Le lac salé d’Uyuni, en Bolivie, contient environ 5,4 millions de tonnes de lithium.

Alors que la révolution des véhicules électriques s’accélère et que les grands projets de batteries se multiplient pour stabiliser les réseaux électriques fonctionnant avec des énergies renouvelables intermittentes, la demande mondiale de batteries au lithium sera multipliée par six au cours des dix prochaines années. Mais le monde peut-il réellement fournir ces matériaux ?

Il existe de nombreuses alternatives potentielles aux batteries au lithium, mais pour l’instant, le lithium reste la meilleure option commercialement disponible pour un large éventail de cas d’utilisation, et on ne sait pas ce qui va le remplacer, ni quand. Nous avons déjà un avant-goût de la pénurie de lithium, grâce à la vague de chaleur exceptionnelle qui a perturbé l’approvisionnement dans la province chinoise du Sichuan le mois dernier.

Un nouveau rapport de l’éditeur Benchmark, spécialisé dans l’information commerciale sur la chaîne d’approvisionnement des VE, nous donne une idée de ce que l’adoption croissante des batteries signifie au niveau des ressources. Même en supposant le recyclage des matières premières, le rapport suggère que nous aurons besoin d’environ 336 nouvelles mines de taille moyenne d’ici 2035.

Cela se répartit comme suit : 59 nouvelles mines de lithium produisant en moyenne 45 000 tonnes, 38 nouvelles mines de cobalt produisant 5 000 tonnes, 72 nouvelles mines de nickel produisant environ 42 500 tonnes, 97 nouvelles mines de graphite naturel en paillettes produisant environ 56 000 tonnes par an, et 54 nouvelles usines de graphite synthétique produisant en moyenne 57 000 tonnes chacune par an.

Des morceaux de lithium métal, mous comme du fromage et ternis par une fine couche de nitrure noir.

En ce qui concerne spécifiquement le lithium, ce métal blanc argenté et mou devrait être excédentaire à court terme, selon l’Agence internationale de l’énergie, mais d’ici 2030, les mines existantes et les projets en cours de construction ne pourront produire que la moitié environ de ce qui est nécessaire pour satisfaire la demande. Qui plus est, selon le même rapport, les mines de lithium qui ont commencé à fonctionner entre 2010 et 2019 ont mis en moyenne 16,5 ans à se développer.

Si l’on ajoute à cela le fait que ces mines devront être opérationnelles d’ici à 2033 pour alimenter la chaîne d’approvisionnement en 2035, il devient évident qu’un certain nombre de nouvelles exploitations devront monter en puissance à une vitesse sans précédent pour éviter un écrasement du lithium.

La ligne rouge représente dans chaque cas un « scénario de développement durable » conforme aux objectifs de l’accord de Paris. La ligne bleue représente le scénario actuel et le scénario de développement durable.

La demande ne s’arrêtera pas là non plus. Le Forum économique mondial estime qu’environ deux milliards de véhicules électriques seront nécessaires d’ici à 2050 pour parvenir à un bilan carbone nul à l’échelle mondiale, contre environ 16,5 millions sur les routes du monde aujourd’hui. De grandes juridictions comme l’Union européenne, la Chine, le Japon et un certain nombre d’États américains adoptent des lois pour accélérer la transition, en fixant des dates limites pour la vente de voitures à carburant fossile. Ont-ils l’intention de repousser ces dates s’il n’y a tout simplement pas assez de batteries pour fabriquer des VE ?

Le tableau de l’offre semble encore plus sombre si les batteries au lithium solide décollent plus vite que prévu ; leurs anodes en lithium pur pourraient faire augmenter la demande de 22 % par rapport aux prévisions actuelles. De plus, les grands projets de batteries pour réseaux électriques se multiplieront en fonction de la part des énergies renouvelables dans le mix énergétique de chaque pays, même si, la taille et le poids étant moins importants, d’autres technologies comme les batteries à flux pourraient prendre la relève.

L’eau est un autre problème. L’extraction conventionnelle du lithium nécessite d’énormes quantités d’eau, et la plupart des plus grandes réserves mondiales se trouvent dans des régions où la pénurie d’eau et la sécheresse sont déjà un problème, comme en Australie, au Chili, en Argentine et en Bolivie. En outre, certaines opérations peuvent contaminer les eaux souterraines locales avec des métaux tels que l’antimoine et l’arsenic, ce qui les rend très impopulaires auprès des agriculteurs et des résidents.

Si l’extraction des minerais nécessaires à la fabrication des batteries est assez bien répartie, le traitement se fait en grande majorité en Chine.

Il existe des alternatives d’extraction prometteuses, comme cette recherche saoudienne sur la production de lithium bon marché à partir d’eau de mer, qui dessale l’eau de mer dans le processus et génère également de l’hydrogène et du chlore comme sources de revenus supplémentaires. Il s’agit d’un prototype de laboratoire, et non d’une opération commerciale à grande échelle, et bien qu’il y ait beaucoup de lithium dans la mer, il n’y a certainement aucune garantie que ce processus naissant, ou d’autres similaires, s’avérera suffisamment évolutif pour combler le déficit d’approvisionnement à venir.

La batterie au lithium est l’un des principaux piliers sur lesquels repose le progrès technologique mondial de ces deux dernières décennies. Sans elles, le téléphone portable n’aurait pas pu devenir le smartphone. Sans la puissance et la densité d’énergie révolutionnaires du lithium, les drones et les eVTOL n’auraient aucun sens, de nombreux appareils portables et mobiles n’auraient jamais été commercialisés, et les véhicules électriques seraient paralysés par des chiffres d’autonomie paralysants, de sorte que les groupes motopropulseurs à base d’hydrogène pourraient être la seule voie pratique vers la décarbonisation.

Mais il semble très probable qu’une crise prolongée du lithium se produira au cours des prochaines années, ce qui fera grimper les prix des batteries et freinera considérablement les trajectoires de décarbonisation mondiale au cours des prochaines décennies. Le développement et le déploiement commercial de technologies alternatives de batteries et de carburants propres sont donc d’une importance capitale.

https://www.weforum.org/agenda/2022/07/electric-vehicles-world-enough-lithium-resources

https://iea.blob.core.windows.net/assets/ffd2a83b-8c30-4e9d-980a-52b6d9a86fdc/TheRoleofCriticalMineralsinCleanEnergyTransitions.pdf

https://www.benchmarkminerals.com/membership/more-than-300-new-mines-required-to-meet-battery-demand-by-2035/

https://www.nytimes.com/2021/05/06/business/lithium-mining-race.html