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Nous avons suffisamment de minéraux pour assurer la transition énergétique - Hannah Ritchie - décembre 2023

Dans un article récent, j'ai examiné les besoins en minéraux pour passer à des systèmes électriques à faibles émissions de carbone.¹ En bref : nous en avons suffisamment pour décarboner nos systèmes électriques. Mais ce travail n’incluait pas les véhicules électriques, les réseaux et d’autres éléments plus petits de la transition. Cela pourrait faire une grande différence dans les résultats : les véhicules électriques, par exemple, sont de grands consommateurs de minéraux tels que le lithium, le cobalt et le cuivre.

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Nous avons suffisamment de minéraux pour assurer la transition énergétique,
mais l'approvisionnement à moyen terme est un défi
[Partie 1]
Nous ne manquerons pas de minéraux pour construire un système énergétique à faible teneur
en carbone.
Hannah Ritchie - 1er décembre 2023 (https://twitter.com/_HannahRitchie)
Dans un article récent, j'ai examiné les besoins en minéraux pour passer à des systèmes électriques à
faibles émissions de carbone.¹ En bref : nous en avons suffisamment pour décarboner nos systèmes
électriques.
Mais ce travail n’incluait pas les véhicules électriques, les réseaux et d’autres éléments plus petits
de la transition. Cela pourrait faire une grande différence dans les résultats : les véhicules
électriques, par exemple, sont de grands consommateurs de minéraux tels que le lithium, le cobalt et
le cuivre.
Ici, je vais examiner l’offre et la demande totales de minéraux clés.
Mais je voulais d’abord mettre en garde : personne ne sait exactement de quelle quantité de chaque
minéral nous aurons besoin. Nous ne savons pas comment les batteries chimiques évolueront d’ici
2050 ; combien d’énergie solaire nous aurons ; ou notre demande totale d’énergie.
Il y a d’autres raisons pour lesquelles j’hésite à analyser « aurons-nous suffisamment de minéraux ?
» sur la base des projections de l’offre et de la demande. Ces mesures ne sont jamais statiques. Les
marchés sont très doués pour offrir des incitations afin que nous ne soyons pas à court de
ressources.
Premièrement, lorsque nous cherchons quelque chose, nous avons tendance à en trouver davantage.
Fou, non ? Des décennies de fausses prédictions sur le « pic pétrolier » en sont la preuve.
Les réserves et les ressources en lithium ont augmenté au fil du temps, même si nous en utilisons
davantage. Les gros titres ont fait les gros titres ces derniers mois sur les « nouvelles découvertes »
de gisements minéraux.
Deuxièmement, les fabricants savent souvent remplacer les matériaux lorsque les
approvisionnements semblent serrés. Les prix d’un minéral augmentent, alors ils en remplacent un
autre. Le graphique ci-dessous – de la Commission des Transitions Energétiques (ETC) – en donne
deux exemples.
À gauche, nous voyons que les projections pour le cobalt ont considérablement diminué à mesure
que certains constructeurs de voitures électriques se sont tournés vers des produits chimiques sans
cobalt. À droite, nous pouvons voir comment les prix élevés du cuivre entraînent une transition vers
l’aluminium.
C’est pourquoi une simple projection de l’offre et de la demande sur plusieurs décennies ne nous
donnera jamais de réponse exacte.
Mais je sais que la plupart des gens ne se contenteront pas de : « nous ne savons pas, mais je suis
sûr que les marchés régleront le problème ».
Nous pouvons toujours faire des estimations raisonnables sur ces chiffres, et ils nous fourniront des
informations utiles. Je ne paniquerais pas face à un écart entre l’offre et la demande de 20 % (car
nous pensons que nous y parviendrons grâce à l’exploration et à la substitution de matériaux). Mais
si nous prévoyons une demande en minéraux 5 ou 10 fois supérieure à nos ressources, alors il serait
utile de le savoir maintenant…
C’est ce que nous allons voir dans cet article.
Allons-nous manquer de minéraux essentiels d’ici 2050 ?
Je me concentrerai d’abord sur un grand rapport – Material and Resource Requirements for the
Energy Transition – publié par l’Energy Transition Commission (ETC). https://www.energy-
transitions.org/publications/material-and-resource-energy-transition
C’est un excellent rapport dont la lecture est recommandée si ce domaine vous intéresse.
Nous préférerions examiner les projections de diverses organisations, plutôt que de nous fier à une
seule. Je regarderai donc ensuite comment les autres projections se comparent.
L’étude examine les besoins en minéraux de 2022 à 2050.
Il est basé sur un scénario ambitieux qui atteint zéro émission nette d'ici 2050.²
L'électricité mondiale est décarbonée, il y a une décarbonation quasi totale du transport de
passagers, l'industrie lourde est approvisionnée en hydrogène vert et il suppose 7 à 10 GtCO2 de
captage de carbone. et le stockage des émissions restantes.
Examinons le résumé fourni par ETC, puis examinons six minéraux clés individuellement.
Dans le graphique ci-dessous, ETC répartit les minéraux et les matériaux en vrac entre ceux dont les
réserves et les ressources sont plus que suffisantes pour répondre à la demande (en bleu, à gauche)
et ceux dont l'écart est beaucoup plus étroit (en vert, à droite).
La barre bleu foncé pour chaque minéral montre la demande cumulée jusqu’en 2050. Il ne s’agit pas
seulement de la demande d’énergie à faible émission de carbone, mais également de toutes les
industries non énergétiques.
La barre bleu clair représente les réserves estimées. Les réserves sont des gisements que l’on peut
extraire de manière économique avec les technologies actuelles.
Les ressources sont des gisements connus, mais incluent ceux dont l'extraction est économiquement
viable. Ils sont représentés par des barres vertes.
Les réserves et les ressources peuvent augmenter au fil du temps à mesure que nous en découvrons
davantage et que les gisements deviennent économiquement viables.
Source : Material and Resource Requirements for the Energy Transition – Energy Transition Commission (ETC)
Les matières situées à gauche du graphique ne posent pas de problème : la demande est bien
inférieure à nos réserves actuelles.
À droite, vous pouvez voir les minéraux pour lesquels la demande est supérieure ou proche des
réserves actuelles, mais inférieure à nos ressources connues. Cela signifie que le monde dispose de
suffisamment de cuivre, de nickel, de lithium, de cobalt et d'argent, mais qu'il faudra en rendre
d'autres économiquement viables ou trouver de nouveaux gisements facilement accessibles.
Minéral par minéral
Le lithium
Le lithium est un minéral dominant dans les véhicules électriques, mais il est également utilisé dans
les batteries stationnaires.
L'ETC estime que d'ici à 2050, un scénario zéro net nécessiterait environ 19,5 millions de tonnes de
lithium. Nous utiliserons également environ 2 millions de tonnes à des fins non énergétiques, de
sorte que la demande totale s'élèvera à 21,5 millions de tonnes.
Avec des batteries plus petites, le passage à d'autres types de batteries et un meilleur recyclage, cette
demande pourrait être ramenée à 12 millions de tonnes.
Le monde dispose de suffisamment de lithium pour répondre à cette demande à long terme.
Nous disposons d'environ 26 millions de tonnes de lithium en réserves. Rappelons que les réserves
sont des gisements que nous pouvons extraire économiquement avec les technologies actuelles.
Les ressources sont bien plus importantes : 86 millions de tonnes.
Les réserves et les ressources peuvent toutes deux augmenter au fil du temps, au fur et à mesure des
découvertes et de la viabilité économique des gisements. Dans un article précédent, j'ai montré que
les deux mesures pour le lithium ont augmenté au fil du temps.
Le cobalt
Le cobalt est utilisé dans toute une série de produits. Il est utilisé dans les batteries lithium-ion et
constitue donc un élément clé de l'électronique grand public depuis des décennies. Les voitures
électriques sont aujourd'hui le plus grand utilisateur de cobalt.
L'ETC estime que la demande cumulée d'ici 2050 sera légèrement supérieure à 11 millions de
tonnes.
Dans un scénario de réduction de la demande, ce chiffre tombe à 7 millions de tonnes. Cela
impliquerait d'abandonner les produits chimiques riches en cobalt au profit de batteries NMC à
faible teneur en cobalt, de batteries lithium-phosphate de fer ou de batteries sodium-ion.
Certains fabricants ont déjà entrepris cette démarche : Tesla s'est tourné vers le phosphate de fer-
lithium et les batteries sodium-ion sont en plein essor chez les producteurs chinois.
Les réserves actuelles (8 millions de tonnes) sont insuffisantes pour répondre à la demande de 2050
dans un scénario de base. Il faudrait donc réduire la demande ou trouver de nouveaux gisements
économiquement viables. Les ressources sont plus que suffisantes pour répondre à la demande si
elles deviennent viables.
Le travail des enfants et les mauvaises conditions de travail constituent un problème majeur dans les
chaînes d'approvisionnement en cobalt de la République démocratique du Congo.
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Nous avons suffisamment de minéraux pour assurer la transition énergétique - Hannah Ritchie - décembre 2023

  • 1. Nous avons suffisamment de minéraux pour assurer la transition énergétique, mais l'approvisionnement à moyen terme est un défi [Partie 1] Nous ne manquerons pas de minéraux pour construire un système énergétique à faible teneur en carbone. Hannah Ritchie - 1er décembre 2023 (https://twitter.com/_HannahRitchie) Dans un article récent, j'ai examiné les besoins en minéraux pour passer à des systèmes électriques à faibles émissions de carbone.¹ En bref : nous en avons suffisamment pour décarboner nos systèmes électriques. Mais ce travail n’incluait pas les véhicules électriques, les réseaux et d’autres éléments plus petits de la transition. Cela pourrait faire une grande différence dans les résultats : les véhicules électriques, par exemple, sont de grands consommateurs de minéraux tels que le lithium, le cobalt et le cuivre. Ici, je vais examiner l’offre et la demande totales de minéraux clés. Mais je voulais d’abord mettre en garde : personne ne sait exactement de quelle quantité de chaque minéral nous aurons besoin. Nous ne savons pas comment les batteries chimiques évolueront d’ici 2050 ; combien d’énergie solaire nous aurons ; ou notre demande totale d’énergie. Il y a d’autres raisons pour lesquelles j’hésite à analyser « aurons-nous suffisamment de minéraux ? » sur la base des projections de l’offre et de la demande. Ces mesures ne sont jamais statiques. Les marchés sont très doués pour offrir des incitations afin que nous ne soyons pas à court de ressources. Premièrement, lorsque nous cherchons quelque chose, nous avons tendance à en trouver davantage. Fou, non ? Des décennies de fausses prédictions sur le « pic pétrolier » en sont la preuve. Les réserves et les ressources en lithium ont augmenté au fil du temps, même si nous en utilisons davantage. Les gros titres ont fait les gros titres ces derniers mois sur les « nouvelles découvertes » de gisements minéraux.
  • 2. Deuxièmement, les fabricants savent souvent remplacer les matériaux lorsque les approvisionnements semblent serrés. Les prix d’un minéral augmentent, alors ils en remplacent un autre. Le graphique ci-dessous – de la Commission des Transitions Energétiques (ETC) – en donne deux exemples. À gauche, nous voyons que les projections pour le cobalt ont considérablement diminué à mesure que certains constructeurs de voitures électriques se sont tournés vers des produits chimiques sans cobalt. À droite, nous pouvons voir comment les prix élevés du cuivre entraînent une transition vers l’aluminium. C’est pourquoi une simple projection de l’offre et de la demande sur plusieurs décennies ne nous donnera jamais de réponse exacte. Mais je sais que la plupart des gens ne se contenteront pas de : « nous ne savons pas, mais je suis sûr que les marchés régleront le problème ». Nous pouvons toujours faire des estimations raisonnables sur ces chiffres, et ils nous fourniront des informations utiles. Je ne paniquerais pas face à un écart entre l’offre et la demande de 20 % (car nous pensons que nous y parviendrons grâce à l’exploration et à la substitution de matériaux). Mais si nous prévoyons une demande en minéraux 5 ou 10 fois supérieure à nos ressources, alors il serait utile de le savoir maintenant… C’est ce que nous allons voir dans cet article.
  • 3. Allons-nous manquer de minéraux essentiels d’ici 2050 ? Je me concentrerai d’abord sur un grand rapport – Material and Resource Requirements for the Energy Transition – publié par l’Energy Transition Commission (ETC). https://www.energy- transitions.org/publications/material-and-resource-energy-transition C’est un excellent rapport dont la lecture est recommandée si ce domaine vous intéresse. Nous préférerions examiner les projections de diverses organisations, plutôt que de nous fier à une seule. Je regarderai donc ensuite comment les autres projections se comparent. L’étude examine les besoins en minéraux de 2022 à 2050. Il est basé sur un scénario ambitieux qui atteint zéro émission nette d'ici 2050.² L'électricité mondiale est décarbonée, il y a une décarbonation quasi totale du transport de passagers, l'industrie lourde est approvisionnée en hydrogène vert et il suppose 7 à 10 GtCO2 de captage de carbone. et le stockage des émissions restantes. Examinons le résumé fourni par ETC, puis examinons six minéraux clés individuellement.
  • 4. Dans le graphique ci-dessous, ETC répartit les minéraux et les matériaux en vrac entre ceux dont les réserves et les ressources sont plus que suffisantes pour répondre à la demande (en bleu, à gauche) et ceux dont l'écart est beaucoup plus étroit (en vert, à droite). La barre bleu foncé pour chaque minéral montre la demande cumulée jusqu’en 2050. Il ne s’agit pas seulement de la demande d’énergie à faible émission de carbone, mais également de toutes les industries non énergétiques. La barre bleu clair représente les réserves estimées. Les réserves sont des gisements que l’on peut extraire de manière économique avec les technologies actuelles. Les ressources sont des gisements connus, mais incluent ceux dont l'extraction est économiquement viable. Ils sont représentés par des barres vertes. Les réserves et les ressources peuvent augmenter au fil du temps à mesure que nous en découvrons davantage et que les gisements deviennent économiquement viables. Source : Material and Resource Requirements for the Energy Transition – Energy Transition Commission (ETC) Les matières situées à gauche du graphique ne posent pas de problème : la demande est bien inférieure à nos réserves actuelles. À droite, vous pouvez voir les minéraux pour lesquels la demande est supérieure ou proche des réserves actuelles, mais inférieure à nos ressources connues. Cela signifie que le monde dispose de suffisamment de cuivre, de nickel, de lithium, de cobalt et d'argent, mais qu'il faudra en rendre d'autres économiquement viables ou trouver de nouveaux gisements facilement accessibles.
  • 5. Minéral par minéral Le lithium Le lithium est un minéral dominant dans les véhicules électriques, mais il est également utilisé dans les batteries stationnaires. L'ETC estime que d'ici à 2050, un scénario zéro net nécessiterait environ 19,5 millions de tonnes de lithium. Nous utiliserons également environ 2 millions de tonnes à des fins non énergétiques, de sorte que la demande totale s'élèvera à 21,5 millions de tonnes. Avec des batteries plus petites, le passage à d'autres types de batteries et un meilleur recyclage, cette demande pourrait être ramenée à 12 millions de tonnes. Le monde dispose de suffisamment de lithium pour répondre à cette demande à long terme. Nous disposons d'environ 26 millions de tonnes de lithium en réserves. Rappelons que les réserves sont des gisements que nous pouvons extraire économiquement avec les technologies actuelles. Les ressources sont bien plus importantes : 86 millions de tonnes. Les réserves et les ressources peuvent toutes deux augmenter au fil du temps, au fur et à mesure des découvertes et de la viabilité économique des gisements. Dans un article précédent, j'ai montré que les deux mesures pour le lithium ont augmenté au fil du temps.
  • 6. Le cobalt Le cobalt est utilisé dans toute une série de produits. Il est utilisé dans les batteries lithium-ion et constitue donc un élément clé de l'électronique grand public depuis des décennies. Les voitures électriques sont aujourd'hui le plus grand utilisateur de cobalt. L'ETC estime que la demande cumulée d'ici 2050 sera légèrement supérieure à 11 millions de tonnes. Dans un scénario de réduction de la demande, ce chiffre tombe à 7 millions de tonnes. Cela impliquerait d'abandonner les produits chimiques riches en cobalt au profit de batteries NMC à faible teneur en cobalt, de batteries lithium-phosphate de fer ou de batteries sodium-ion. Certains fabricants ont déjà entrepris cette démarche : Tesla s'est tourné vers le phosphate de fer- lithium et les batteries sodium-ion sont en plein essor chez les producteurs chinois. Les réserves actuelles (8 millions de tonnes) sont insuffisantes pour répondre à la demande de 2050 dans un scénario de base. Il faudrait donc réduire la demande ou trouver de nouveaux gisements économiquement viables. Les ressources sont plus que suffisantes pour répondre à la demande si elles deviennent viables. Le travail des enfants et les mauvaises conditions de travail constituent un problème majeur dans les chaînes d'approvisionnement en cobalt de la République démocratique du Congo.
  • 7. Le cuivre Le cuivre est utilisé dans toute une série de technologies à faible émission de carbone : énergie solaire, énergie éolienne, réseaux électriques et véhicules. Dans la plupart des processus, il est difficile de le remplacer, bien que l'aluminium puisse l'être dans certaines applications de réseau. Comme le montre le graphique, les réserves actuelles devront augmenter pour répondre à la demande en 2050. Le monde possède de grandes quantités de cuivre dans ses ressources, mais celles-ci peuvent être difficiles à extraire ou se trouver en très faibles concentrations dans les minerais.
  • 8. Graphite Le graphite étant utilisé dans les batteries, les voitures électriques sont le principal moteur de la demande. Comme le montre le graphique, la demande jusqu'en 2050 est bien inférieure aux réserves mondiales de graphite naturel. Le graphite peut également être produit synthétiquement, de sorte qu'il est peu probable que l'offre mondiale s'épuise à long terme.
  • 9. Néodyme Le néodyme est un composant important des aimants à haute résistance et est utilisé dans les moteurs de voitures électriques et les turbines éoliennes. La demande pourrait être réduite grâce au recyclage en fin de vie ou à l'abandon des technologies nécessitant des terres rares dans les moteurs. Comme le montre le graphique, les réserves mondiales sont suffisantes pour répondre à la demande jusqu'en 2050.
  • 10. Le nickel Le nickel est largement utilisé dans les secteurs non énergétiques. Dans le domaine des énergies à faible teneur en carbone, il est utilisé dans les voitures électriques, les électrolyseurs d'hydrogène et l'énergie éolienne. L'abandon des batteries riches en cobalt a déjà entraîné une augmentation de la demande de produits chimiques à forte teneur en nickel. La demande de nickel diminuerait si la chimie des batteries évoluait à nouveau vers le lithium-phosphate de fer ou le sodium-ion. Comme le montre le graphique, les réserves devraient augmenter d'ici 2050. Les ressources mondiales sont suffisantes pour répondre à cette demande.
  • 11. Les estimations de l'ETC concernant la demande de minéraux sont élevées par rapport à d'autres analyses Nous pourrions être inquiets à l'idée de baser notre résumé sur le seul rapport de l'ETC. Il se peut qu'il suppose une demande de minéraux artificiellement faible. Nous pouvons recouper ces hypothèses avec d'autres analyses. Lorsque nous le faisons, nous constatons que l'ETC a généralement la demande de minéraux la plus élevée. Cela devrait nous conforter dans l'idée que nous aurons suffisamment de ressources. L'institut Payne, dirigé par Morgan Bazilian de l'école des mines du Colorado, a publié un rapport sur l'état des minéraux critiques au début de l'année. Ce rapport vaut la peine d'être lu si vous vous intéressez à ce sujet ; il couvre une série de questions, notamment les implications géopolitiques, environnementales et sociales de l'exploitation minière. Dans ce rapport, les auteurs ont examiné l'éventail des estimations des organisations concernant la demande future de minéraux. J'ai inclus le graphique pour le cuivre ci-dessous. Comme vous pouvez le constater, l'estimation de l'ETC - représentée par la ligne bleu foncé - est élevée par rapport aux autres estimations. Son chiffre de demande cumulée - qui correspondrait à la surface sous cette courbe - sera beaucoup plus élevé que la plupart des autres. Il en va de même pour le nickel (voir la note de bas de page du graphique).
  • 12. Mais ce n'est pas le cas pour le lithium (voir ci-dessous). Le scénario Net-Zero de l'AIE prévoit une augmentation de 20 à 25 % jusqu'en 2050. Nous pourrions donc vouloir en tenir compte dans nos hypothèses de demande. Nous avons vu précédemment que le scénario de forte demande de l'ETC était de 21,5 millions de tonnes d'ici 2050. Nous pourrions supposer que cette demande pourrait atteindre 25 millions de tonnes. Cela resterait dans les limites des réserves mondiales actuelles (même si elles sont très restreintes) et bien dans les limites des ressources mondiales. La plupart des scénarios de demande seront erronés - mais ils restent un guide utile Je le répète : aucun de ces scénarios à long terme ne sera parfaitement exact. Ils servent à donner la meilleure estimation possible sur la base de ce que nous savons aujourd'hui, et à savoir s'ils se situent dans les limites de nos réserves. Ils servent à nous avertir si nous allons au-devant d'un goulot d'étranglement majeur. Il n'est pas nécessaire de se demander si la demande cumulée en 2050 sera de 20 ou 21 millions de tonnes. Ce faisant, nous surestimons notre confiance dans l'évolution de la situation au cours des 27 prochaines années. Mais d'après l'éventail des estimations de la demande que j'ai examinées - et pas seulement celles de l'ETC - je ne suis pas inquiète pour la demande de minerais à long terme. Voici quelques exemples : Agence internationale de l'énergie (AIE) : "Il n'y a généralement pas de signes de pénurie dans ces domaines : malgré la croissance continue de la production au cours des dernières décennies, les réserves économiquement viables ont augmenté pour de nombreux minéraux liés à la transition énergétique." Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA) : "Il n'y a pas de pénurie de réserves pour les minéraux de la transition énergétique, mais les capacités d'extraction et de raffinage sont limitées. [La production a augmenté pour de nombreux minéraux de la transition énergétique, et les réserves extraites de sources économiquement viables se sont accrues. En outre, les innovations perturbatrices - telles que les améliorations de l'efficacité et les substitutions de matériaux - sont déjà en train de remodeler la demande".
  • 13. Rocky Mountain Institute : "Le monde dispose de suffisamment de minéraux pour assurer l'ensemble de la transition énergétique, et il construit rapidement les mines nécessaires à leur extraction. Nous en aurons suffisamment pour construire des systèmes à faible émission de carbone. Nous devrions essayer de réduire la demande autant que possible grâce au recyclage et à l'efficacité des matériaux. Pour certains minéraux, nous devrons augmenter nos réserves existantes en trouvant des gisements économiquement viables. Mais la quantité de ressources dont dispose le monde est plus que suffisante. Les goulets d'étranglement à court terme sont plus préoccupants. C'est le problème que nous examinerons dans la partie 2. 1, Cette étude est basée sur un article de Seaver Wang et de ses collègues. Wang, S., Hausfather, Z., Davis, S., Lloyd, J., Olson, E. B., Liebermann, L., ... & McBride, J. (2023). Future demand for electricity generation materials under different climate mitigation scenarios. Joule, 7(2), 309-332. 2. L'ETC a rédigé des rapports détaillés sur la manière de décarboniser chaque secteur, tels que Making Mission Possible : Delivering a Net-Zero Economy et Making Clean Electrification Possible : 30 Years to Electrify the Global Economy qui comprend une analyse plus détaillée de ces secteurs. 3,