Pénurie de minéraux ou surabondance de batteries de véhicules électriques ? Innover pour le prix de plusieurs milliards de dollars

On prévoit une pénurie de minéraux essentiels pour les batteries des véhicules électriques, mais il existe également une potentielle surabondance de batteries LFP. Il est également possible que les deux événements se produisent avec une surabondance temporaire de batteries LFP pendant 2 ans et une pénurie de batteries au nickel.

La nouvelle capacité de production de la Chine pour les matériaux cathodiques au lithium fer phosphate (LFP) a triplé au cours des trois premiers trimestres de 2022, suscitant des spéculations selon lesquelles une crise de surcapacité pourrait émerger au second semestre 2023 ou en 2024, selon les experts de la chaîne d'approvisionnement. Les fabricants chinois de batteries ont investi plus de 200 milliards de dollars pour construire de nouvelles usines LFP de fer et une chaîne d'approvisionnement afin de fournir 2 térawattheures par an d'ici 2025. Il y avait 300 GWh de batteries EV en 2021 et 600 GWh de batteries EV en 2022.

Remplacement de nouveaux produits chimiques pour batteries et utilisation des minéraux radicalement plus efficace

Les batteries au fer LFP ont dépassé les batteries au nickel pour alimenter les voitures électriques et le fer LFP n’utilise ni nickel ni cobalt. Iron LFP élimine complètement les inquiétudes concernant l’approvisionnement en nickel et en cobalt ayant un impact sur la production ultra élevée de véhicules électriques.

Tesla réduit également constamment le câblage nécessaire dans les voitures électriques et Elon vise à terme à réduire à 300 pieds de câblage en cuivre pour un modèle Y.

CATL, la plus grande entreprise de batteries au monde, développe ses batteries sodium-ion. Les batteries sodium-ion élimineraient le lithium dans tous les systèmes de stockage d’énergie fixe et dans certaines voitures électriques.

Nextbigfuture a examiné les batteries sodium-ion CATL et les plans de montée en puissance CATL.

Des gens comme Peter Zeihan qui prédisent une sorte de Un simple scénario de pénurie bloquant la révolution des voitures électriques et le stockage de batteries fixes à grande échelle ignore le fait que ces industries sont en train de devenir rapidement des industries de plusieurs milliards de dollars, voire de plusieurs milliards de dollars. Des dizaines de milliards de dollars sont consacrés chaque année au développement de nouvelles mines, au raffinage du lithium, au recyclage ainsi qu’à la recherche et au développement de batteries et de véhicules électriques. C’est comme dire qu’Apple se retrouverait dans une situation difficile en mettant à l’échelle les iPhones à cause de certains minéraux nécessaires à la génération actuelle de smartphones. Nvidia, Intel et TSMC ne seraient pas empêchés de développer leur production de puces et leurs usines de fabrication en raison de certaines limitations minérales. Dans le livre de science-fiction et dans les films de Dune, ils ont la citation… "l'épice doit couler." Les industries qui génèrent plusieurs milliards de dollars par an innoveront et développeront les ressources nécessaires pour maintenir la production et la croissance.

Pendant des décennies, des gens extérieurs à l’industrie pétrolière ont dit que nous manquerions de pétrole et que la croissance pétrolière s’arrêterait et déclinerait. L’industrie pétrolière a développé le forage en eau profonde, la production de pétrole de schiste et d’autres technologies et processus pour maintenir la croissance de la production économique. Il y aura des défis et des limites à surmonter. Il y aura beaucoup de ressources débloquées et d'innovation pour réaliser le prix de plusieurs billions de dollars par an d'ici 2030 et encore dix fois d'ici 2040.

Lithium

Un rapport du Congrès américain examine les minéraux essentiels nécessaires à l’avenir des voitures électriques à grand volume.

Les gisements de lithium se trouvent généralement dans les formations rocheuses dans les minéraux (par exemple, les pétalites, les lépidolites, le spodumène), les argiles et en solution dans les saumures (par exemple, les salars, les systèmes géothermiques). Selon l'US Geological Survey (USGS), le lithium est extrait de saumures pompées sous des bassins sédimentaires arides et extraites de minerais de pegmatite granitique. Le principal producteur de lithium à partir de saumure est le Chili, et le premier producteur de lithium à partir de pegmatites est l'Australie. D'autres sources potentielles de lithium comprennent les argiles, les saumures géothermiques, les saumures des champs pétrolifères et les zéolites.

La société australienne Ioneer envisage de développer une mine de lithium sur un territoire fédéral au Nevada. La mine produirait environ 20,000 26 tonnes métriques de carbonate de lithium au cours de sa durée de vie prévue de 30,000 ans. Piedmont Lithium prévoit une mine de spodumène et une opération de conversion d'hydroxyde de lithium sur un terrain privé en Caroline du Nord. Piedmont Lithium rapporte que l'exploitation combinée mine/hydroxyde produirait 20 XNUMX tonnes métriques d'hydroxyde de lithium par an, pendant XNUMX ans.

Noram Lithium Corporation, une entreprise canadienne, prévoit développer une exploitation minière d'argile de lithium sur un territoire fédéral au Nevada, à 6,000 km de l'exploitation d'Albemarle. Le lithium serait traité à proximité du site minier, et la production annuelle de carbonate de lithium devrait être d'environ 40 XNUMX tonnes métriques par an, pendant une période initiale de XNUMX ans.

En 2020, la California Energy Commission (CEC) a estimé que la roche souterraine de la région sud de la mer de Salton contenait de la saumure souterraine susceptible de répondre à 40 % de la demande mondiale de lithium et de générer plus de 7 milliards de dollars de revenus annuels. Le potentiel de cette région à produire de l’énergie propre et du lithium est si prometteur que la CEC a créé la Commission de la Vallée du Lithium pour étudier plus en détail les opportunités dans ce domaine. Les États-Unis possèdent la plus grande ressource géothermique connue au monde, avec un potentiel estimé pour fournir jusqu'à 10 % de la capacité électrique totale des États-Unis.

Mais les ressources géothermiques de Salton Sea n'offrent pas seulement de l'énergie renouvelable : la saumure regorge de minéraux, notamment de métaux précieux comme le lithium, qui pourraient être extraits avec les technologies appropriées.

Il y a un Analyse technoéconomique NREL 2021 pour le coût de l'extraction du lithium de la mer de Salton et des saumures géothermiques. Un examen de ces projets indique que les coûts de production attendus (c'est-à-dire les dépenses d'exploitation ou OPEX) sont proches de 4,000 11,000 $/tonne métrique d'équivalent carbonate de lithium (LCE) et les taux de rendement internes déclarés suggèrent que cet objectif de coût de production est économiquement réalisable avec des prix estimés de ≥ XNUMX XNUMX $/ au mont LCE. De nombreuses techniques et stratégies de processus ont été proposées pour extraire le lithium directement des saumures géothermiques et autres, et celles-ci peuvent généralement être classées en techniques d'adsorption, d'échange d'ions et d'extraction par solvant. Parmi ces technologies, celles qui progressent actuellement vers des démonstrations à l’échelle pilote et quasi commerciale impliquent des techniques d’adsorption et d’échange d’ions.

L'aluminium peut remplacer le cuivre

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