Voiture électrique en Chine : le pari risqué des stations d'échange de batteries

Les stations de charge rapide de Tesla fournissent une puissance de 120 kW permettant de récupérer 80 % de batterie en 40 minutes environ. La prochaine génération de « super-chargeurs » devrait atteindre 250 kW pour un temps de chargement moyen de 15 minutes. Plusieurs constructeurs de voitures et de bornes annoncent des recharges ultra-rapides de 350 kW. A un tel niveau de puissance, le chargement commence cependant à se heurter au mur de la physique. La surchauffe induite affecte notamment la durée de vie des batteries.

Les constructeurs chinois font le pari d’un autre standard : l’échange de batterie automatisé. Le groupe chinois NIO a déposé 300 brevets portant sur un système robotisé d’échange de batteries. NIO opère déjà 80 points d’échange permettant aux véhicules de la marque de repartir en 3 minutes avec une nouvelle batterie d’une autonomie de 350 kilomètres. L’ambition est d’atteindre 1 100 stations d’ici à 2022. NIO n’est pas le seul constructeur chinois à s’intéresser à ce système. BAIC, à travers sa filiale BJEV, dispose de 160 stations pour une flotte de 13 000 véhicules compatibles avec cette technologie de dépose rapide. Le constructeur d’État prévoit d’investir 10 milliards de yuans (1,4 milliard de dollars) dans la construction d’ici à 2022 de 3 000 stations devant servir 500 000 véhicules.

Le concept d’échange de batteries constitue un changement de paradigme pour les constructeurs. Deux conditions fondent l’expérience : mailler le territoire d’infrastructures et concevoir une offre « servicielle », c’est-à-dire un ou plusieurs services proposés en complément de la vente d’un produit. Les batteries ne sont alors plus la propriété des utilisateurs de véhicules électriques, mais leur sont louées sur la base d’un contrat de service. La production de véhicules devient l’accessoire, le cœur de la création de valeur se concentrant sur la gestion du cycle de vie des batteries. Cela participe d’un choix des consommateurs, de plus en plus répandu, de s’en tenir à l’usage des solutions de mobilité, plutôt qu’à la possession.

Le modèle présente l’avantage d’épargner au client le poids de dépréciation financière de la batterie. Il existe en effet une grande incertitude sur l’espérance de vie des batteries lithium-ion, qui dépend largement de leurs conditions d’utilisation et du nombre de cycles de recharge.

Utilisées comme infrastructure de stockage, les stations d’échange permettent de lisser les pics de consommation et d’absorber les variations de production inhérentes aux énergies renouvelables. Elles peuvent également alimenter le réseau en fonction des besoins, lui offrant un service de flexibilité : soit un modèle bidirectionnel dit « Vehicule-to-grid », reliant le véhicule aux réseaux électriques. Cette fonction de suivi et d’arbitrage de la consommation sur ces réseaux pourrait jouer un rôle important dans la viabilité économique des stations d’échange.

C’est que l’implantation de telles stations et la gestion des stocks des batteries de rechange impliquent de suivre au plus près les usages du consommateur final pour infléchir ou déplacer la demande électrique à des moments hors des périodes de forte demande. L’épine dorsale de ces efforts repose sur le modèle cognitif d’exploitation en temps réel des données du véhicule. A cet effet, le gouvernement chinois impose déjà aux constructeurs automobiles de connecter leurs flottes de véhicules électriques à une base de données nationale pour une meilleure modélisation des profils de consommation.

La mobilité électrique s’apparente à un « produit réseau » capitalisant sur l’interopérabilité du véhicule, de la batterie et de l’infrastructure de chargement. La mise en place de ces interconnexions relève d’un processus collectif associant constructeurs, pouvoirs publics et producteurs d’électricité. Cette « infrastructure de marché » est indispensable pour générer des économies d’échelles.

L’adoption de la technique d’échange de batteries suppose un effort de standardisation poussé. Les constructeurs automobiles doivent non seulement promouvoir leur gamme de véhicules, mais aussi harmoniser les normes techniques afin de soutenir le marché dans son ensemble : c’est une logique de « coopétition ».

Or cette normalisation, indispensable au déploiement à large échelle de la technique, semble peu probable. L’avantage concurrentiel des constructeurs est en effet étroitement lié à la batterie qui concentre 50 % de la valeur du véhicule. Le bloc batterie est un élément essentiel de l’architecture de la voiture électrique, facteur de stabilité et de sécurité. Il est donc difficile pour les constructeurs de coopérer au déploiement d’une plateforme commune.

L’annonce de modèle d’affaires disruptifs, comme l’échange de batteries, participe d’une scénarisation de l’innovation visant à séduire les investisseurs. Mais faute de mobiliser un processus d’innovation collective, il sera difficile pour les constructeurs d’activer l’effet de taille comme levier de compétitivité. D’autant plus qu’une ingénierie financière complexe est nécessaire pour soutenir la masse des immobilisations capitalistiques en jeu, soit la gestion du stock de batteries de rechange.

Pendant des années, les généreux subsides publics ont fait émerger la Chine au rang de superpuissance de l’électromobilité. L’ambition gouvernementale de vendre 7 millions de véhicules à énergie nouvelle par an d’ici à 2025 a alimenté une course aux investissements. On compte aujourd’hui 486 constructeurs de véhicules électriques, trois fois plus qu’il y a deux ans. La projection d’1,6 millions d’unités vendues en 2019 risque cependant de ne pas suffire à absorber les surcapacités de production. Avec l’assèchement des subventions, la bulle spéculative entourant le véhicule électrique pourrait bien éclater n’épargnant que de rares survivants.

La diffusion du véhicule électrique génère une tension constante entre technologie et usages, caractéristique centrale de la notion de « bien système ». L’électromobilité met en jeux les réseaux de recharge, de suivi en temps réel de la batterie et plus largement l’infrastructure électrique. Le gouvernement chinois a déjà dépensé près de 60 milliards de dollars sur la dernière décennie pour faire émerger la filière industrielle des véhicules à énergie nouvelle. Au-delà des subventions et des quotas de production, la dimension systémique de l’électromobilité implique de soutenir des normes techniques uniformes et ouvertes. Les rendements d’échelle ainsi générés permettront de faire définitivement basculer l’automobile dans une approche servicielle. Un Internet de l’électromobilité reste à dessiner.

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