En 2010, les batteries lithium-ion étaient un succès en laboratoire et une impasse commerciale. Une décennie plus tard, elles constituent l’épine dorsale de l’industrie mondiale des véhicules électriques. C’est l’un des exemples les plus clairs de la manière dont l’investissement rend une technologie viable. Mais l’investissement est-il la seule clé du succès ?
Les discussions autour des technologies propres mettent souvent l’accent sur l’innovation. Nouveaux matériaux, meilleures chimies et percées en ingénierie sont généralement perçus comme les principaux moteurs de la transition énergétique, mais l’innovation seule détermine rarement le succès d’une technologie. Un facteur crucial est la disponibilité d’investissements financiers importants, notamment un capital précoce et à grande échelle qui permet aux technologies de passer des laboratoires à une mise en œuvre réelle sur le terrain.
Des technologies comme la production d’hydrogène, la capture du carbone et les carburants synthétiques démontrent une compétence technique et ont fait leurs preuves dans des environnements de recherche et des projets pilotes. Cependant, une technologie doit aussi être économiquement viable – ce qui dépend de trois facteurs principaux : le coût, l’évolutivité et la fiabilité. Les technologies doivent être abordables, produites à grande échelle et capables de fonctionner de manière fiable dans des conditions réelles.
L’investissement joue un rôle important dans la facilitation de ces conditions.
Comment l’investissement transforme la technologie en produit
L’investissement joue un rôle crucial pour combler le fossé entre invention et viabilité commerciale. Des investissements importants et précoces aident à accroître la production et à construire des chaînes d’approvisionnement. À mesure que la demande pour une technologie augmente et que la production se développe, les entreprises gagnent en expérience opérationnelle et les procédés de fabrication deviennent plus efficaces. Cela mène à l’apprentissage par la pratique, lorsque les coûts diminuent progressivement à mesure que la production s’étend et que les procédés s’améliorent.
L’investissement aide aussi à absorber les premiers risques associés à une technologie émergente. Les nouvelles technologies font souvent face à une incertitude concernant les performances, la demande et le financement. L’accès au capital permet aux gouvernements et aux entreprises d’accepter ces risques pendant que la technologie mûrit.
Il est important de noter que les réductions de coûts dans de nombreuses technologies énergétiques se produisent une fois le déploiement commencé, pas avant. À mesure que la production s’échelle et que l’expérience augmente, les améliorations dans la fabrication, les chaînes d’approvisionnement et l’intégration du système contribuent à réduire les coûts. Par conséquent, retarder l’investissement jusqu’à ce que les technologies deviennent bon marché peut les empêcher d’atteindre l’échelle nécessaire pour que ces réductions de coûts se produisent.
Batteries lithium-ion : un cas d’échelle dirigée par le capital
Les batteries lithium-ion offrent l’un des exemples les plus nets de la façon dont l’investissement stimule la viabilité technologique. La chimie centrale des batteries lithium-ion a été développée il y a plusieurs décennies. Dans les années 1990, la technologie était déjà utilisée dans des électroniques grand public comme les ordinateurs portables et les téléphones mobiles. Cependant, les batteries restaient encore bien trop chères pour des applications à grande échelle comme les véhicules électriques ou le stockage de réseau.
Un changement significatif est intervenu en 2010, lorsque la Chine a massivement investi dans la capacité de fabrication de batteries, les chaînes d’approvisionnement pour les minéraux critiques et la demande domestique via des politiques relatives aux véhicules électriques. Ces investissements ont permis une expansion rapide de la production de batteries. L’agrandissement des grandes installations de fabrication, ainsi que le développement de chaînes d’approvisionnement intégrées, ont permis une croissance rapide de la production de batteries.
À mesure que les usines se sont développées et que les fabricants ont acquis de l’expérience, les coûts ont chuté de manière spectaculaire. Entre 2010 et 2023, le coût des batteries lithium-ion a diminué d’environ 90 %.
À mesure que l’investissement mondial dans la fabrication de batteries lithium-ion augmentait, principalement sous impulsion chinoise, les prix des batteries se sont réduits de manière substantielle, rendant la technologie populaire. Le déploiement massif de capitaux en Chine, et les investissements continus ailleurs, ont soutenu l’expansion de la capacité de production et le développement des chaînes d’approvisionnement en batteries. En conséquence, la baisse des coûts des batteries a été largement motivée par l’échelle industrielle et les améliorations de la fabrication.
Des choix technologiques, pas seulement l’échelle
Les baisses de coût en Chine n’étaient pas uniquement le fruit du volume d’investissement. Elles ont aussi été façonnées par un pari délibéré sur une chimie spécifique des batteries. Les producteurs chinois ont privilégié le phosphate de lithium et de fer, ou LFP, une formulation qui utilise des matériaux moins chers et plus abondants que les chimies riches en nickel et cobalt favorisées ailleurs. Le LFP était initialement considéré comme inadapté aux véhicules électriques en raison de sa densité énergétique inférieure, mais des années de recherche et développement ciblées par les fabricants chinois ont considérablement amélioré la technologie. Les batteries LFP représentent aujourd’hui près de la moitié du marché mondial des véhicules électriques.
Cela compte car cela montre que l’investissement seul ne suffit pas à faire baisser les coûts — la direction de l’investissement et les choix techniques spécifiques effectués parallèlement importent aussi. Un pays qui aurait investi le même capital dans une chimie plus coûteuse n’aurait pas obtenu la même trajectoire de prix.
Prix des matières premières
Le coût du lithium de qualité batterie et d’autres minéraux critiques est un déterminant majeur du prix des batteries. Les prix du lithium ont fortement augmenté entre 2021 et 2022 alors que la demande dépassait l’offre, puis ont chuté de plus de 85 % par rapport au pic de 2022 à mesure que de l’offre nouvelle entrait en ligne. Ces fluctuations de prix influencent l’économie des batteries indépendamment de l’échelle de fabrication ou des niveaux d’investissement.
Cela introduit une certaine volatilité que le récit sur l’investissement a tendance à sous-estimer. La trajectoire descendante des coûts des batteries est réelle, mais elle n’a pas été lisse ni uniquement guidée par les courbes d’apprentissage. Les marchés des matières premières, la géopolitique et les cycles d’investissement minier marquent tous les prix finaux des batteries.
Les risques liés à la surcapacité
Un investissement rapide, dirigé par l’État et à grande échelle peut aussi engendrer ses propres problèmes. D’ici 2024, la Chine détenait près de 85 % de la capacité mondiale de production de cellules de batterie, une concentration qui a suscité des inquiétudes croissantes parmi les décideurs concernant la résilience des chaînes d’approvisionnement et l’équilibre du marché. Ce niveau de surcapacité a déclenché une concurrence agressive sur les prix entre les fabricants chinois, exercé des pressions sur les producteurs d’autres pays et suscité des inquiétudes chez les partenaires commerciaux quant à la distorsion du marché.
Le résultat a été une vague de tarifs douaniers, d’enquêtes commerciales et de réponses politiques des États-Unis, de l’Union européenne et d’autres pays cherchant à protéger leurs propres industries naissantes de batteries. Ces tensions compliquent l’idée que l’investissement dirigé par l’État soit une force positive et simple. Un déploiement massif de capitaux peut accélérer une technologie tout en déstabilisant le marché plus largement.
Impact mondial et ce que cela nous apprend
L’impact de la chute des coûts des batteries a été significatif. Des batteries moins coûteuses ont rendu les véhicules électriques plus compétitifs, accélérant leur adoption à l’échelle mondiale. Parallèlement, le stockage des batteries est devenu de plus en plus viable pour l’équilibrage du réseau, l’intégration des énergies renouvelables et la fiabilité énergétique. Des technologies qui semblaient autrefois peu pratiques sont devenues centrales dans la transition énergétique mondiale.
Mais la leçon est plus nuancée qu’il n’y paraît. L’investissement était nécessaire mais pas suffisant. Il a fonctionné en combinaison avec des choix technologiques judicieux, des conditions favorables des matières premières et des années de recherche et développement progressives. Il a aussi produit des effets secondaires comme la surcapacité, des conflits commerciaux et une concentration des chaînes d’approvisionnement dans un petit nombre de pays, que les décideurs tentent encore d’adresser. Ce que l’investissement a réellement fait, c’est accélérer les délais: des changements qui auraient pris un demi-siècle sont arrivés en une décennie.
En somme, il faut retenir que l’investissement précoce et à grande échelle peut être un puissant accélérateur des technologies propres. Il comprime les délais, permet l’apprentissage par la pratique et construit l’infrastructure industrielle nécessaire à un déploiement largement répandu. Mais il ne fonctionne pas isolément, et il ne garantit pas des résultats sans heurts ni équitables.
Regarder vers l’avenir
Les mêmes dynamiques devraient façonner la prochaine génération de technologies propres. La production d’hydrogène, le stockage d’énergie longue durée et les carburants propres fonctionnent déjà techniquement mais restent coûteux et limités dans leur déploiement. L’investissement sera essentiel pour mettre à l’échelle ces technologies, tout comme il l’a été pour les batteries.
Mais l’histoire des batteries suggère également que la manière dont le capital est dépensé compte autant que le volume dépensé. Les choix technologiques, la géographie des chaînes d’approvisionnement, la conception des politiques et les conditions des marchés des matières premières façonneront tous les résultats aux côtés du volume d’investissement.
La transition énergétique requerra d’importants capitaux. Le cas des batteries lithium-ion montre que, lorsqu’il est utilisé de manière judicieuse, l’investissement peut être transformateur. Il démontre aussi que le déployer de manière efficace est plus difficile qu’il n’y paraît.
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