Le Lithium pour les nuls

Qu’ils soient américains, européens, japonais, coréens ou même chinois, les constructeurs travaillent sur des projets de véhicules électriques ou hybrides utilisant des batteries contenant du Lithium. Avant d’étudier ses enjeux économiques et environnementaux, je vous propose une formation de type « Le Lithium pour les nuls » !

Le Lithium est un élément chimique. Lorsqu’il est pur, il s’agit d’un métal mou, de couleur argenté. Outre ses usages médicaux (il est utilisé principalement dans des antidépresseurs !), le Lithium est utilisé comme anode de batterie grâce à ses propriétés ad hoc. Batteries d’ordinateurs et téléphones portables en tête aujourd’hui, batteries pour nos véhicules demain !

Pourquoi le lithium ?

Si le marché des véhicules hybrides rechargeables et électriques se développe, il faudra fabriquer de plus en plus de batteries ! Ces dernières seront pour la plupart de type Lithium-ion parce que cette technologie offre une bonne densité d’énergie massique. Pour les nuls, auxquels je m’identifie complètement, ça veut tout simplement dire que les performances de la batterie seront meilleures que celles que nous connaissions jusqu’aujourd’hui dans l’automobile (batterie NiMH dans la Prius par exemple).

Où trouve-t-on du Lithium ?

Le Lithium est extrêmement répandu dans la nature, mais il doit avoir une concentration élevée pour pouvoir être exploité. Et les endroits qui répondent à cette contrainte sont plutôt rares. Le lac salé fossile « Salar de Uyuni », dans les Andes Boliviennes, vestige d’un lac d’eau de mer asséché (et plus vaste désert de sel au monde), détiendrait à lui seul entre 40% et 50% des réserves mondiales. En y ajoutant un lac chilien (Salar de Atacama) et un lac argentin (Salar del Hombre Muerto), on détient 70% des réserves mondiales !

Je m’exprime volontairement au conditionnel parce qu’avec les enjeux grandissants, la véracité des informations est difficile à vérifier… Outre les réserves au Tibet, en Australie, aux Etats-Unis et en Russie qui devaient représenter les 30% restants, la presse fait écho depuis peu de réserves en Afghanistan.

Enfin, à ces ressources terrestres, il convient d’ajouter les ressources marines qui sont plus difficilement exploitables.

Quelques chiffres autour du Lithium

Pour 1kWh de capacité de stockage de batterie, il faut 113 grammes de Lithium, soit 600 grammes de carbonate de Lithium.
Pour une voiture équipée d’une batterie de 24kWh (environ 160 Km d’autonomie), il faut donc 2,7 Kg de Lithium (14,4 Kg de carbonate de Lithium).

Pour une batterie d’ordinateur de 90Wh, il faut environ 8 grammes de Lithium.

Quid des réserves ?

L’évaluation des réserves d’une matière première est un exercice toujours délicat. Les incertitudes sont autant techniques que politiques. Il suffit de parler de pétrole pour s’en convaincre !

Mes recherches me permettent de vous annoncer que les réserves oscillent entre 10 et 30 millions de tonnes… et ces chiffres ne tiennent pas compte des 0,17g/m3 de Lithium présent dans la mer, soit environ 240 000 milliards de tonnes !!!

En appliquant la formule de calcul ci-dessus, il est possible de fabriquer 370 millions de batteries de Renault Fluence (24kWh, 160 Km d’autonomie) avec 1 million de tonnes de Lithium.

Si toutefois vous aviez encore un doute, le très sérieux organisme allemand « Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung » (ZSW) vient de révéler cet été le résultat de son enquête sur les réserves de Lithium, et arrive à la conclusion que les réserves sont suffisantes pour 10 milliards de voitures 100% électriques. Vous voilà rassurés ;-)

Combien coûte le Lithium ?

Difficile encore une fois de trouver des informations claires.

Je vous propose un nouveau calcul de manière à vous rassurer : le prix du carbonate de Lithium chilien (2/3 du Lithium vendu dans le monde) s’élevait à 6,6 $ le Kg en 2009. Pour produire notre batterie de 24kWh citée en exemple ci-dessus, il nous en coûtera 95 $. Au regard des premiers tarifs annoncés de véhicules 100% électriques « batteries incluses », je peux aisément affirmer que le coût du Lithium ne représente même pas 1% du prix de la batterie !

Recyclable ?

Le Lithium est recyclable, selon les sources, de 98% à 100%. Autant dire que c’est une excellente nouvelle : la demande, qui va augmenter rapidement si le marché des véhicules électriques et hybrides plug-in se développe, devrait ensuite baisser considérablement. Adieu schéma de dépendance à la matière première comme nous le connaissons aujourd’hui avec le pétrole !

Quels enjeux ?

Les enjeux économiques, politiques et environnementaux restent cependant importants actuellement autour du Lithium.

Les impacts écologiques nous intéressent particulièrement chez Automobile-propre, et c’est pourquoi nous allons vous proposer prochainement un article sur la course au Lithium en Bolivie.