Le boom des VE redessine les chaînes d'approvisionnement auto : relever les pénuries de lithium

Le marché mondial des véhicules électriques (VE) devrait atteindre 802,81 milliards de dollars de valeur d'ici 2027, avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 22,6 % selon Allied Market Research. Alors que l'intérêt des consommateurs pour les VE continue de croître, l'industrie fait face à des pénuries à court terme des ressources naturelles nécessaires pour alimenter ces véhicules. En tête de liste des non-renouvelables nécessaires pour produire des VE se trouve le lithium. C'est un composant intégral de la batterie qui propulse ces véhicules et nécessite un remplacement après environ huit ans. La concurrence pour le lithium est féroce, et les constructeurs de VE doivent planifier l'acquisition et la gestion future du minéral.

La solution implique une approche multi-facettes d'approvisionnement éthique, recyclage, réutilisation et réaffectation de matériaux dans des produits en aval, ainsi qu'une amélioration de l'efficacité. Une autonomie de batterie accrue et une efficacité moteur prolongeraient l'utilisation dans chaque VE, et permettraient éventuellement aux entreprises de passer de la fabrication matériel à un focus logiciel.

Dans les VE, les composants principaux sont le pack batterie et le moteur, qui représentent environ 70 % du coût du véhicule. Augmenter l'efficacité du pack batterie et du moteur équivaut à un coût inférieur et une autonomie plus élevée. Le pack batterie est la partie la plus chère de la voiture à cause de l'approvisionnement limité et des contraintes géographiques de ses matières premières.

Lithium limité

Comme d'autres matériaux précieux, le lithium est un minéral à ressource limitée, pourtant à mesure que l'intérêt pour les véhicules VE ou hybrides et les maisons alimentées par batterie augmente, la concurrence et le prix du lithium vont grimper. Actuellement, le lithium est extrait de plusieurs sources mondialement, qui ont des implications économiques, politiques et de chaîne d'approvisionnement. Basé sur la demande mondiale attendue pour les VE et les objectifs climatiques fixés à travers le monde qui appellent à réduire les voitures à essence, la Banque mondiale estime qu'il faudra obtenir cinq fois plus de lithium pour atteindre ces objectifs d'ici 2050.

En raison de la demande accrue, des pénuries de lithium sont susceptibles de se produire à court terme, menant à des coûts de production plus élevés et un manque de disponibilité, qui se répercuteront tous deux par des coûts plus élevés pour le consommateur. En plus, l'éthique de l'approvisionnement en lithium est aussi importante pour les clients de VE. Puisque de nombreuses mines sont situées dans la région du Congo en Afrique, il y a des préoccupations sur le travail des enfants et les conflits, rendant l'approvisionnement intenable pour le marché des VE.

Alors que des mines supplémentaires existent en Argentine et au Canada, certains fabricants de VE, incluant Tesla Inc., cherchent à acheter leurs propres mines pour sécuriser une source minérale continue et éliminer toute obfuscation dans l'approvisionnement en matériaux.

Une planification intelligente ne s'arrête pas à l'achat de mines, mais signifie aussi créer des contrats intelligents basés sur la blockchain. Ces contrats déplaceraient les routes d'approvisionnement en cas de perturbation. Si, par exemple, une tempête majeure impactait l'expédition depuis une mine, les contrats intelligents déplaceraient l'approvisionnement de la mine désactivée vers d'autres mines pour prendre le relais de l'approvisionnement manqué, éliminant une perturbation.

Réduire la consommation

Une autre façon pour les entreprises de s'isoler de la chaîne d'approvisionnement erratique du lithium est de simplement en utiliser moins. Les entreprises de VE explorent des sources de lithium manufacturées. La recherche et développement de stade initial est en cours dans la Bay Area pour synthétiser le lithium en laboratoire, ainsi que pour rendre les batteries toujours plus efficaces. L'objectif est de réduire les matériaux nécessaires à 10 % des pratiques actuelles. La fameuse batterie à échelle quantique pourrait fonctionner pour un million de miles avant remplacement. Chacune de ces innovations réduirait grandement la quantité de lithium extraite des sources naturelles, ainsi que réduirait davantage la complexité des chaînes d'approvisionnement.

Encore plus de lithium — environ 60 % — peut être récupéré par le recyclage, la réutilisation ou la réaffectation des batteries, selon le Journal International de Gestion de la Chaîne d'Approvisionnement. Si chaque durée de vie de batterie est étendue des huit ans actuels à plusieurs années de plus à travers les millions de VE, les économies d'énergie et de coûts sont substantielles.

Une fois que l'efficacité d'une batterie tombe en dessous d'un certain taux kilowatt par poids ou que le cycle de charge est trop long, elle n'est plus utile dans les VE. Les batteries, cependant, peuvent encore être reprogrammées et reconfigurées pour une utilisation dans des murs d'alimentation. Alternativement, les batteries peuvent être revendues sur les marchés mondiaux, pour alimenter un e-rickshaw en Inde, par exemple.

L'efficacité en fabrication entraînera plusieurs changements en aval, y compris des chaînes d'approvisionnement plus résilientes et un changement dans l'offre de valeur. Un VE plus efficace fera baisser les coûts et ouvrira les voitures à une gamme plus large de clients qui ne pouvaient pas auparavant se permettre le produit. Aussi, une production rationalisée et innovante réduira la dépendance aux longues lignes d'approvisionnement, renonçant à la complexité et à la dépendance aux chaînes d'approvisionnement sujettes aux perturbations. Autant que 90 % de la fabrication de Tesla est complétée en interne, et la chaîne d'approvisionnement de l'entreprise était résiliente et ininterrompue pendant la pandémie.

De nouveaux fourviendront en jeu alors que les lignes d'approvisionnement changent ; les fournisseurs impliqués dans la régénération d'une batterie différeront des fabricants de batteries actuels.

Les besoins des conducteurs changeront aussi, et les services en aval feront la différence pour les VE. Un acheteur d'un VE avec une batterie d'un million de miles ne revient pas pour une nouvelle voiture ou batterie depuis un moment. Les entreprises automobiles devront passer à l'offre de services d'abonnement, incluant mises à jour, intelligence artificielle, assurance ou autres ajouts, avec la voiture. C'est un passage du matériel au logiciel, incluant les mises à jour de la voiture pour augmenter l'efficacité. Ce genre de modèle de VE a le potentiel de faire disparaître le concessionnaire automobile pour une vente directe au consommateur.

Chaînes d'approvisionnement interdépendantes

En 2018, JP Morgan a suggéré que les VE et hybrides pourraient prendre 30 % du marché. L'essor de l'écosystème VE mènerait à des lignes d'approvisionnement interdépendantes pour l'infrastructure de recharge et le secteur de l'énergie propre, ainsi que les changements de flottes commerciales et innovations, comme les bus et camions longue distance. Une révolution énergétique véritablement durable ne résulterait que quand le cycle de vie de bout en bout des VE (du berceau à la tombe) est durable, et cela se produirait une fois que les réseaux électriques — et donc les chargeurs — se convertissent à l'énergie propre. Cela résulterait dans la conversion des lignes d'approvisionnement en essence subsidiiaires en lignes d'approvisionnement en matériaux d'énergie propre.

En parallèle aux fabricants de VE, les constructeurs automobiles traditionnels rendent aussi les moteurs à essence plus efficaces. En fait, il y aura probablement un point de bascule où les véhicules à essence sont plus rentables pour les consommateurs, assumant que la demande d'essence a chuté ainsi que les prix à la pompe. C'est parce que bien que les VE continueront à gagner en efficacité et se rapprocher d'un prix atteignable pour les acheteurs de classe moyenne, les VE coûteront encore probablement plus. En fin de compte, les constructeurs automobiles feront de leur mieux quand ils seront capables de capturer la plus grande part de marché, en vendant à la fois des VE et des véhicules à essence.

Le passage de l'essence aux chaînes d'approvisionnement hybrides nécessite un changement significatif. Passer des chaînes de pièces de moteur à essence pur aux chaînes de pièces hybrides implique des complexités ajoutées. Le changement inclut le remodelage et la conception des niveaux de fournisseurs. De cette façon, un fournisseur vendant auparavant seulement des pièces auto à essence peut devoir étendre les fournitures de niveau deux ou trois de seulement fournisseurs de pièces à essence à maintenant fournisseurs de pièces VE aussi. Il est aussi important de garder à l'esprit que le personnel fait partie de la chaîne d'approvisionnement et peut servir de bloqueurs sérieux. La gestion du changement est nécessaire pour implémenter des changements de paradigme agiles.

Les VE continuent de capturer plus de parts de marché automobile et poussent les constructeurs traditionnels à adapter leurs offres et avec elles leurs chaînes d'approvisionnement. Les fabricants traditionnels ont tendance à avoir des chaînes d'approvisionnement longues et fortement externalisées, ce qui les rend plus vulnérables à la perturbation. De plus, les moteurs à essence sont là pour rester pour au moins les 20 prochaines années, et ces entreprises devront s'adapter aux lignes de production hybrides pour maintenir les marchés des moteurs à essence tout en entrant dans les nouveaux marchés VE et ICE à mesure qu'ils s'ouvrent. Cela impactera la dynamique des lignes d'approvisionnement pour l'approvisionnement en amont ainsi que les aspects de service en aval. Les entreprises pures VE d'un autre côté ont affiné leurs véhicules à un design efficace qui nécessite une chaîne d'approvisionnement courte. Les contrats intelligents qui changent avec les perturbations d'approvisionnement permettent une fabrication plus agile. Un focus sur la recherche continue pour améliorer l'efficacité du design continuera de servir les entreprises VE bien alors que la pression des limitations de ressources naturelles monte.

Ajay Serohi est gestionnaire de produit staff pour Tesla.