Coût total de possession (ou TCO pour Total Cost of Ownership) d’une batterie au lithium pour machines industrielles : la différence entre le prix initial et le coût à long terme

Lorsque vous décidez d’acheter un produit, le prix indiqué sur l’étiquette peut être le premier frein significatif qui vous empêche de procéder à l’achat.

Mais il est important de se poser la question : combien coûte réellement un bien ? Il est évident que l’évaluation varie en fonction des différents biens. Cependant, il serait restrictif de se concentrer uniquement sur le prix d’achat pour répondre à cette question.

C’est là qu’entre en jeu un paramètre clé de l’évaluation des coûts, qui ne se limite pas uniquement au coût initial, mais qui constitue un indicateur de la valeur économique globale d’un investissement. Il s’agit de ce que l’on appelle le TCO, ou Total Cost of Ownership.

L’analyse du Total Cost of Ownership donne une vision claire et complète des répercussions économiques que l’achat d’un bien déterminé a, au fil du temps, sur l’acheteur. Ce calcul ne prend pas seulement en compte le prix initial, il fournit également une image globale et exhaustive du coût total de possession d’un bien.

Analysons ensemble comment le calcul du TCO peut être un outil important pour faire des choix plus conscients, afin d’éviter d’adopter des solutions qui ne sont économiquement avantageuses qu’en apparence, notamment lorsqu’il s’agit d’électrifier vos véhicules industriels.

La transition vers des technologies plus durables est un impératif qui s’impose dans les politiques nationales européennes. Les fabricants de machines et de véhicules industriels sont de plus en plus confrontés à deux scénarios principaux pour s’adapter aux nouvelles réglementations vertes.

D’une part, il y a ceux qui choisissent de passer des véhicules endothermiques aux véhicules électriques, adoptant ainsi une solution plus efficace et à faibles émissions. En effet, les véhicules endothermiques deviennent rapidement obsolètes, notamment d’un point de vue législatif. L’importance croissante accordée à une plus grande durabilité environnementale, conformément aux objectifs de neutralité climatique à l’horizon 2050 introduits par le pacte vert pour l’Europe, vise donc à abandonner progressivement ces technologies traditionnelles, ce qui nécessite une transition des véhicules industriels vers des solutions à la pointe de la technologie et plus respectueuses de l’environnement.

Parmi les fabricants qui, en revanche, avaient déjà opté pour l’électrification au moyen de batteries traditionnelles au plomb, nombreux sont ceux qui ont reconnu que le lithium était aujourd’hui la chimie la plus efficace et la plus adaptée à leurs véhicules, et qui ont déjà entamé depuis un certain temps un parcours de conversion technologique.

Mais quel est l’impact du coût sur ces transitions ? Dans les deux cas, il est important de faire des choix d’achat stratégiques qui prennent en compte, dès le stade du devis préalable, les avantages économiques de l’électrification au lithium à long terme. C’est là qu’intervient la notion de coût total de possession (ou TCO pour Total Cost of Ownership).

Évaluation économique complète pour toute la durée de vie utile de la batterie

Lorsque la décision de s’engager dans la voie de l’électrification au lithium du véhicule est prise, il est indéniable que le facteur prix peut amener à considérer l’investissement comme inapproprié. En effet, à l’heure actuelle, le coût de la batterie constitue le principal différentiel de prix par rapport à un véhicule à moteur à combustion interne (MCI) ou électrifié au plomb.

Il est toutefois essentiel d’aller au-delà de cette simple considération concernant le coût initial et d’adopter une approche plus complète qui englobe toute la durée de vie utile de la batterie : ce n’est qu’à partir d’une comparaison établie en matière de Total Cost of Ownership qu’il sera possible d’évaluer le véritable avantage économique du choix d’une batterie au lithium.

Pour évaluer la pertinence économique de ces transitions, il est essentiel de prendre en compte différents paramètres clés. En effet, le calcul du TCO de l’utilisation d’un véhicule industriel nécessite la prise en compte de multiples coûts fixes et variables pour toute la durée de vie du véhicule, dont :

• le prix d’achat
• l’entretien
• le ravitaillement en carburant
• l’impact des primes et des financements liés à la conversion électrique

Notre savoir-faire, acquis depuis plus de 12 ans en tant que fabricant de batteries au lithium pour le secteur industriel, nous a permis d’accompagner de nombreux industriels de différents secteurs dans leur transition vers le lithium.

Nous aimerions notamment nous pencher sur un cas concret dans lequel nous avons accompagné un client opérant dans le domaine des véhicules électriques à usage industriel dans un double défi : nous l’avons soutenu dans l’électrification de nouvelles machines avec les batteries au lithium Flash Battery, et nous l’avons suivi dans la conversion de véhicules alimentés par des batteries au plomb par le biais d’un processus de rétrofit.

Le graphique suivant représente l’analyse du TCO réalisée sur une période de 10 ans, en tenant compte du coût initial, des frais d’entretien et du bilan énergétique ou du prix du carburant d’un même véhicule alimenté par du diesel, une batterie au plomb ou une batterie au lithium.

Notre analyse est guidée par les trois principaux facteurs pris en compte pour comparer le TCO global du véhicule dans une fraction de temps donnée : le coût d’achat, le coût du carburant/le bilan énergétique et les frais d’entretien

Coût d’achat

Le coût d’achat indique l’investissement initial, c’est-à-dire le montant que le fabricant doit dépenser lorsqu’il décide d’acheter respectivement un véhicule endothermique, une batterie au plomb ou une batterie au lithium. Comme nous l’avons mentionné précédemment, l’investissement initial dans le cas d’une batterie au lithium est plus élevé que celui d’un véhicule endothermique ou de l’alternative électrique au plomb.

Toutefois, le graphique ci-dessus indique que l’investissement initial est récupéré au cours de la période indiquée si l’on tient compte des deux facteurs suivants : l’entretien et le coût du carburant ou le bilan énergétique.

Entretien

Il est facile d’observer que l’entretien joue un rôle crucial dans la détermination du TCO. En effet, les véhicules équipés d’une batterie au lithium bénéficient de coûts d’exploitation nettement inférieurs. L’entretien est notamment simplifié par la moindre complexité technique du groupe motopropulseur électrique. Cela est dû à l’absence de moteur endothermique, ce qui, contrairement aux véhicules à combustion, élimine la nécessité de remplacer fréquemment un certain nombre de pièces mobiles et de composants sujets à l’usure.

En revanche, dans le cas des batteries au plomb, l’entretien de routine est l’un des coûts les plus importants auxquels un fabricant doit faire face. Il comprend l’appoint d’eau, l’entretien du circuit de remplissage ainsi que le nettoyage de l’oxyde qui se forme sur les cellules et les bornes.

Ces coûts comprennent également les dépenses supplémentaires liées à la gestion des batteries au plomb :

• Coûts nécessaires pour les installations dédiées à la charge des batteries au plomb lorsqu’elles sont utilisées à l’intérieur. En raison des gaz émis lors de la charge, cette phase requiert un espace dédié.
• Coûts liés à l’aspiration des gaz libérés par les batteries au plomb, qui doivent être supprimés de la salle de charge et éliminés de façon spéciale à l’aide de systèmes d’aspiration et de ventilation.
• Coûts du système de déminéralisation de l’eau nécessaire pour remplir les batteries.

En revanche, une batterie au lithium ne nécessite pas de salle de charge, ne produit pas d’émissions et ne requiert aucun entretien parmi ceux mentionnés précédemment, ce qui permet d’éliminer tous ces coûts supplémentaires.

Bilan énergétique/carburant

Actuellement, l’électricité est en règle générale considérée comme moins chère que le diesel pour plusieurs raisons. Tout d’abord, l’efficacité énergétique des véhicules électriques est beaucoup plus élevée que celle des véhicules à combustion interne (80 % contre 30 %).

De plus, les prix de l’électricité ont tendance à être plus stables et moins volatils que les prix du pétrole et de ses dérivés. Ces sources sont également moins sujettes aux fluctuations des prix des matières premières que les combustibles fossiles.

COMPARAISON ENTRE UNE BATTERIE AU PLOMB ET UNE BATTERIE AU LITHIUM

Les batteries au plomb ont une durée de vie utile environ 4 fois plus courte que les batteries au lithium (1 000 cycles de charge contre > 3 500 cycles), c’est-à-dire que leur capacité à fournir de l’énergie diminue au fil du temps, ce qui nécessite de les remplacer plus fréquemment. L’efficacité de charge des batteries au plomb est également faible, environ 75 % contre 96 % pour les batteries au lithium.

De plus, les temps de charge des batteries au plomb sont plus lents et peuvent durer de 6 à 8 heures. Les batteries au lithium acceptent quant à elles des charges partielles et des charges rapides, de sorte que les batteries au lithium peuvent être rechargées plusieurs fois au cours de la journée et en un temps réduit. En revanche, dans le cas des batteries au plomb, après environ 8 heures de fonctionnement, la batterie déchargée doit être remplacée, rechargée dans la salle dédiée et une seconde batterie doit être installée dans le véhicule.

Tout cela en tenant compte du fait que les batteries au plomb sont plus lourdes et plus encombrantes que les batteries au lithium. Cela peut avoir des répercussions sur la gestion logistique, car l’opération de remplacement prend du temps et présente des risques pour la sécurité des opérateurs.

Il est inutile de souligner que ces variables augmentent encore le coût d’exploitation des batteries au plomb.

L’exemple analysé montre que l’électrification de vos machines industrielles ou véhicules électriques avec des batteries au lithium constitue un choix financièrement avantageux. En effet, bien que l’adoption de batteries au lithium à la place de batteries au plomb ou d’un véhicule endothermique implique un investissement initial plus élevé, l’analyse du Total Cost of Ownership révèle des perspectives financières plus favorables au fil du temps.

L’analyse du TCO est donc un outil extrêmement précieux pour évaluer vos choix avant de procéder à un investissement. Les économies réalisées grâce à la réduction des frais d’entretien, à l’augmentation de l’efficacité opérationnelle et à la conformité aux réglementations vertes strictes sont autant d’éléments qui permettent de démontrer que la conversion de vos véhicules industriels à l’électrique est une étape clé vers la durabilité, non seulement environnementale, mais aussi économique, à long terme.