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Accueil du site > Actualités > Technologies > Avons-nous assez de lithium pour les voitures électriques ?

Avons-nous assez de lithium pour les voitures électriques ?

 A propos de l’article de Hervé Kempf dans Le Monde du 8/10/2008.

 
Dans cet article, Hervé Kempf discute les limites des ressources en lithium pour le développement des voitures électriques. Nous voudrions ici apporter des précisions et rectifier quelques erreurs.
 
Il est évident, comme l’a souligné le président de la République dans son discours d’inauguration au Salon de l’auto, que la voiture électrique suscite un très grand intérêt :
 - d’abord pour des raisons écologiques dans notre pays où l’électricité est produite avec peu d’émissions de CO2 ;
 - ensuite par suite de l’augmentation des prix du pétrole qui pénalise gravement ceux de nos compatriotes pour lesquels la voiture individuelle reste un moyen de transport incontournable ;
 - enfin et surtout parce que les nouveautés du développement technique le rendent économiquement et techniquement faisable : les nouvelles batteries au lithium, en particulier au lithium-phosphate de fer fournissent par leurs performances et leur fiabilité une alternative sérieuse aux moteurs thermiques actuels, que ce soit pour la circulation urbaine de voitures légères ou celle de véhicules plus lourds en configuration hybride rechargeables. 
 
C’est dans ces circonstances que paraît cet article qui contient quelques contrevérités concernant les obstacles que la Nature mettrait au développement de cette filière. Il est affirmé notamment que les ressources en lithium sont problématiques et que son prix pourrait augmenter de manière rédhibitoire.
 
Nous voulons ici réfuter ces idées fausses. Dans les techniques actuelles, on peut (typiquement) avec une batterie de 10 kWh faire 100 km. Cette batterie pèse de l’ordre de 100 kg, elle coûte quelques milliers de dollars et elle peut être rechargée de 1 000 à 3 000 fois, parfois en vingt minutes, suivant le modèle. Une telle batterie contient à peu près 1 kg de lithium (1). Va-t-on manquer de lithium ? On trouve des estimations des ressources de lithium exploitables par exemple dans : minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/lithium/lithimcs06.pdf, données par les services gouvernementaux américains en 2006. Les réserves prouvées sont estimées à 4.1 mégatonnes et les réserves probables à 11 mégatonnes (voir aussi le site : http://lithiumabundance.blogspot.com).

Cela veut dire qu’on peut, évidemment avec un développement de la production (qui est en ce moment autour de 20 000 tonnes), alimenter des milliards de voitures ! Par ailleurs, il y a des milliards de tonnes de lithium dans les océans et l’on dispose déjà de procédés pour les exploiter. Il n’y a donc aucune possibilité de pénurie.
 
Hervé Kempf argue également de la montée récente du prix du lithium, parallèle aux autres matières premières, pour montrer les limites de ce procédé. Le kilo de lithium d’une batterie qui coûtera encore longtemps quelques milliers de dollars ne fait que quelques dollars ! Il y a une très grossière erreur sur les ordres de grandeur ! 
 
Nous pensons que, contrairement à ce que cet article laisse croire, le développement de la voiture électrique, en particulier grâce aux récentes percées technologiques sur les batteries, apportera une grande contribution à la préservation du climat et aux limitations des émissions de gaz carbonique, pourvu évidemment que l’électricité nécessaire soit produite sans émission de CO2.
 
Référence article : http://www.lemonde.fr/planete/article/2008/10/07/les-ressources-limitees-de-lithium-pourraient-freiner-l-essor-des-voitures-electriques_1103972_3244.html
 


(1) Exemple : une batterie Li-Ion d’ordinateur fournit 90 Wh pour un poids de Li de 8 g.


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24 réactions à cet article    


  • aquad69 21 octobre 2008 14:06

    Bonjour Hervé Nifenecker,

    j’ai lu l’article de Hervé Kempf ; il est notoire que l’on trouve du lithium en grande quantité dans les océans, mais, dilué dans la masse, il n’est présent qu’en proportion infime.

    Êtes-vous sûr que ce lithium serait réellement exploitable industriellement pour en produire de grandes quantités ? Il me paraît difficile à croire que l’auteur ait négligé un aspect aussi important ...

    Et une question : le kilo de lithium présent dans la batterie que vous nous décrivez serait-il recyclable ?

    Cordialement Thierry


    • Hervé Nifenecker Hervé Nifenecker 21 octobre 2008 19:33

      L’extraction du Lithium de l’eau de mer est possible, le problème est son coût. Donc, dans l’immédiat, il faudra se contenter des quelques 20 millions de tonnes de réserves terrestres, soit de quoi équiper 20 milliards de voitures...Le Lithium des batteries d’ordinateur est déjà largement recyclé.
      Par suite des règles d’Agoravox la mention de la source de cet article http://www.sauvonsleclimat.org n’a pas pu être indiquée dans le corps de l’article. L’essentiel de cet article est dû à Frédéric Livet.


    • zelectron zelectron 21 octobre 2008 14:32

      Idem,
      je crains que l’industrie automobile, comme d’habitude, ne s’approprie les inventions des petits pionniers et les devoye pour rendre par exemple les piles "prématurément usable" à l’instar des récentes cartouches d’imprimantes. Je crois que c’est là une des raisons de la lenteur de démarrage du marché afin surtout d’étudier la meilleure façon de monopoliser le marché au profit des grands groupes.

      Plus précisément en ce qui concerne le lithium je ne suis pas loin de penser que les "majors du secteur" ne fabriquent des batteries si finement "gérées" que les clients ne soient plus que captifs de ces racketteurs institutionnels.

      Alors les reserves de lithium....


      • foufouille foufouille 21 octobre 2008 16:44

        on a les piles rechargeable (en charge lente)
        les cartouches se rechargent avec une seringue


      • lavabo 21 octobre 2008 15:28

        @ l’auteur,
        merci pour cet article,
        Le lithium n’est pas une denrée rare, bien au contraire, on n’en trouve un peu partout, la difficulté viendrait des coûts d’extraction (entre Li des lacs andins facilement accessible et Li provenant marin). De plus comme vous le décrivez dans votre article, la quantité de Li présente dans une batterie est assez faible. Le point où je rejoins H. Kempf c’est sur l’impact environnemental de la production de lithium qui doît être la plus respectueuse possible de l’environnement.
        Concernant la batterie lithium : c’est une erreur de la nommer comme ca , on parle plutôt de batteries Li-ion. Il n’y a pas de Li métallique dans ces batteries. L’électrode Li métal était intéressante du point de vue capacité mais elle génère des problèmes de sécurité au bout de quelques cycles. Les Li-ions commerciales sont généralement composées de graphite (anode), de LiCoO2 (cathode) et d’un électrolyte conducteur ionique (LiPF6, le plus utilisé). En fait ces batteries contiennent peu de Li. 
        La recherche s’oriente vers de nouveaux matériaux à la fois pour l’anode et la cathode. Le LFP (que vous citez) apparaît comme un des matériaux de cathode les plus prometteurs (coûts, durée de vie, cyclage rapide...) d’autres matériaux notamment à base de manganèse sont en développement.
        Concernat le coût de la batterie, il ne provient pas des matériaux eux-mêmes ni du lithium mais plus des collecteurs de courants (cuivre pour les électrodes à base de graphite) et du conditionnement.

        @aquad69,
        Tous les élements d’une Li-ion sont théoriquement recyclables..... La difficulté du recyclage vient du fait de la non-stabilité de l’électrolyte à l’air ambiant (humudité notamment). Le démontage d’une batterie doît se faire en salle sèche.

        @zelectron
        Le retard sur le marché est essentiellement du à une erreur des fabricants automobiles qui ont d’abord misé sur la pile à combustile.


        • zelectron zelectron 21 octobre 2008 18:57

          @lavabo

          - non, leur principal soucis c’est d’assurer leur ressource de profit.

          - l’hydrogène n’est pas du tout perdu de vue mais il y a eu, vous avez raison, un petit temps de retard mais qui n’explique pas tout.


        • lavabo 21 octobre 2008 19:20

          Ok pour la source de revenus, ce sont des entreprises........ faut pas déconner si elles pensent pas au fric.....
          Pour la pile à combustible, wait and see, j’ai des collègues plutôt optimistes et d’autres franchement pessimistes. Ce qui est sur, c’est que les délais imposés par les manufacturiers automobiles (2010-2012) ne pourront pas être tenus. Voila pourquoi ils se tournent maintenant plus vers le Li-ion. 


        • Pierrot Pierrot 21 octobre 2008 15:38

          L’utilisation des batteries de Li-ion sont plus performantes que les anciennes batteries au plomb et autres composés ioniques.

          Cependant, je pense qu’à terme l’autres types de batteries, en cours de recherche-développement, les remplaceront avec des meilleures performances.

          La voiture à pile à combustible (eau/ H2/ eau ) en cours de développement important me semble aussi plus intéressante à terme (au delà de 2040), malgré ses inconvénients : risque H2 / coûts élevés actuellement / rendement encore faible.


          • lavabo 21 octobre 2008 15:44

            @pierrot
            gros gros problèmes sur les piles à combustile en ce moment..... les chercheurs font face à deux obstacles majeurs : dissolution de la membrane et du catalyseur dans l’électrolyte, et le catalyseur lui-même, le plus performant, et de loin, c’est le platine et on voit pas par quoi le remplacer.....
            2040 me semble un objectif ambitieux mais on sait jamais.
            Cordialement


          • Pierrot Pierrot 22 octobre 2008 14:58

            à @ lavabo,

            Vous avez raison, il reste des problèmes importants à surmonter pour un développement massif des piles à combustible eau / H2 / eau.
            Mais de nombreux travaux sont en cours dans le monde dont en particulier ceux du CEA en France.

            Membranes séparatrices : dérivés organofluorés du type nafion, sorte de téflon.
            Catalyseur : peu de résultat hors de platine et métaux chers, rhodium, palladium ou alliages.
            Electrolyse électrique : remplacement par une destruction chimique complexe via composés I / HI, H2SO4 ... moins consommateur d’énergie, ou utilisation de réacteurs nucléaires de quatrième génération (surgénérateur ou à haute température vers 2040), photolyse par énergie solaire etc.

            Bien sûr 2040 c’est ambitieux mais il existe de nombreux chercheurs inventifs sur ce sujet d’avenir.

            Bien cordialement.
            Pierrot


          • MarcDS MarcDS 21 octobre 2008 16:29

            Merci pour cet article qui démontre par l’absurde que le nucléaire est la meilleure arme du système pour se maintenir en place sans rien changer aux modes de consommation qui surexploitent les capacités de la Terre. Ainsi donc la France, l’un des pays (si pas LE pays) les plus nucléarisés au monde - et également, est-ce un hasard ? un pays où l’hérésie du chauffage domestique à l’électricité est largement répandu - devrait encore assurer l’approvisionnement des voitures individuelles par ses centrales nucléaires. Ne parlons pas de la multiplication des centrales que cela entraînera dans les autres pays, où le nucléaire est loin d’être aussi développé. Pendant ce temps-là, la question fondamentale de la réduction de la demande énergétique est oubliée, et le big business peut continuer " as usual".


            • lavabo 21 octobre 2008 17:08

              @ MarcDS,
              Le passage à la technologie Li-ion ne va pas se traduire par une croissance exponentielle du nombre de centrales nucléaires. L’avantage de la technologie lithium est qu’elle peut s’adapter à de nombreuses situations. Je pense notamment au couplage convertisseur d’énergie/ accumulateur type photovoltaique/batterie Li-ion. Ce type de dispositif représente sans doute l’avenir en matière de production d’électricité domestique.


            • MarcDS MarcDS 22 octobre 2008 11:03

              Je ne prétends pas non plus que la croissance du nombre de centrales nucléaires sera exponentielle. Peut-être même qu’en France, cet accroissement sera relativement limité, vu le nombre de centrales déjà en activité. Mais au-delà des frontières auxquelles ne se limite ni la pollution, ni le réchauffement climatique, ni la technologie nucléaire, celle-ci a déjà amplement démontré que plutôt qu’être une solution au réchauffement climatique, elle fait partie du problème car elle pousse à la surconsommation plutôt qu’aux économies d’énergie.
              De façon plus pernicieuse, elle parvient systématiquement à étouffer toute réflexion en profondeur sur la nécessité de la réduction de la demande énergétique en mettant en avant ses soi-disant vertus miracles. Et l’auteur de cet article en fait une nouvelle démonstration en écrivant "Il est évident, (...), que la voiture électrique suscite un très grand intérêt : - d’abord pour des raisons écologiques dans notre pays où l’électricité est produite avec peu d’émissions de CO2 ;"
              Faut-il comprendre qu’il envisage qu’une voiture électrique puisse être commercialisée en France uniquement ("là où l’électricité est produite avec peu d’émissions de CO2") tout en étant produite à un prix abordable ? Bien sûr que non. Il faut donc comprendre que les autres pays n’auront qu’à augmenter leur capacité de production électrique (par quel moyen ? Devinez...), alors même que la priorité devrait être mise sur leur diminution, tant il est vrai que la problématique du réchauffement climatique ne se limite pas à la quantité de gaz à effet de serre rejetés dans l’atmosphère : il s’agit de résoudre un problème de surconsommation globale liée à un mode de vie insoutenable pour les capacités de notre planète.

              Prétendre résoudre le problème du réchauffement planétaire en se contentant de remplacer une source d’énergie par une autre, quelle qu’elle soit - c’est vrai aussi pour les vraies sources d’énergie renouvelable telles que l’éolien ou le solaire, du moins dans nos capacités technologiques actuelles - est une hérésie. Or c’est bien l’idée que tente de mettre en avant cet article écrit par un ardent défenseur du nucléaire.


            • MarcDS MarcDS 22 octobre 2008 11:15

              Petite correction : plutôt que d’écrire "cet ardent défenseur du nucléaire" j’aurais dû terminer par "cet ardent défenseur de la société de surconsommation"


            • Hervé Nifenecker Hervé Nifenecker 22 octobre 2008 11:51

              La question de la consommation d’énergie n’est pas aussi simple qu’il paraît. S’agit-il de consommation d’énergie finale ou primaire ? L’énergie finale est celle que nous, consommateurs, payons. Pour ce qui concerne les tranports, le bien meilleur rendement des moteurs électriques fait que, au km parcouru sur route, la voiture électrique consomme 4 fois moins qu’une voiture à essence de même confort (avec, il est vrai, un rayon d’action 3 ou 4 fois plus faible, mais en ville, cela n’a pas d’importance). En ville le rapport en faveur de l’électrique peut atteindre 8. Pour la consommation d’énergie primaire, pour l’lélectricité, il faut multiplier par 3 environ entre énergie primaire et énergie finale. Pour l’essence par 1,2 seulement. La consommation primaire de la voiture électrique reste inférieure à celle de la voiture à essence.
              Comme les voitures électriques doivent se substituer aux voitures à essence et diesel (et non d’ajouter),
               ce n’est pas une augmentation de consommation qu’on aura (quelle que soit la méthode retenue pour l’estimer) mais bien une diminution.
              Pour la pollution (oxydes d’azote, ozone, poussières, composés organiques volatiles) et le bruit en ville, la voiture électrique est imbattable. 
              Il y a aussi à prendre en considération l’indépendance énergétique (pétrole et gaz). L’électricité est produite soit par les ENR et le nucléaire (sans CO2, cas de la Suède, de la France et de la Suisse) soit surtout par du charbon (Allemagne, Danemark, avec de fortes émissions de CO2 et autres polluants). Le charbon permet une indépendance énergétique de fait (lignite d’Allemagne, par exemple ou multiplicité des pays exportateurs assez stables comme l’Australie, l’Afrique du Sud, la Colombie, l’Indonésie...). Ceux qui ne veulent pas du nucléaire font le choix du charbon. Aucun n’envisage de ne plus produire d’électricité. A chacun de faire son choix : charbon ou nucléaire. C’est regrettable mais c’est ainsi (voir mon article sur l’Allemagne qui remplace son parc nucléaire par un parc charbon équivalent). Se réfugier dans le fantasme de l’abandon de la voiture est le plus sûr moyen de ne rien faire.


            • MarcDS MarcDS 22 octobre 2008 14:09

              La question de la consommation d’énergie est même très épineuse, puisqu’il s’agit de remettre en cause le moteur même de notre économie de marché, qui s’appuie sur une surconsommation sans cesse grandissante pour continuer à fonctionner. Des écrans de fumée tels que le nucléaire, ou la mise sur le marché des tonnes de CO2, sont donc dressés pour nous empêcher de mener une réflexion en profondeur sur l’indispensable mutation de notre société de gaspillage en une société frugale, à partir de laquelle il serait alors possible d’assurer l’approvisionnement électrique à partir d’énergies renouvelables.

              Bien entendu, en restant dans le schéma actuel, l’alternative est telle que vous la présentez : le nucléaire ou le charbon. Notez cependant que les centrales au charbon "propres" existent mais représentent un surcoût que les producteurs d’énergie ne sont pas disposés à payer.

              S’il est vrai que le moteur électrique a un rendement bien meilleur que le moteur thermique, et permettra donc aux voitures en circulation de consommer moins d’énergie, il n’empêche qu’il s’agira quand même d’une fameuse augmentation de consommation d’électricité, qu viendra s’ajouter à toutes celles déjà existantes et qui n’auront pas été réduites puisque nous continuons à vivre sur le mode de l’abondance sans limites.

              Le nucléaire entretient l’illusion que nous allons pouvoir surmonter le problème du réchauffement climatique en faisant l’impasse sur une remise en cause fondamentale de notre mode de vie. Il n’est pas impossible que cela se réalise (bien que le système semble déjà en train de se casser la figure tout seul en ce moment), mais ce sera alors au prix d’une disparition de nos libertés démocratiques. Car comment comptez-vous vous protéger de toutes les populations qui voudront profiter comme vous et moi d’un système qui n’est absolument pas applicable à l’échelle de la planète ?
              Nous nous retrouvons dès lors devant le choix suivant : défendre notre confort (en grande partie superflu) ou défendre la démocratie. Remarquez que les régimes démocratiques ont déjà commencé à mettre sous le manteau un certain nombre de droits de l’Homme, adoptés par eux au temps où ils se sentaient peu concernés mais aujourd’hui de plus en plus gênés par ces droits.

              Vous vous dites sans doute que ceci n’a plus rien à voir avec le nucléaire, au nom duquel vous avez écrit votre article ; je pense au contraire qu’à travers nos choix technologiques nous traduisons des choix de société, et la technologie nucléaire en tant que source d’énergie correspond pour moi à un système qui s’essouffle et nous mène dans le mur.


            • Hervé Nifenecker Hervé Nifenecker 21 octobre 2008 19:26

              Cet article est, en fait, un communiqué de "Sauvons le Climat" rédigé en grande partie par Frédéric Livet
              http://www.sauvonsleclimat.org
              H.Nifenecker


              • Olivier 21 octobre 2008 21:34

                Entièrement d’accord avec l’auteur de l’article. Arguments ici :


                - Les réserves mondiales de Lithium de l’eau de mer ont le potentiel d’équiper 18000 milliards de voitures électriques type Tesla Roadster
                http://www.electron-economy.org/article-23717210.html

                - Le Lithium ne sera pas un facteur limitant pour électrifier le parc automobile mondial
                http://www.electron-economy.org/article-23554342.html


                - Recupyl : recyclage à 98% des métaux contenus dans les batteries lithium-ion !
                http://www.electron-economy.org/article-22441076.html


                • yaacov 22 octobre 2008 11:46

                  Je pense que la question est mal posée :
                  Avons-nous BESOIN de lithium pour les voitures électriques ?
                  D’une manière plus générale, alors que nous sommes à un tournant de l’histoire de l’automobile et de l’energie, est-il intelligent de se diriger vers une technologie qui neccessite l’approvisionement d’une matière première que seuls quelques pays peuvent extraire profitablement ?
                  Technologie qui engendre d’autres couts et qui de toute façon ne sera qu’une solution intermédiaire puique les sources de lithium ne sont pas inépuisable.

                  Ne vaudrait-il pas mieux investir dans la recherche sur des solutions qui nous permettraient d’exploiter la technologie de l’hydrogène ? élements équitablement répartie sur la planete, propre.



                  • Hervé Nifenecker Sauvonsleclimat 24 octobre 2008 14:25

                    Il me semble que ce débat est tranché pour le court et moyen terme. Les projets concrets de voitures électriques à prix abordable sont très nombreux et seront en vente dès 2009. Les voitures H2 sont très loin de ce stade (prix de l’orde de 60000 euros au moins).
                    Actuellement la seule concurrent à la voiture électrique (hybride ou non) est la voiture à air comprimé.
                    x


                  • zelectron zelectron 30 octobre 2008 13:56

                    air comprimé ?

                    pas assez d’autonomie mon fils.


                  • Olivier 22 octobre 2008 17:30

                    Bonjour Yaacov,

                    La bonne question serait plutôt :

                    Pourquoi l’Hydrogene Economy est-elle 4 fois moins efficace que l’Electron Economy ?

                    Eléments de réponse ici :
                    http://www.electron-economy.org/article-23265506.html

                    a+


                    • Pierrot Pierrot 24 octobre 2008 12:22

                      à @ Olivier,

                      l’article que vous mentionné est statique et n’est pas prospectif.

                      En effet, il explique qu’actuellement la filière énergie à base eau / électrolyse / H2 / pile à H2 / eau ne se développe pas.
                      Les arguments sont corrects.

                      Cependant, l’auteur ne semble pas connaître les récents travaux sur cette filière.

                      L’électrolyse de l’eau (très énergivore) pourrait être remplacée par une décomposition chimique, très peu exigente en énergie (via I 2/ IH/ H2SO4 ...).

                      La compression de H2 à haute pression (25 % de l’énergie du cycle) pourrait être remplacer pous des hydrures à pression ordinaire.

                      La décomposition via l’énergie nucléaire à haute température (réacteur de quatrième génération) ou via l’énergie solaire sont des voies en cours de développement dans le monde.

                      S’il y a des programmes de recherche important c’est qu’il y a des voies nouvelles pleines d’espoir.

                      Tout cela reste encore lointain (au moins 2040 pour une industrialisation de masse) mais l’enjeu important en vaux la chandelle (comme l’énergie solaire, la fusion thermonucléaire deutérium-tritium, les réacteurs nucléaires à base de thoryum-233U, le recherche contre le cancer, le sida, les biomédicaments à base d’OGM ...)

                      Bonne journée.


                    • Olivier 24 octobre 2008 20:06

                      Bonjour Pierrot,

                      C’est vrai que l’on peut espèrer des progrès mais l’ensemble de la chaîne hydrogène aura toujours un bilan énergétique inférieur à la chaîne electron. Ceci est lié directement aux propriétés physiques du dihydrogène (faible densité, point d’ébullition extrêmement faible). Et ces propriétés physiques ne changeront pas, les milliards de dollars/euros injectés dans la recherche n’y changeront rien.

                      L’hydrogène est et restera un combustible très cher.

                      Olivier

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