Opportunités dans les équipements de fabrication de batteries

Percées récentes dans la mobilité électrique entraînera une demande sans précédent de véhicules électriques (VE), malgré les perturbations économiques et d'approvisionnement résultant de la crise du COVID-19. Cette demande croissante entraînera une augmentation considérable de la demande de batteries. La fabrication de batteries s'accélère dans le monde entier pour répondre à la demande locale. Pour desservir la fabrication européenne de véhicules électriques, des entreprises établies de cellules de batterie et des startups émergentes ont annoncé leur intention de construire une capacité de production combinée allant jusqu'à 965 gigawattheures (GWh) par an en Europe d'ici 2030, ce qui représente 28 % de la capacité mondiale annoncée pour 2030 d'environ 3 500 GWh et multiplié par 20 à partir de 2020.1McKinsey battery supply tracker, décembre 2021.

Cet article est un effort de collaboration de Jakob Fleischmann, Dorothee Herring, Ruth Heuss, Friederike Liebach et Martin Linder, représentant les points de vue de la pratique électronique avancée de McKinsey.

Pour répondre à la demande croissante, environ 30 nouvelles installations de fabrication de batteries devront être mises en ligne dans toute l'Europe, ce qui nécessitera jusqu'à 100 milliards d'euros de dépenses d'investissement (Figure 1). Environ 60 % de l'investissement total sera affecté à l'équipement de fabrication de cellules de batterie. Cela se traduit par une opportunité commerciale annuelle de 5 à 7 milliards d'euros pour l'industrie des équipements de fabrication en Europe d'ici 2025 et de 7 à 9 milliards d'euros dans la seconde moitié de la décennie.

Dans le processus de fabrication des cellules de batterie, trois étapes nécessitent des parts à peu près égales des dépenses en capital : 35 à 45 % pour l'équipement de fabrication d'électrodes, 25 à 35 % pour l'équipement d'assemblage et de manipulation des cellules et 30 à 35 % pour l'équipement de finition des cellules. (Pièce 2). Certains processus, tels que le revêtement et le remplissage d'électrolyte, sont soit uniques, soit très spécifiques à la fabrication des cellules de batterie. Ces processus nécessitent des conditions de salle blanche et sèche et une expertise dans, par exemple, le dépôt de couches minces de haute précision. D'autres processus, tels que la découpe, la formation de cellules et le vieillissement, sont similaires à des processus largement utilisés dans d'autres industries ou nécessitent un équipement logistique intra-fabrication.

Aujourd'hui, seule une poignée d'entreprises spécialisées dans les équipements de fabrication de cellules de batterie - utilisées pour le mélange de suspension, la fabrication d'électrodes, l'assemblage de cellules et la finition de cellules - opèrent en Europe ; la majorité se trouve en Chine, au Japon et en Corée du Sud (tableau 3). Cependant, la plupart de ces fournisseurs historiques de fabrication de cellules de batterie fonctionnent à plus de 95 % de leur capacité, ce qui laisse peu de place pour augmenter la production. En outre, ils peuvent donner la priorité aux commandes de clients établis (principalement les principaux fabricants de cellules en place) par rapport à celles de nouveaux entrants sur le marché d'Europe et des États-Unis. En conséquence, les entreprises européennes de fabrication de cellules de batterie et les équipementiers de véhicules électriques qui entrent sur le terrain sont susceptibles de faire face à un goulot d'étranglement dans l'approvisionnement en équipements qui mettra en péril leur démarrage prévu de la production. La sécurisation de l'approvisionnement en équipements est un facteur clé de succès.

Les fabricants d'équipements européens ont la possibilité de s'approprier une part équitable du pool de revenus en devenant les principaux fournisseurs des fabricants de cellules établis qui se développent en Europe et aux États-Unis, ainsi que des fabricants de batteries nouvellement fondés, compte tenu de leur proximité géographique, qui facilite la installation, montée en puissance et assistance pour l'équipement. Les fabricants d'équipement qui vendent déjà l'équipement nécessaire pourraient étendre leur capacité pour répondre à la demande croissante et approcher les clients existants et nouveaux. Pendant ce temps, les fabricants qui ne vendent pas actuellement l'équipement nécessaire pour produire des cellules de batterie pourraient tirer parti de leur expertise existante en matière de machines et d'équipements à partir de processus similaires pour pivoter sur ce marché. Cet article traite de la pénurie anticipée d'équipements et présente des options pour les fournisseurs d'équipements afin de combler ce vide.

Les équipementiers de véhicules électriques et les fabricants de cellules de batterie auront besoin d'équipements de fabrication pour accélérer la production et garantir des performances de production élevées en usine. Étant donné que la majorité des nouvelles giga-usines annoncées ont prévu de commencer la production avant 2025, les entreprises prennent maintenant des décisions d'achat concernant l'approvisionnement en équipements de fabrication. En outre, l'émergence de nouvelles entreprises de fabrication de cellules de batterie prévoyant de construire des gigausines ouvre des opportunités aux fabricants d'équipements pour obtenir de nouveaux contrats d'approvisionnement, plutôt que de rivaliser uniquement sur la base des relations existantes avec les fabricants de cellules de batterie en place.

Le Green Deal européen, les programmes de soutien nationaux, la pression des investisseurs activistes et le large soutien des parties prenantes à l'énergie durable s'unissent pour donner aux fournisseurs d'équipements de fabrication de batteries un accès attrayant aux financements publics et privés. Les équipementiers peuvent profiter de cet environnement favorable pour soutenir leurs plans de croissance dans l'industrie des cellules de batterie. Cependant, la concurrence entre les fournisseurs d'équipements s'intensifiera, obligeant toutes les parties prenantes impliquées à évaluer soigneusement leurs opérations et capacités existantes et à élaborer des stratégies pour tirer le meilleur parti de cette opportunité sans précédent.

Alors que les fabricants d'équipements qui possèdent déjà une expertise et une capacité pour les équipements de fabrication de batteries peuvent utiliser l'environnement de financement avantageux pour développer leurs activités, d'autres peuvent saisir l'opportunité en faisant pivoter leurs compétences.

Les fournisseurs d'équipements aux industries dont les étapes du processus de fabrication sont comparables à celles de la production de cellules de batterie ont une position de départ particulièrement avantageuse pour saisir l'opportunité de la batterie. Le processus de revêtement et de séchage, par exemple, qui nécessite des investissements élevés, nécessite un dépôt de couche mince de haute précision, avec certaines similitudes avec ce qui est nécessaire dans les industries du papier, du ruban adhésif, du verre et des équipements de fabrication de textiles techniques.

L'assemblage des cellules, qui implique le poinçonnage, l'empilage, l'enroulement, le soudage et le scellement, est relativement moins spécifique à la fabrication de batteries et plus similaire aux processus généraux de fabrication et d'automatisation. L'opportunité de croissance dans les équipements de fabrication de cellules de batterie peut ainsi devenir une opportunité attrayante pour les entreprises de machines à la recherche de nouveaux marchés de croissance vers lesquels elles peuvent transférer leurs compétences et leur expertise existantes.

Les fabricants d'équipements européens qui cherchent à pivoter ou à se développer sur le marché des équipements de cellules de batterie peuvent envisager quatre voies pour développer les compétences dont ils auront besoin pour être compétitifs :

Des acteurs déterminés de l'équipement, tels que Manz, peuvent combiner stratégiquement plusieurs voies pour un développement accéléré et efficace du savoir-faire en matière de batteries, y compris des acquisitions et une coopération stratégique avec des partenaires européens et asiatiques. De même, Dürr a fait le premier pas vers les équipements de batteries vers 2018, soutenu par l'acquisition des sociétés américaines MEGTEC et Universal.5 "Dürr complete le rachat de MEGTEC/Universal et forme le principal fournisseur de technologies environnementales industrielles", Groupe Dürr, 8 octobre 2018 Grâce à cette acquisition, Dürr a acquis des compétences dans les systèmes de revêtement pour les électrodes de batteries lithium-ion, qu'elle a encore élargies grâce à son partenariat stratégique avec Techno Smart.

Les principales sociétés d'équipement prêtent une attention particulière aux développements de l'industrie et aux mouvements des fabricants de batteries, recherchent des partenariats et rejoignent des initiatives de recherche et des alliances ciblées.

Les entreprises d'équipement qui sont à la pointe du développement des compétences en matière de batteries présentent plusieurs caractéristiques communes :

Les fabricants européens qui envisagent d'entrer sur le marché des équipements de fabrication de cellules de batterie ont de nombreuses voies à envisager, mais chacune nécessite d'agir rapidement pour éviter d'être exclu de ce qui promet d'être un marché important et lucratif. Il est maintenant temps d'agir alors que le financement se solidifie et que les plans de construction de giga-usines avancent. Après avoir soigneusement analysé les compétences nécessaires à chaque étape et sous-étape du processus de fabrication des cellules de batterie, les entreprises peuvent évaluer si elles disposent de l'expertise nécessaire pour répondre à cette nouvelle demande du marché, ou si elles peuvent transférer ou faire pivoter une expertise adjacente. Ceux qui ne le font pas peuvent toujours tirer parti de leurs positions avantageuses pour participer par le biais d'un partenariat stratégique, d'une coentreprise ou d'une combinaison des deux. La meilleure façon de redorer votre réputation, d'apprendre par la pratique et d'établir une base à partir de laquelle vous développer est de lancer un projet avec un client ou un partenaire existant et de livrer au-delà des attentes en termes de temps, de qualité et de coût. Les entreprises qui abordent le travail de manière réfléchie et avec un sens de l'urgence approprié récolteront les avantages de l'expansion sur un nouveau marché passionnant.

Jacob Fleischmannest un partenaire associé du bureau de McKinsey à Munich, oùMartin Linderest un associé principal ;Dorothée Hareng est associé du bureau de Düsseldorf ; etRuth Heussest un associé principal du bureau de Berlin ;Friederike Liebachest consultant au bureau de Francfort.