La révolution de l'énergie propre carbure au lithium
31 Aug 2020
À lui seul, le secteur des transports contribue à près d’un quart de toutes les émissions de CO2 liées à l’énergie et dépend encore principalement des carburants fossiles. Mais les choses sont en train de changer grâce au plus léger solide présent sur Terre, que certains ont même baptisé « la nouvelle essence ».
Le lithium est un métal blanc argenté, mou, qui est devenu un composant essentiel dans des centaines d’applications, y compris la nouvelle étoile du firmament de l’industrie automobile : le véhicule électrique (VE). Si les VE ne sont pas une nouveauté, c’est grâce à la technologie nettement améliorée des batteries lithium-ion (Li-ion) que nous les voyons se multiplier sur les routes. Ces batteries super technologiques conservent leur charge pendant de longues périodes (sur 160 à 480 km), sont légères et se rechargent rapidement (30 minutes environ avec un super chargeur), critères clés pour les acheteurs.
Et, si vous observez les appareils et l'équipement que vous utilisez aujourd’hui, vous constaterez que les batteries Li-ion alimentent tout, de votre téléphone portable à votre ordinateur portable, en passant par votre appareil-photo numérique, votre perceuse sans fil et votre vélo électrique. Elles sont également utilisées pour stocker l’énergie produite par le vent et le soleil, ce qui élimine encore plus de CO2 de l’environnement.
La ruée vers l’or du 21e siècle
Le lithium ne se rencontre jamais sous forme métallique dans la nature. Il est extrait de roches ignées, principalement du spodumène, ou de bassins d’eau présentant une forte teneur en sel ou des dépôts de saumure. Et s’il n’est pas classé comme une matière première « critique », le lithium n’en est pas moins un produit de base très convoité.
L'Amérique latine abrite la plus grande réserve du monde. Le « triangle du lithium » qui se compose du Chili, de l'Argentine et de la Bolivie, détient entre 54 % et 80 % des ressources mondiales de lithium, principalement dans des salars. Extraire le lithium de la saumure est un procédé moins coûteux que de l’extraire du minerais, mais le procédé est plus long, car la phase d'évaporation peut prendre jusqu’à deux ans.
L'Australie, qui est le premier producteur mondial, détient les deuxièmes plus grosses réserves de lithium. La majeure partie du lithium australien doit être extraite en broyant des roches et, par conséquent, pour équilibrer les coûts, après les premières étapes de raffinage, les concentrés sont expédiés en Chine pour les autres étapes. La Chine, qui possède par ailleurs des réserves propres, multiplie les participations dans l’exploitation minière dans de nombreux pays. Aux États-Unis, le lithium est également extrait de saumures, mais les volumes de production ne sont pas publiés. Enfin, le Zimbabwe, et en moindre mesure, le Portugal et le Brésil produisent également des quantités plus limitées de lithium.
Qui alimente la demande ?
La demande immense dont fait l’objet le lithium est due à la hausse actuelle, et à celle encore plus forte attendue, de la production et de la vente de VE, d'appareils numériques et de capteurs solaires à usage domestique, qui ont tous besoin de batteries Li-ion.
À l'échelle du globe, plus de 120 modèles de VE différents devraient sillonner les routes en 2020 dans, entre autres, des pays comme les USA, la Chine, l’Inde et la Norvège. Pour les alimenter, la Chine et les USA ont accéléré la production de batteries Li-ion, la Chine menant la danse. Tesla, qui possède aux États-Unis deux énormes usines pour la production de batteries VE et de composants, en construit actuellement une autre en Chine.
Les confinements causés par la pandémie de COVID-19 ont résulté en une contraction mondiale des ventes de VE, venue interrompre dix années de forte hausse ininterrompue. Ceci dit, les scénarios à long terme continuent à tabler sur une forte hausse de la demande de lithium pour les dix ans à venir, en particulier parce que les émissions de gaz à effet de serre des VE continueront à être plus basses que celles des véhicules à moteur à combustion interne (ICE) conventionnels.
Faire pencher la balance
Les différents composés de lithium ayant des utilisations finales différentes, ce n’est pas contrairement à l’aluminium, par exemple, un métal homogène. Ceci, ainsi que le fait qu’il s’agisse d’un marché relativement petit dominé par quelques majors, rend très difficile de fixer un « prix » pour le lithium, encore plus délicat de s’y tenir et, par conséquent, de parvenir à financer les nouveaux projets d’extraction.
L'accélération de la production de lithium dépend principalement de la hausse de l’adoption des VE. Pour cela, l'adhésion des consommateurs est bien sûr essentielle. Mais il faut aussi persuader les autres acteurs de la chaîne (les investisseurs, les transformateurs chimiques, les fabricants de batteries/cathodes, les constructeurs automobiles et les politiciens), que l’offre de lithium sera fiable, de haute qualité et bon marché. Par ailleurs, les VE et les batteries Li-Ion ont également leurs détracteurs qui n’hésitent pas à montrer du doigt le manque de structures en mesure de recycler les batteries Li-ion. Trouver des solutions en circuit fermé pour récupérer et réutiliser les matériaux des batteries Li-ion permettrait à cette technologie d’acquérir ses lettres de noblesse écologiques et renforcerait encore le futur du lithium.
Du côté des consommateurs, la mobilité électrique gagne du terrain car les préoccupations concernant la sécurité des produits, la durée des batteries et l’autonomie diminuent. Les améliorations techniques, le plus grand choix de modèles et la baisse des prix, auxquels s’ajoute la multiplication des bornes de recharge, portent à croire que le futur sera plus lumineux et plus propre.
