Plus le monde se dirige vers un futur exempt de carbone, plus d'avancées technologiques facilitent la transition vers les combustibles fossiles. Les transports et la production d'énergie sont deux secteurs qui ont désespérément besoin de réduire leurs émissions, et l'évolution des véhicules électriques et du stockage de batteries transforme rapidement les deux marchés.
Le lithium, parfois appelé " le pétrole blanc", est un élément clé du stockage et, ces dernières années, la demande a explosé. Cette semaine, les organisateurs se réunissent au Chili, le pays disposant des plus grandes réserves de lithium au monde, à la 11ème Conférence "Lithium Supply & Markets" pour débattre des dernières avancées de l’industrie.
Des stocks de carbonate de lithium et de sous-produits salins se trouvent à proximité d’une station d’épuration près d’un lac de saumure dans une mine de lithium Sociedad Química et Minera de Chile dans le désert d’Atacama, au Chili. Près des trois quarts des matières premières de lithium dans le monde proviennent de mines australiennes ou de lacs saumâtres du Chili, ce qui leur donne un avantage considérable auprès des clients qui se démènent pour acquérir des stocks. Les nations minières espèrent avoir des usines de raffinage et de fabrication qui pourraient aider à relancer les industries technologiques nationales. © 2019 BLOOMBERG FINANCE LP
Les batteries à grande échelle en tant qu'option de stockage d'énergie renouvelable sur les principaux réseaux électriques ont pris de l'importance après qu'Elon Musk ait accepté le défi d'améliorer le réseau énergétique de l'Australie du Sud dans un délai de cent jours. Il n'a fallu que soixante-trois jours à Tesla pour construire une batterie lithium-ion de 100 MW, la plus grande au monde, capable de devenir la source d'énergie de secours de l'État en moins d'une seconde. Utilisant principalement les énergies renouvelables comme source d'énergie, la batterie a contribué à améliorer la viabilité des énergies renouvelables en Australie-Méridionale, en atténuant les problèmes d'intermittence de l'approvisionnement.
Cette méga batterie permet de stabiliser le réseau énergétique en cas de fermeture inopinée de centrales au charbon ou éoliennes. En décembre 2017, une importante génératrice alimentée au charbon dans l'État voisin de New South Wales a cessé ses opérations, privant le réseau de plus de 689 MW de capacité, cependant ces mégas batteries ont démarré en une seconde, évitant le blackout . Le système de stockage a également réduit les coûts énergétiques pour les consommateurs australiens du sud. En achetant et en vendant de l'électricité en période de fluctuation de la demande, la batterie Tesla génère des revenus qui ont rapporté près de 1,4 million de dollars australiens (1 275 000 dollars CAD) après cinq jours d’opérations . En raison de sa flexibilité et de son amélioration par rapport aux options de stockage d'énergie actuelles, il a forcé de nombreuses entreprises de services publics à envisager l’utilisation future des batteries à grande échelle. Cependant, certaines questions en suspens menacent de limiter la croissance des piles au lithium. L’utilisation croissante des batteries au lithium pour stocker l’énergie a mis au jour l’un des aspects les plus salissants de la transition vers une économie à faibles émissions de carbone. Pour manufacturer ces batteries, il est nécessaire de disposer d'une gamme de métaux de terres rares nécessitant une extraction minière lourde et une fabrication produisant des émissions de CO2 importantes. En outre, les composants principaux tels que le lithium, le nickel et le cobalt existent en une quantité limitée qui ne pourra probablement pas satisfaire aux demandes actuelles et futures pour des unités de batteries. Alors, quelles options sont disponibles pour aider à répondre aux besoins actuels et futurs, et comment peut-on réduire la pollution dans le processus?
Un avion biplace électrique Avinor AS se trouve sur le tarmac en prévision de son vol inaugural à l'aéroport d'Oslo, en Norvège. L’industrie aéronautique norvégienne se prépare maintenant à passer à l’électricité avec des batteries au lithium. © 2018 BLOOMBERG FINANCE LP
Des études portant sur la durabilité des véhicules électriques indiquent que, compte tenu de la forte demande de véhicules électriques neufs, le secteur de l’automobile bénéficiera d’économies d’échelle et que plus on construira de voitures, plus le processus de fabrication se raffinera et deviendra moins polluant. Considérant que de plus en plus de batteries sont manufacturées pour ces véhicules électriques, cela devrait créer une industrie lucrative de recyclage, réduisant ainsi le besoin d'activités minières additonnelles.
D'ici 2025, la demande de lithium devrait augmenter pour atteindre environ 1,3 million de tonnes métriques de LCE (équivalent carbonate de lithium), soit cinq fois plus qu’aujourd'hui. Par exemple, le groupe Volkswagen envisage de lancer plus de 70 modèles de voitures électriques dans les 10 prochaines années, suivis par de nombreux autres constructeurs automobiles. Afin d'accroître l'offre de lithium pour répondre à l'essor de la demande en véhicules électriques, des sociétés telles que « Energy Exploration Technologies » (Energy X) travaillent à développer des technologies d'extraction directe révolutionnaires qui, espèrent-elles, permettront d'accroître les capacités de production des réserves de saumure existantes et des solutions auparavant non viables. Les nouveaux outils d’extraction de la société réduisent considérablement le prix de la production de lithium en optimisant le processus d'extraction et en augmentant les rendements. Les difficultés de l'industrie minière ont lourdement pesé sur le développement rapide des batteries. L'extraction de terres rares et de métaux lourds émet de grandes quantités de CO2 tout en ayant un impact notable sur l'environnement. La demande croissante de batteries pourrait conduire à la création de nouvelles mines de lithium en dehors des opérations actuelles en Australie, au Chili, en Chine et en Argentine.
Les visiteurs inspectent une piscine de saumure dans une mine de lithium de la Sociedad Química et Minera de Chile (SQM) sur la saline d'Atacama dans le désert d'Atacama, au Chili, le mercredi 29 mai 2019. Près des trois quarts des matières premières de lithium du monde proviennent de mines en Australie ou des lacs saumâtres au Chili, ce qui leur donne un avantage considérable auprès des clients qui se démènent pour sécuriser des approvisionnements. Les nations minières espèrent avoir des usines de raffinage et de fabrication qui pourraient aider à relancer les industries technologiques nationales. Photographe: Cristobal Olivares / Bloomberg © 2019 BLOOMBERG FINANCE LP
Le recours à des sociétés minières responsables a également été recommandé comme un moyen de promouvoir des normes plus sûres qui réduiront les effets nocifs sur l'environnement et garantiront le respect de la législation du travail. Bien que ce ne soit pas une solution parfaite, il existe de nombreux moyens d’atténuer et de réduire l’impact des batteries destinées aux véhicules électriques.
Si la batterie Tesla en Australie-Méridionale et l’efficacité des véhicules électriques actuels continuent d’évoluer dans ce sens, les batteries au lithium joueront un rôle très important dans la création d’un monde exempt de carbone. Une étude récente montre que les États-Unis pourraient atteindre 80% de leurs besoins en énergie grâce aux énergies renouvelables, Cependant, nous devrons rapidement résoudre le problème d’infrastructures pour stocker l’électricité produite et le coût associé à sa mise en place qui devrait représenter un investissement d'environ 2 500 milliards de dollars. De nombreuses entreprises en démarrage et plusieurs investisseurs majeurs cherchent également à développer une technologie innovante en matière de stockage de batteries susceptible de remplacer ou d’améliorer les batteries lithium-ion ou de trouver le moyen de les rendre plus efficaces et moins coûteuses. L'un de ces programmes, « Breakthrough Energy Ventures », financé par plusieurs milliardaires, dont Bill Gates, Jeff Bezos et Richard Branson, a comme objectif de trouver des solutions pour un avenir sans carbone grâce à des investissements de plus d'un milliard de dollars. Le système de batteries sud-australien offre une nouvelle voie pour le stockage de batteries à grande échelle: un programme de remplacement progressif. Un tel programme utiliserait des sources d'énergie à faibles ou sans émissions de carbone, telles que le nucléaire, le gaz naturel l'énergie éolienne et l'énergie hydroélectrique, pour remplacer les besoins en énergie de base des combustibles fossiles. Le stockage de l'énergie fait clairement partie intégrante de notre avenir à faible émission de carbone et de nouvelles techniques seront nécessaires pour optimiser l'utilisation de nos ressources limitées en lithium. Forbes
Contribution: André H. Martel
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