Roulement de batterie chez Tesla

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Stefan Ambec et Claude Crampes.
Stefan Ambec et Claude Crampes. (Crédits : DR)
ANALYSE. Le 28 avril 2020, Tesla a déposé un dossier de candidature pour devenir fournisseur d'électricité au Royaume Uni. Cette initiative ne fait pas de Tesla un acteur majeur du marché de l'électricité, mais, compte tenu du dynamisme de son patron, on peut penser que ce n'est qu'un premier pas vers une stratégie de développement basée sur sa maitrise de la technologie des batteries. Par Stefan Ambec et Claude Crampes, Toulouse School of Economics.

Pour lutter contre le dérèglement climatique, nous devons laisser sous nos pieds les sources d'énergie carbonées qui satisfont nos besoins domestiques, industriels et de transport. Les technologies de remplacement qui ont les faveurs de l'opinion publique, et donc des décideurs politiques, sont les énergies vertes, notamment l'éolien et le solaire dont les coûts de production ont fortement chuté mais qui présentent l'inconvénient majeur de l'intermittence. Comme l'homo industrialis veut que les lampes s'allument quand il en a besoin et non quand la nature y consent, la nouvelle frontière de l'industrie est le stockage. Il faudrait pouvoir placer en réserve, à faible coût, les surplus d'électricité produits par les rayons solaires trop ardents et les vents inutilement furieux pour les récupérer la nuit et par temps de bonace. Mais, à ce jour, c'est du domaine du rêve. Ce que les électriciens savent faire, c'est transformer l'énergie électrique en une autre forme d'énergie, (potentielle dans les stations de pompage, chimique dans les batteries, cinétique avec les volants d'inertie) pour ensuite la retransformer en énergie électrique au moment de l'utilisation. Les équipements nécessaires à cette double conversion coûtent cher, et la double conversion s'accompagne d'une importante perte d'énergie. A l'heure actuelle, le stockage d'eau par pompage en altitude reste la solution la plus performante. Mais les localisations et volumes sont limités par les conditions géographiques. L'avenir est donc aux batteries, en amont intégrées aux réseaux, en aval sur les lieux de consommation et sous le capot des véhicules. Chez les électriciens, c'est la course pour mettre au point des batteries peu volumineuses et assez légères, capable d'emmagasiner rapidement beaucoup d'énergie et de répondre pendant longtemps à d'importants appels de puissance, et tant qu'à faire, à un coût modeste.

Licence anglaise

En novembre 2017, dans sa réponse à une consultation lancée par le régulateur britannique de l'énergie (Ofgem) sur le rôle des distributeurs d'électricité dans le déploiement concurrentiel d'installations de stockage, Tesla insistait sur le fait que le stockage n'est ni de la production ni de la consommation mais un substitut au renforcement coûteux du réseau. Effectivement, le stockage n'est ni créateur ni destructeur d'énergie (en dehors des pertes imputables à tout système de conversion). Il permet seulement de transférer de l'énergie d'une date à une autre, comme un câble la transfère d'un lieu à un autre. Mais, en l'absence d'une réglementation spécifique sur le stockage, la demande déposée en avril par Tesla auprès du même Ofgem concerne une licence de production. Compte tenu de l'insistance de Tesla dans sa réponse de 2017 citée ci-dessus pour que la fourniture de services auxiliaires, notamment l'équilibrage du réseau en temps réel, soit soumise aux lois de la concurrence, il est très probable que son objectif est d'utiliser sa maitrise du stockage pour mettre un pied dans l'industrie électrique au niveau des réseaux de distribution.

Tesla Energy

Tesla est surtout connue pour ses véhicules électriques (Model S, Model 3). Mais l'entreprise possède aussi une division énergie dont les principales activités sont les panneaux solaires, les tuiles solaires, et les batteries stationnaires Powerwall (pour la maison) et Powerpack (pour les collectivités et les sites professionnels). Et en parallèle au développement des véhicules électriques, Tesla continue à déployer son réseau de bornes de recharge rapide.

Dans le domaine des réseaux de distribution d'électricité, Tesla a investi en Australie en deux temps (2017 puis 2019) dans un espace de stockage de 185 MWh et 150 MW de puissance de décharge pour compenser les aléas de la production des 99 éoliennes (capacité 315 MW) du site de Hornsdale appartenant à Neoen. Les deux tiers de la puissance de décharge sont réservés par contrat avec le gouvernement pour fournir des services système (maintenir une fréquence stable le temps que des unités de production prennent le relai). L'autre partie sert à faire de l'arbitrage sur les prix de l'électricité. Compte tenu des sautes d'humeur du vent et des fortes températures dans la région, cette activité s'est révélée très profitable pour Neoen, puisque, pendant la canicule de janvier 2018, le MWh s'est vendu jusqu'à 14.000 dollars australiens, soit 8.400 euros. Pour déclencher la décharge des batteries destinées à stabiliser le réseau, l'électronique de contrôle et de commande n'a besoin que d'informations techniques sur l'état du réseau. En revanche, pour retirer tous les gains potentiels de l'arbitrage, il faut disposer d'informations sur les prix de l'énergie et d'un logiciel jouant le rôle de trader. C'est dans ce but que Tesla a placé les batteries de Hornsdale sous le contrôle de la plateforme Autobidder.

Trader électronique

D'après Tesla, Autobidder est un logiciel basé sur l'intelligence artificielle permettant d'anticiper les prix, les pics de charge, les volumes produits et en retirer un profit, ou d'optimiser le réseau en utilisant notamment l'apport d'électricité en provenance des particuliers. Cette plateforme permettrait de gagner de l'argent par le négoce d'énergie tout en respectant les objectifs commerciaux et les préférences en matière de risque des propriétaires et/ou exploitants des installations de stockage et d'alimentation décentralisée. L'outil est présenté par Tesla comme combinant apprentissage automatique (deep learning) et algorithmes d'optimisation.

Il est difficile d'évaluer la véritable performance financière de cette plateforme dans le brouillard d'annonces commerciales ronflantes dont l'entreprise est coutumière. Mais la performance australienne a été suffisamment convaincante pour que l'entreprise cherche à pénétrer sur le marché britannique. Plus que les batteries au lithium, technologie déjà bien maitrisée par beaucoup d'entreprises, c'est la plateforme de négociation et de contrôle en temps réel des phases de charge et de décharge qui constitue l'avancée technologique à surveiller dans la décennie qui vient.

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L'an passé, Elon Musk déclarait que la branche Energie de Tesla est appelée à croître plus vite que sa branche Automobile. Mais pour retirer des profits d'un secteur où se négocie un produit de consommation courante, il ne faut pas se positionner trop en aval. Les consommateurs peuvent être prêts à payer cher pour un véhicule reconnaissable sur la route, pas pour des panneaux photovoltaïques posés sur le toit ou une batterie installée dans la cave hors de la vue de voisins envieux. Il faut donc s'attendre plutôt à une expansion de l'activité énergie au niveau des réseaux de distribution dans la suite de l'expérience australienne : installer des batteries sur des nœuds stratégiques du réseau pour fournir des services système et en profiter pour utiliser une partie de la puissance dans un négoce d'énergie lucratif. Mais la profitabilité exige d'acheter à des prix suffisamment bas et de vendre à prix très élevé, ce qui suppose des alimentations très contrastées en énergies intermittentes selon les dates et les états de la nature. On peut donc prévoir que Tesla ne sera pas seule dans la course pour s'installer aux bons nœuds des réseaux. En organisant des enchères pour le marché du stockage dans le réseau, les gouvernements intéressés devraient pouvoir retirer quelque profit de la concurrence entre opérateurs potentiels.

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Commentaires
a écrit le 02/06/2020 à 15:48 :
Au-delà de l'excitation et des spéculations sur des technologies de rupture qui vont changer la face du monde et nous promettent un avenir meilleur, quelques questions :
- le monde aura t'il la capacité d'extraire des métaux pour permettre aux humains de conserver voire améliorer leur mode de vie actuel avec solaire + batteries ? (construites à base de métallurgie lourde qui fonctionne au charbon et pas au solaire, bizarre) (voir bouquin et interventions de Philippe Bihouix)
- ce mix solaire + batteries est-il pensé pour remplacer le mix actuel ou y être ajouté ? (parce que quand on regarde les chiffres (BP, AIE) tout s'ajoute partout c'est étrange !)
- en France quel est l'intérêt du solaire quand le nucléaire fait (déjà et aujourd'hui) 6g de CO2/kwh et permet au train de 8h de partir à 8h sans 3T de batteries par maison ?
- le solaire industriel est-il compatible avec un monde en contraction et la déplétion du pétrole ?
- qui gagne de l'argent et qui en perd dans cette affaire ? et c'est la même question, pourquoi le prix de l’électricité augmente dans les pays qui mettent le paquet sur le solaire et l'éolien alors que c'est sensé être une énergie "gratuite" ?

Informez-vous et arrêtez de lire des articles qui ne sont que des communiqués de presse améliorés : jancovici / shift project.
L'angle mort qu'on va se prendre dans la face c'est bien les limites physiques (métaux, pétrole, CO2) contre lesquelles la volonté de croissance et de puissance ne pourra rien à part nous emmener dans un chaos social pour tous.
a écrit le 31/05/2020 à 13:35 :
Un article intelligent, intelligible, qui mérite d’être salué au milieu d’une information qui ne fait que répéter les mêmes choses en augmentant les distorsions de sens et d’exactitude.
a écrit le 30/05/2020 à 19:10 :
Tesla serait actuellement en cours de développement d'une technologie de batterie qui permettrait de faire rouler un véhicule sur plus d'un millions de km, avec une perte de rendement de moins de 10%. En d'autres termes, elle serait insensible aux cycles de recharge/décharge. En outre cette batterie serait recyclable au moins 3 fois.

Si jamais c'était avéré, on comprend que Tesla se positionne dès maintenant sur les marchés potentiels de la mobilité, de l'habitat, de l'industrie. Ce serait LA révolution du siècle.

Musk est ce qu'il est , mais c'est un visionnaire qui sait concrétiser ses idées.
Réponse de le 31/05/2020 à 9:32 :
sacré loustic quand même....ceci étant, sur le pur problème des batteries, le problème est justement, les batteries et leur impact humain très en amont, et environnemental, le production d électricité verte posant aussi quelques questions sur le sujet
rien n est jamais parfait, mais concernant Musk..., chapeau bas sur Tesla et Space X , ça,fait bouger les lignes, même si je n achèterais pas un Tesla:-)))
Réponse de le 31/05/2020 à 19:53 :
Vous raisonnez en termes de 2020 avec des batteries lourdes, encombrantes et à base de minéraux rares et polluant à obtenir.
Pour autant Tesla garantit ses batteries déjà 240 000 km.

La nouvelle génération, qui devrait être présentée cette année (Li P Fe) est prévue pour tenir 1 millions de miles, soit 1.6 millions de km (4000 recharges)..... soit 60 ans pour un véhicule qui roulerait 15 000 km annuellement.... une vie de conducteur.
A comparer avec les milliers de piles utilisées dans les smartphones, les instruments connectés, les montres, les portables, etc etc.

Elle est également 30% plus performante en matière de stockage que les batteries précédentes.

Et ça ne fait que commencer. Bientôt il sera possible de stocker beaucoup d'énergie dans des piles domestiques rechargeables par le photovoltaîque, les microéoliennes ou des microcentrales , et le tout à un prix compétitif vu la durée de vie.
a écrit le 30/05/2020 à 13:54 :
Tesla... le pire du capitalisme ultralibéral, avec comme finalité avouée, le transhumanisme, et donc l'eugénisme ! Aucun contrôle, aucune norme, un laisser faire total de la part de tous les politiques, alors que la moindre pme croule sous des empilements de paperasse et de normes, bien souvent stupides.
Il est vrai qu'une pme ne finance pas des campagnes électorales nationales, alors que Tesla...
Savoir que ces gens là (Tesla, Gafa, les cloudo-IAo-deep learningo-big datas start ups.. ) vont contrôler l'énergie, et tous nos besoins élémentaires... l'espèce humaine a décidé de se suicider, et c'est irréversible.
Réponse de le 30/05/2020 à 23:12 :
à l'heure du Covid, virus importé par le parti communiste chinois
A l'heure du Covid, dont tout le monde attend un médicament, du côté du "capitalisme américain"
Il est mal venu de parler d'ultralibéralisme.
Les centrales au charbon d'Allemagne, tournait à la Lignite de l'Allemagne de l'Est
Le génial Musk est en train de disrupter la génération d'énergie, de créer une chaîne de bout en bout écologique (génération solaire, distribution et consommation via des batteries), et nous avons quelques neo socialistes qui s'essaient à la démago gocho facho... non merci !
Réponse de le 31/05/2020 à 9:35 :
pour le transhumanisme et l eugénisme, je ferais plus confiance à Google, Amazone et Facebook:-))))
suis un peu coincé avec google, mais pas présent sur facebook et je n achète jamais, par principe, chez Amazone, même si parfois ça me démange
Réponse de le 31/05/2020 à 12:42 :
faisiez vous partie de ceux qui critiquer toutes ces inventions
voir de ces réalisations comme une majorité d'ingénieur de la nasa
et du monde de l'auto
le contraire des verts et de leur déconstruction
car incapables de vision pour l'avenir
ou comme hulot profiter du système au maximum pour le critiquer demander lui de rembourser le carburant payer par les télévisions
pour que M se balade autour du monde au frais du contribuables
a écrit le 30/05/2020 à 11:40 :
"Les technologies de remplacement qui ont les faveurs de l'opinion publique, et donc des décideurs politiques,"

LOL !

"Opinion publique" générée par les médias de masse et les sondages à savoir deux propriétés des mêmes propriétaires des décideurs politiques, il faut être aveugle pour ne pas le voir alors que Nietzsche le voyait déjà au 19ème siècle, l'opinion "publique" n'appartient plus au public depuis belle lurette:

"Utilisation de la petite malhonnêteté. — La puissance de la presse consiste en ce que chaque individu qui est à son service ne se sent que très peu obligé et lié. Il dit ordinairement son opinion, mais quelquefois aussi il ne la dit pas, pour servir son parti ou la politique de son pays ou enfin soi-même. Ces petits délits de malhonnêteté ou peut-être seulement de silence malhonnête ne sont pas lourds à porter pour l’individu, mais les conséquences en sont extraordinaires, parce que ces petits délits sont commis par beaucoup de geris en même temps. Chacun d’eux se dit : « Au prix d’un si petit service, je vivrai mieux, je pourrai trouver ma subsistance ; par l’absence de tels petits scrupules, je ne me rendrai pas impossible. » Comme il paraît moralement presque indifférent d’écrire ou de ne pas écrire une ligne de plus, et encore peut-être sans signature, un homme qui possède de l’argent et de l’influence peut faire de toute opinion l’opinion publique. Celui qui sait à ce propos que la plupart des hommes sont faibles dans les plus petites choses, et qui veut atteindre par eux ses propres fins, est toujours un homme dangereux. "
Réponse de le 30/05/2020 à 12:52 :
L'opinion publique ça s'oriente, se canalise, se construit. Les sondages disent ensuite que l'opinion publique est favorable à ceci cela, ben oui, à force (ça ou le néant, vous préférez quoi ? :-) ).
Mais quand on voit les gens favorables à telle ou telle thérapie, ça laisse songeur, je laisse ça aux spécialistes du domaine, aucun avis à avoir.

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