Raphael Thys
Les Tesla Megapack utilisent désormais des cellules sans nickel ni cobalt
Selon plusieurs sources autorisées, Tesla utilise désormais des cellules lithium-fer-phosphate (LFP) dans son système de stockage stationnaire Megapack. Cette « chimie » de batterie a l’avantage de ne pas contenir de cobalt ni de nickel, deux métaux dont les capacités mondiales de production peinent à suivre l’envolée de la demande des fabricants de voitures électriques. Cette décision de l’entreprise d’Elon Musk devrait permettre de réduire le coût des Megapack et d’améliorer leur compétitivité sur le marché du stockage stationnaire d’électricité.
Avec sa capacité de 3 MWh, un seul « Tesla Megapack » peut fournir l’équivalent de la consommation quotidienne d’environ 1000 foyers. Accompagné d’un onduleur capable de délivrer un courant de 1,5 MW et assemblé par dizaines voire par centaines de modules dans une batterie géante, ce pack permet surtout de stabiliser les réseaux et d’augmenter la part d’électricité renouvelable dans le mix énergétique d’une région.
Sur son blog, Tesla explique que le Megapack « réduit considérablement la complexité du stockage par batterie à grande échelle et facilite l’installation et le processus de connexion ». Situé à proximité d’une centrale solaire ou d’un parc éolien, le système peut par exemple être directement chargé en énergie décarbonée via une connexion en courant continu. Chaque Megapack, au format d’un conteneur maritime, est expédié de l’usine entièrement assemblé et facilement transportable. Ainsi, la marque affirme être en mesure de « déployer une centrale zéro émission de 250 MW et 1 GWh en moins de trois mois ».
Avec ses Megapack, Tesla associé à l’entreprise française Neoen a par exemple remporté un appel d’offre lancé par l’Etat de Victoria en Australie. Les deux partenaires construisent à Geelong, près de Melbourne, la « Victorian Big Battery », d’une capacité de 300 MW / 450 MWh. Opérationnelle d’ici la fin 2021, elle permettra notamment d’augmenter la capacité de l’interconnexion à haute tension entre les États de Victoria et de Nouvelle-Galles du Sud, en particulier pendant les périodes estivales. Selon les termes du contrat, elle fournira une réponse automatique en cas de coupure imprévue du réseau et elle participera à la régulation de sa fréquence, favorisant ainsi une pénétration accrue des renouvelables dans l’État de Victoria, lequel vise 50% d’énergies vertes d’ici 2030. Après sa mise en service, ce stockage géant d’électricité devrait être, du moins pour un certain temps, le plus puissant du monde. « Il s’appuiera sur des innovations qui permettront de moderniser et stabiliser le réseau électrique de la région », explique Neoen.
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Une demande planétaire croissante
Jusqu’à présent, les Megapack de Tesla tout comme ses autres solutions de stockage stationnaire (Powerwall et Powerpack) étaient constitués de cellules lithium-ion de type NCA, comme dans les batteries des célèbres voitures électriques de la marque. C’est-à-dire que leur cathode contenaient du nickel, du cobalt et de l’aluminium. Si ce dernier métal ne pose pas de problème d’approvisionnement puisqu’il est l’un des plus répandus dans la croute terrestre, il n’en va pas de même des deux autres qui sont utilisés aujourd’hui dans les batteries de la plupart des voitures électriques, mais aussi dans bon nombre d’autres applications industrielles. Le « boom » attendu de ces véhicules branchés dans les prochaines années devrait donc logiquement influencer la demande planétaire pour ces deux métaux. Ainsi, l’Agence Internationale de l’Energie (AIE) prévoit que d’ici 2040, la consommation mondiale de cobalt sera multipliée par 21 et celle de nickel par 19. Une telle envolée pèse immanquablement sur le cours de ces matières premières car l’augmentation des capacités d’extraction dans les mines et de raffinage dans les usines ne peuvent pas suivre au même rythme.
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Des cellules moins dense en énergie mais surtout moins chères
Il n’est dès lors pas étonnant que des constructeurs de plus en plus nombreux élaborent des alternatives à l’utilisation de ces métaux stratégiques dans leurs batteries. Ainsi, les versions d’entrée de gamme des Tesla Model 3 et Model X assemblées en Chine dans la gigafactory de Shangaï utilisent déjà depuis tout un temps des cellules lithium-fer-phosphate (LFP) dont l’approvisionnement en composants est beaucoup moins problématique. Certes, les cellules LFP sont moins denses en énergie que les cellules NCA ou les NMC (nickel-manganèse-cobalt) utilisées dans la plupart des véhicules électriques. A capacité de stockage égale, elles sont donc un peu plus lourdes et plus volumineuses. Mais surtout, elles sont moins chères. Or le prix de la Tesla Model 3 de base (version Standard Range Plus) fabriquée en Chine est le critère d’achat le plus important, ses performances étant, aux yeux des acheteurs potentiels, d’ordre secondaire. Raison pour laquelle le constructeur californien a donc opté pour ces cellules LFP dans ce modèle vendu en Asie.
L’expérience semble concluante puisque Tesla fait maintenant le pas de choisir également cette chimie pour ses Megapack. Rien d’étonnant à cela, et on se demande même pourquoi cette décision n’a pas été prise plus tôt. Dans les systèmes de stockage stationnaire, le poids et le volume des batteries ne sont en effet pas aussi déterminants que dans la mobilité électrique. Avec ces cellules meilleur marché, le Megapack pourrait voir ses coûts de production réduits et mieux se positionner que ses concurrents dans les prochains appels d’offre pour des solutions de stockage stationnaire.