Voitures électriques : le lithium pour les batteries se raréfie-t-il ?

Le lithium est également appelé « or blanc » en raison de sa forte demande en tant que matière première. Les batteries lithium-ion rechargeables alimentent non seulement les téléphones portables et les ordinateurs portables, mais aussi la plupart des voitures électriques. Dans une nouvelle étude , des chercheurs chinois, suédois et norvégiens ont modélisé l'évolution de la production et de la demande de lithium dans les années à venir. Ils préviennent qu'une pénurie pourrait être imminente dès 2030. Les résultats ont été publiés jeudi dans la revue Cell Reports Sustainability.

Le lithium peut être extrait soit de lacs salés lithiés, soit de la roche. Les composés chimiques carbonate de lithium et hydroxyde de lithium, qui en sont dérivés, constituent des intermédiaires importants pour la production de batteries. Pour estimer la quantité de lithium qui sera commercialisée dans les années à venir, les auteurs de l'étude ont analysé, entre autres, des communiqués de presse, des études de faisabilité et des rapports statistiques sur des projets miniers.

Ils ont comparé ces prévisions aux estimations de l'évolution de la demande en Europe, en Chine et aux États-Unis, trois marchés majeurs de l'électromobilité, dans les années à venir. Pour prédire la demande de lithium, ils ont basé leur analyse sur les scénarios de l'Agence internationale de l'énergie (AIE) relatifs à l'évolution des ventes de véhicules électriques. Diverses hypothèses concernant la demande de lithium pour les batteries ont été prises en compte.

Au final, 16 scénarios différents concernant la production et la demande de lithium sur les marchés susmentionnés dans un avenir proche ont été calculés. La modélisation de l'étude conclut que des pénuries pourraient survenir dans les trois régions étudiées dès 2030, malgré les plans d'augmentation de la production annoncés par les entreprises. La Chine pourrait même y parvenir sans importations de lithium, indique la publication. L'Europe et les États-Unis, en revanche, sont davantage dépendants du commerce international.

Les experts ont présenté les conclusions de l'étude au Science Media Center (SMC). Marcel Weil, responsable du groupe de recherche à l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT), a déclaré au SMC que le résultat de la modélisation n'était pas surprenant. D'autres publications ont déjà montré des résultats similaires.

Il voit un « problème fondamental » dans le prix actuellement très bas du lithium, a déclaré l'expert. « Les investisseurs hésitent à investir dans de nouvelles mines en raison de ce risque et d'autres risques de marché. C'est un problème majeur, car les mines ont besoin de cinq à quinze ans pour pouvoir produire du lithium », a déclaré Weil. L'ampleur de la hausse des prix en cas de pénurie future est encore indéterminée.

Cependant, des technologies de batteries au sodium constituent déjà une alternative. Elles pourraient être « produites à l'échelle industrielle en Chine très prochainement ». Par ailleurs, il existe encore d'importants gisements de lithium en Bolivie, par exemple, qui pourraient être exploités de manière rentable si le prix du lithium augmentait.

Weil a également souligné que certains facteurs n'avaient pas été pris en compte dans les calculs, comme la possibilité de récupérer le lithium par recyclage. Il existe également de nouvelles sources potentielles : « Par exemple, l'Australie, premier exportateur de lithium, pourrait développer ses propres capacités de traitement ou conclure des partenariats de transformation et ainsi proposer elle-même des produits à base de lithium pour le commerce mondial », a déclaré l'expert.

De plus, la modélisation n'a pas pris en compte le fait que les batteries au lithium nécessitent d'autres matières premières « critiques », comme le graphite naturel ou synthétique, dont l'approvisionnement est limité. Tout cela pourrait limiter la valeur prédictive de la modélisation.

On ignore encore comment la production de voitures électriques évoluera à long terme. Les constructeurs sont souvent « très optimistes », a déclaré Christoph Neef, chercheur associé à l'Institut Fraunhofer de recherche sur les systèmes et l'innovation de Karlsruhe. En revanche, différents scénarios sont simulés dans la modélisation. « Le principal résultat de l'étude – une demande croissante de lithium et une situation d'approvisionnement incertaine – doit donc être pris au sérieux », a déclaré M. Neef au SMC.

Toutefois, Neef estime également qu'une pénurie de lithium ne devrait pas affecter les marchés susmentionnés en Chine, en Europe et aux États-Unis, car les matières premières sont commercialisées dans le monde entier. « Si la demande mondiale dépasse l'offre mondiale, il y aura une pénurie de véhicules électriques ou de batteries là où se trouvent les clients finaux les plus démunis. L'expérience montre que ce n'est pas le cas en Europe ou aux États-Unis », affirme l'expert.

Avec du matériel du Science Media Center.