Une nouvelle étude menée par l'Argonne National Laboratory en collaboration avec SQM analyse l'impact environnemental du lithium et propose des améliorations concrètes pour évoluer vers une production durable de lithium, essentielle au développement des véhicules électriques.
Une étude clé sur la durabilité et la production de lithium
Une nouvelle étude majeure menée par des chercheurs du Laboratoire national d'Argonne du Département de l'énergie des États-Unis (DOE) a fourni de nouvelles informations essentielles sur le processus de production de lithium et sa relation avec la durabilité environnementale à long terme, en particulier dans le domaine du transport avec des batteries et des véhicules électriques. .
L’article intitulé « Analyse du cycle de vie énergétique, des gaz à effet de serre et de l’eau du carbonate de lithium et de l’hydroxyde de lithium monohydraté provenant de ressources en saumure et en minerai et de leur utilisation dans les cathodes et les batteries lithium-ion » a été publié dans la revue Resources, Conservation & Recycling et est le fruit d’une collaboration unique avec SQM, une entreprise chilienne qui est l’un des plus grands producteurs de lithium au monde.
Résultats de l'étude
Selon Jarod Kelly, analyste du cycle de vie et auteur principal d'Argonne, les chercheurs (utilisant des données opérationnelles fournies par SQM) ont découvert que l'approvisionnement en lithium, tant du point de vue du processus que de la localisation, peut avoir un impact significatif sur les impacts environnementaux associés.
En effet, « les résultats montrent que la saumure de lithium concentrée et ses produits finaux connexes peuvent varier considérablement en termes de consommation d'énergie, d'émissions de gaz à effet de serre, d'émissions de dioxyde de soufre et de consommation d'eau selon la méthode d'allocation des ressources utilisée », a expliqué Kelly.
Les chercheurs ont modélisé le lithium extrait du Salar d'Atacama, un vaste désert de sel situé au nord du Chili, près de la cordillère des Andes. Le lithium est séché naturellement dans de grands bassins pour évaporer l'eau, concentrer le lithium et éliminer les impuretés. Des matériaux et de l'énergie sont ensuite ajoutés pour produire du carbonate et de l'hydroxyde de lithium. Ces deux produits finaux sont expédiés dans le monde entier aux producteurs de cathodes de batteries, qui les transforment en une grande variété de matériaux pour batteries.
Projections et impact sur l'électromobilité
Les résultats de l’étude pourraient avoir des implications importantes pour l’optimisation de la production de lithium à chaque étape du processus, ce qui donnerait lieu à des produits plus respectueux de l’environnement, en particulier les véhicules électriques à batterie.
L’Agence internationale de l’énergie prévoit que la demande en lithium pourrait être multipliée par 40 entre 2020 et 2040, principalement en raison du déploiement mondial des véhicules électriques.
« L’examen de la production actuelle de lithium et la recherche de possibilités de production future, notamment aux États-Unis, sont essentiels pour soutenir le déploiement des véhicules électriques », a déclaré Michael Wang, directeur du Centre d’évaluation des systèmes d’Argonne et co-auteur de l’étude.
« Cette étude établit également un point de référence pour les pratiques actuelles et met en lumière des pistes d’amélioration », a ajouté Kelly. « Des recherches complémentaires permettront d’utiliser ces informations pour élaborer des pratiques exemplaires de production de lithium de la manière la plus durable possible. »
Collaboration avec SQM
SQM a initialement contacté Argonne l'année dernière pour collaborer à la réalisation des objectifs ambitieux de développement durable que l'entreprise a récemment annoncés.
« Conformément à notre plan de développement durable, nous souhaitons analyser plus en détail les émissions de carbone, la consommation d'eau et la consommation d'énergie de nos produits au lithium et évaluer leur impact sur l'ensemble de la chaîne de valeur », a déclaré Verónica Gautier, responsable de l'innovation chez SQM. « Ces informations nous aideront à atteindre notre objectif de neutralité carbone d'ici 2030. »
D'autre part, l'analyse aidera également à résoudre un problème général dans la tendance mondiale vers l'électrification des transports avec des véhicules électriques à batterie, a déclaré Wang.
« L’électrification vise souvent la durabilité environnementale. Mais nous devons mieux comprendre la production des batteries lithium-ion avant de pouvoir affirmer que nous sommes véritablement sur la voie du développement durable », a-t-il souligné. « Cette étude apporte des informations cruciales sur la chaîne de valeur de la mobilité électrique. »
Méthodologie et portée de l'étude
L'analyse formelle a utilisé l'outil de modélisation open-source d'Argonne, GREET ( Greenhouse gases, Regulated Emissions and Energy in Technologies ), avec des données détaillées et une expertise technique de SQM.
En plus de la saumure de lithium extraite au Chili, les chercheurs ont élargi leurs données en modélisant le lithium dans le minerai extrait du spodumène en Australie occidentale.
Kelly a souligné qu’il s’agissait de la première analyse de ce type à s’appuyer sur des données aussi complètes provenant d’un partenaire industriel.
Gautier a ajouté que SQM était heureux que les résultats de l'étude soient désormais accessibles au public et contribueraient aux efforts mondiaux visant à assurer une production de lithium responsable et durable.
« Il est important pour nous d’être totalement transparents sur le fonctionnement de notre processus, et nous sommes ravis de pouvoir tirer parti de l’expérience et de l’expertise d’Argonne », a-t-il déclaré. « Le partage de ces informations aura une grande valeur pédagogique. »
En savoir plus
L'article « Ressources, conservation et recyclage » est disponible en consultation et en téléchargement.
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