sur les coûts de production des batteries est énorme. En l'absence de fossé technologique entre les générations, les principaux fabricants s'appuient sur l'échelle pour diffuser des coûts bas. L'UE, qui est partie de zéro, est toujours confrontée à une réalité qui n'est pas optimiste.

Japon et Corée du Sud

Personne ne semble nier que le Japon et la Corée du Sud sont des leaders dans le développement des batteries au lithium.

Mais en 2017, lorsque la CATL a dépassé Panasonic pour devenir le numéro un mondial, le Japon et la Corée du Sud étaient déjà en train de chuter lentement. En 2021, la part de la Corée du Sud dans les livraisons affichera une tendance à la baisse, tandis que le Japon ne sera soutenu que par Panasonic.

Selon des rapports connexes en provenance du Japon, un tiers des demandes de brevet sur la technologie des batteries dans le monde en 2018 provenait du Japon, suivi de la Corée du Sud et de la Chine. Au cours de la première décennie de développement des batteries lithium-ion, la technologie des batteries lithium-ion a ouvert un espace de marché principalement dans les produits électroniques.

En 1991, les batteries lithium-ion développées par Sony Corporation ont commencé à être utilisées dans les produits électroniques portables. En 1998, Panasonic a lancé une batterie lithium-ion cylindrique pour ordinateurs portables, ce qui a ouvert le marché des batteries pour ordinateurs portables.

L'expansion du marché des applications en aval a entraîné l'effet d'échelle industrielle. En 1998, la production de batteries lithium-ion au Japon a atteint 400 millions d'unités. Cependant, les entreprises japonaises ont rendu difficile le rattrapage des autres concurrents en termes de leadership technologique et de perfectionnement de la structure de la chaîne industrielle.

Mais en fin de compte, ce sont deux facteurs qui lui ont fait perdre la bataille avec la Chine :

Le premier point est à l'opposé des Etats-Unis. Les Etats-Unis ont fait un grand bond en avant en matière de capacité de production, alors que le Japon a été piégé par la crise économique de la fin des années 90... L'autre point est trop prospectif et choisit un marché plus lointain, en ignorant l'industrialisation.

En 2010, le Japon a publié la "Next Generation Vehicle R&D Strategy" (stratégie de R&D pour les véhicules de la prochaine génération), passant d'une stratégie axée sur les véhicules électriques purs à un développement simultané de véhicules à pile à hydrogène.

Le platine, catalyseur des piles à combustible, fourni par la société japonaise Tanaka Precious Metals représente 60% de la part mondiale, et le Japon est riche en eau et en chaleur, ce qui lui permet de fournir les matières premières nécessaires à la production de piles à combustible à l'hydrogène.

Ce pari a incité les deux grands leaders de l'automobile, Toyota et Honda, à choisir la voie de la "pile à combustible" et à s'égarer à nouveau en raison de la prudence des investissements dans les batteries au lithium.

L'industrie sud-coréenne des batteries est dominée par Samsung SDI et LG Chem, et les sociétés mères de ces entreprises sont toutes des groupes piliers importants en Corée du Sud.

Qu'il s'agisse de la puissance financière, de l'accumulation de talents ou de la tendance à soutenir les politiques, il dispose d'avantages uniques. Par conséquent, aux premiers stades du développement de l'industrie, les ressources humaines, les ressources financières et les politiques industrielles sont fermement monopolisées par les grands groupes.

Cela a bien sûr un inconvénient : la suppression d'une concurrence saine.

Mais d'un autre côté, elle permet aussi d'éviter certains des inconvénients possibles pour le développement de l'industrie à ses débuts - désordre du marché ou concurrence chaotique.

Sur la base des technologies accumulées dans l'industrie de l'électronique grand public, les deux grandes entreprises ont choisi de transférer leurs avantages aux batteries d'alimentation. Dans le même temps, les fabricants coréens n'ont pas peur de l'expansion de la production ou de la guerre des prix. Ils ont déjà utilisé des moyens pour battre les jeunes fabricants chinois à bout de souffle.

Après la publication de cette politique, le taux d'exploitation des usines de Samsung SDI et de LG Chem en Chine est tombé à moins de 10% pendant un certain temps, et la société sud-coréenne SKI a tout simplement fermé ses usines à Pékin.

Cependant, l'ancienne "avancée" a entamé un nouveau cycle d'expédition.

Récemment, le Japon a lancé le projet "Innovative Battery Development for Electric Vehicles", qui vise à soutenir le projet de recherche et de développement de batteries à l'état solide pour les véhicules électriques mené par Toyota, et à choisir une nouvelle orientation technique.

Dans le même temps, les constructeurs automobiles prévoient également de lancer tous les modèles purement électriques après 2030.

En juillet 2021, le gouvernement sud-coréen a annoncé avec ambition qu'il investirait 35 milliards de dollars américains dans le développement de l'industrie des batteries électriques du pays d'ici à 2030. LG New Energy a également débarqué sur le marché des capitaux sud-coréen et est devenue une star éblouissante.

L'évolution du champ de bataille asiatique n'est pas encore claire.

Chine

Parmi les nombreuses technologies industrielles, les nouvelles énergies sont peut-être l'une des rares industries qui ont permis à la Chine de prendre une longueur d'avance sur tous les autres pays du monde. Aujourd'hui, les principales entreprises chinoises sont TOP 10 des fabricants de batteries d'énergie au phosphate de fer lithié.

Cependant, même si la Chine est devenue la première référence mondiale en matière de batteries d'énergie, dépassant de loin le niveau des autres pays, le développement de l'industrie des nouvelles énergies en Chine a également souffert de critiques et de difficultés.

En ce qui concerne l'histoire du développement des piles électriques en Chine, nous avons déjà passé au peigne fin de nombreux articles. Les lecteurs intéressés peuvent lire les articles historiques, mais la bataille des batteries au lithium depuis plus de 10 ans n'est pas toujours facile en Chine, du moins pas aussi facile que les données industrielles et les bénéfices des entreprises que nous avons vus.

En 2015, un article a largement circulé sur Internet, dont l'idée centrale était que "le développement de l'industrie chinoise des batteries au lithium n'est pas fiable".

En combinant les points de vue originaux dans l'article de réfutation, nous pouvons voir que la critique de l'article sur le développement des batteries d'énergie chinoises à l'époque se concentrait principalement sur les points suivants :

1. Des centaines de brevets internationaux de propriété intellectuelle pour les piles au lithium proviennent du Japon et des États-Unis ;

2. La sécurité de la batterie d'alimentation est mise en doute ;

L'entreprise est en perte totale et les matières premières dépendent principalement des importations, de sorte que les perspectives de développement à long terme ne sont pas optimistes.

Jusqu'à présent, de nombreuses personnes devraient trouver ces remarques ridicules, car le plus grand problème est de penser que le processus de développement technologique est statique.

S'il n'y a pas de brevet aujourd'hui, il n'y aura pas de progrès technologique à l'avenir ; s'il y a une perte aujourd'hui, il n'y aura pas de profit à l'avenir.

En même temps, cet article sous-estime la nécessité et l'importance des subventions politiques dans l'incubation d'une nouvelle industrie et d'une nouvelle technologie - et la base endormie de l'industrie automobile européenne l'a appris avant qu'elle n'émerge enfin.

Mais la naissance de cet article s'inscrit dans un contexte. Selon un groupe de cas typiques annoncés en 2015, 72 des 93 entreprises de véhicules à énergie nouvelle ont obtenu illégalement des subventions, et ont obtenu frauduleusement plus de 760 000 véhicules subventionnés, pour un montant total de 9,27 milliards de RMB. La "fraude aux subventions" a en effet été un fléau pour le développement des batteries d'énergie.

Mais il s'agit en fait d'une douleur à court terme. Face à la capacité excessive de production bas de gamme à l'époque, les subventions et les listes blanches mises en place après 2016 ont été remplacées par un soutien technique précis.

Les entreprises à faible densité énergétique ne sont plus en mesure d'obtenir des subventions, et les "subventions frauduleuses" ainsi que les capacités de production bas de gamme sont progressivement éliminées.

En réponse au problème de la "dépendance excessive à l'égard des importations de matières premières" soulevé dans l'article de l'époque, les entreprises chinoises ont également commencé à acheter des mines à l'échelle mondiale et se sont déployées en amont, et tout évolue dans une meilleure direction.

Conclusion

Dans cette bataille de l'énergie, les subventions politiques, le leadership technologique, la mondialisation et l'absence de course au succès sont autant d'éléments essentiels.

Il n'est pas aussi facile qu'il y paraît de trouver un équilibre entre tous les éléments et de remporter la victoire.

Le mot "succès" condense la sagesse, mais aussi la persévérance d'innombrables industriels.

Même si cela n'a pas été compris à l'époque, le développement de l'industrie finale récompensera tous les participants et réaffirmera cette stratégie de survie ancestrale :

Tant qu'il y a suffisamment de ressources et de force économique pour le soutenir, il peut enfin devenir roi.

Aujourd'hui, l'ancienne auréole du Japon et de la Corée du Sud "avancés" n'est plus, l'Europe "sous-performante" tente de se débarrasser du fardeau du passé, et le roi qui est fier du monde regarde attentivement tous les concurrents potentiels.

Le concours de batteries d'énergie, qui dure depuis plus de dix ans, se poursuit au fil du temps.