Le lithium est un vecteur essentiel de la transition énergétique, mais sa production est souvent associée à des impacts environnementaux et sociaux négatifs. Nous discutons de ce paradoxe et évaluons si les avantages de l’utilisation du lithium dans les batteries des véhicules électriques (VE) et le stockage de l’énergie l’emportent sur les inconvénients, ou vice versa.

Le lithium est un métal essentiel pour la transition énergétique. La demande de lithium est appelée à exploser avec le développement des technologies d’énergie propre, qui va multiplier les besoins par 40 d’ici 2040 par rapport aux niveaux de 2020. C’est presque le double de la croissance prévue pour le cobalt et le nickel.

L’industrie des batteries est actuellement la première source de demande de lithium et représente 74% de l’utilisation finale en 2022. La technologie lithium-ion est la chimie cellulaire privilégiée pour les systèmes de stockage d’énergie des batteries et les véhicules électriques (VE).

Mais si elle est essentielle pour transformer le système énergétique, la production de lithium est associée à divers impacts environnementaux et sociaux négatifs. Nous examinons ici quelques-uns des problèmes principaux et résumons les bonnes pratiques pour les producteurs de lithium.

Où trouve-t-on du lithium?

Le lithium est un métal naturel, mais non renouvelable, présent dans trois sources principales:

1. Les minerais de roche dure (p. ex. spodumène). Principalement situés en Australie, en Chine, aux Etats-Unis et en Russie.
2. Les saumures salines. Plus de la moitié des ressources mondiales connues de lithium se trouvent dans les saumures du «triangle du lithium», à savoir le Chili, la Bolivie et l’Argentine.
3. L’argile. Les minéraux argileux contenant du lithium ne représentent qu’une petite partie des gisements connus de lithium et sont concentrés dans certaines régions de Chine et du sud-ouest des Etats-Unis. Nous n’avons pas inclus l’argile dans nos recherches, car la production est relativement minime et de ce fait, les données sur les émissions, et la consommation d’énergie et d’eau sont rares.

La nature et la localisation des gisements de lithium ont des implications importantes sur les caractéristiques de durabilité de la production.

Quels sont les principaux problèmes de durabilité liés à la production de lithium?

Dimension sociale

Les principaux problèmes sont l’épuisement des sources d’eau douce des communautés locales, le risque de contamination par les résidus et les atteintes aux terres des autochtones. Bien que les mines de lithium et les installations d’exploitation des saumures se situent généralement dans des zones rurales, les impacts de la production peuvent s’étendre bien au-delà des opérations physiques.

Les investisseurs doivent également être conscients des risques liés aux atteintes aux droits de l’homme et à la corruption dans les pays producteurs. L’extraction de lithium est relativement concentrée géographiquement par rapport à d’autres métaux critiques, plus de 90% de l’offre mondiale provenant de l’Australie, du Chili et de la Chine. Ces pays connaissant un niveau de développement économique relativement avancé, les risques de travail forcé, de conflits et de controverses sociales sont plus faibles pour le lithium que pour les autres métaux critiques.

Dimension environnementale

Pour le lithium extrait de saumures, l’épuisement des aquifères d’eau douce est une préoccupation majeure. On y associe la progression des déserts dans les régions arides déjà soumises à un stress hydrique.

Lorsque la saumure est pompée dans les bassins d’évaporation à la surface, le volume d’eau perdu par l’aquifère est rechargé par l’eau douce de la nappe phréatique environnante, qui finit par devenir de la saumure par la dissolution du substrat rocheux riche en minéraux. Ce processus de déplacement-recharge n’est pas inclus dans la «consommation» d’eau douce déclarée par les entreprises. Si l’on en tenait compte, l’intensité hydrique du lithium issu de la saumure passerait de 9,4 m³ à plus de 100 m³, soit près du double de celle du processus d’extraction minière.

Notre analyse suggère que le principal problème associé à l’extraction de lithium à partir de minerai est la consommation d’énergie. Ce procédé consiste à torréfier le minerai à des températures très élevées, ce qui nécessite une consommation importante de combustibles fossiles à haute densité énergétique, généralement du charbon.

Dans l’ensemble, il existe une différence considérable dans l’impact environnemental du lithium produit à partir de la saumure par rapport à celui provenant de minerais. L’extraction des saumures a un impact environnemental moindre par rapport au processus d’extraction de minerais sur trois indicateurs de durabilité clés: ses émissions sont inférieures de 86%, et elle consomme 95% moins d’énergie et 84% moins d’eau. 

Indicateurs clés de performance (KPI) de durabilité des procédés de production de lithium (par tonne d’équivalent de carbonate de lithium).

Lire l’article complet ici