Materials and Resource Requirements for the Energy Transition- (Energy Transitions Commission , July 2023)

 Objet de l’étude et hypothèses :

Ce rapport s’appuie sur la bibliographie existante et existants et évalue :

• S’il existe suffisamment de ressources en matières premières pour soutenir la transition énergétique.

• Si l’offre peut croître assez rapidement pour répondre à la demande.

• Les impacts environnementaux mondiaux et locaux de l’augmentation de l’exploitation minière et du raffinage des métaux.

• Les mesures qui peuvent être prises pour assurer un approvisionnement adéquat et sûr et pour réduire les incidences négatives sur l’environnement.

Les hypothèses 2050 :

- Une augmentation spectaculaire de la consommation mondiale d’électricité, passant de 28 000 TWh en 2022 à 110 000 TWh d’ici 2 050. Plus de 75% de cette somme serait fournie par l’éolien et le solaire, nécessitant environ 26 à 34 TW d’énergie solaire et 14 à 15 TW d’énergie éolienne, contre environ 1,2 TW et 1 TW, respectivement, aujourd’hui. Le reste sera fourni par un mélange de sources nucléaires, hydroélectriques et autres sources zéro carbone, ainsi que par des batteries et d’autres stockages pour répondre à environ 5% des besoins quotidiens en production.

- Une expansion majeure des réseaux électriques, passant de 75 millions de km actuellement de transport et de distribution à plus de 200 millions de km d’ici 2050.

- Un rôle majeur pour l’hydrogène à faible teneur en carbone, avec une utilisation totale d’hydrogène passant de 90 à 100 Mt aujourd’hui (dont seulement environ 1 Mt est à faible teneur en carbone) à 500-800 millions de tonnes par an, dont la forte majorité (par exemple, 85%) est susceptible d’être de l’hydrogène « vert » fabriqué par électrolyse alimenté par de l’électricité à faible teneur en carbone. Cela nécessite une capacité d’électrolyseur allant jusqu’à 7 000 GW en 2050.

- La décarbonisation quasi totale du parc mondial de véhicules de tourisme d’ici 2050, nécessitant plus de 1,5 milliard de voitures électriques et ~200 millions de camions et bus électriques. Cela nécessite une capacité totale de la batterie allant jusqu’à 150 TWh.

- Capacité de captage, d’utilisation et de stockage du carbone d’environ 7 à 10 GtCO2 par an, afin de compenser l’utilisation restante de combustibles fossiles et de traiter les émissions dans des applications spécifiques et d’éliminer le carbone.

Moyennant ces hypothèses j’ai rassemblé un certain nombre de courbes qui font la richesse de ce document.

Conclusion 2050 :  à condition d’un développement massif de nouvelles mines et industries de transformation, les ressources en matériaux prévisible pour 2050 peuvent permettre le succès de la transition énergétique. Pour que celle-ci s’accompagne du moins de dégâts environnementaux possibles et d’une moindre dépendance étrangère  il convient de privilégier les technologies les plus économes en matériaux et métaux critiques,  donc le nucléaire et de déprioritiser les plus consommatrices, donc l’éolien offshore.

 Conclusion 2030 : la demande en matériaux critiques pour 2030 excède les possibilités de production pour le cuivre, le nickel, le néodyme, le lithium, le cobalt, le lithium et le graphite.

Il est donc nécessaire de privilégier les techniques de production les plus économes en ces matériaux, et donc d’éviter les plus gourmandes- laquelle est clairement l’éolien offshore. Une urgence : déprioriser l’éolien offshore !

 On rappellera la conclusion du Directeur du BRGM : en 2030, il faudra choisir entre l’éolien, le téléphone portable et le développement d’internet en Afrique. (cf sur ce blog https://vivrelarecherche.blogspot.com/2023/05/les-limites-physiques-du-developpement.html)

Graphique 1) Les matériaux et métaux importants pour 2050

Graphique 2)  Augmentation des besoins en métaux et matériaux critiques pour 2050

Graphique 3) Les besoins en métaux et matériaux critiques par technologie

Conclusion : explique les tensions sur le cuivre et l’acier, montre que le nucléaire, avec l’hydroélectricité est le plus économe en matériaux.

Graphique 4) Les performances CO2 de diverses technologies

Conclusion : excellente performance du nucléaire dès aujourd’hui. Pour le reste les performances CO2 sont pour les meilleures techniques prévisibles en 2050. Le rôle de l’hydrogène parait surestimé selon des projections plus récentes. Pour les auteurs du rapport, la conclusion est optimiste : selon leur prévision, la décarbonation massive peut réussir !

Graphique 5) Criticité des besoins en métaux et matériaux critiques en 2050

Conclusion : Le cuivre, le nickel, le cobalt et l’argent sont en risque de pénurie, la demande excédant les réserves. Par contre, elle n’excéde pas les ressources connues. La transition apparait donc soutenable, à condition d’ouvrir suffisamment de nouvelles mines et usines de traitement rapidement.

Graphique 6 et 7)  Avec un effort considérable de recherche et développement, le recyclage pourra apporter une contribution significative à la demande de métaux et matériaux critiques d’ici 2050

Graphique 8 et 9 )  Même avec un recyclage important, la réussite de la transition en 2050 exigera l’ouverture d’un nombre important de nouvelles mines avant 2030, en particulier pour le cuivre, le nickel et l’argent 

Graphiques 10 et 11) : la possibilité de la transition énergétique en 2050 est conditionnée par un raccourcissement important des durées d’ouverture de nouvelles mines et par des investissement très conséquents dès la prochaine décennie (1,7 trillions de dollars d’ici 2050)

L’augmentation de l’offre primaire sera cruciale pour répondre à la croissance rapide de la demande. Pour y parvenir, quatre défis majeurs doivent être surmontés : les difficultés à prévoir la demande future, les longs délais d’extraction, le manque d’investissements et les défis liés à l’augmentation de la production minière actuelle. Une action concertée des décideurs, des mineurs et des investisseurs sera nécessaire pour créer une certitude quant à la demande future, accélérer les délais de développement minier, augmenter les dépenses en capital actuelles de 45 milliards de dollars par an à 70 milliards de dollars jusqu’en 2030 et accroître la productivité minière.

Graphiques 12 , 13,  14) : la nécessité d’exploitation intensive de nouvelles mines entrainera une forte augmentation de a consommation en eau pour l’activité minière, multipliée par 4 . C’est particulièrement le cas pour le cuivre, qui est aussi très polluant et les ouvertures de mines peuvent faire l’objet de forte oppositions.

Même après 2050, il importera donc aussi pour des raisons environnementales de limiter le recours aux techniques de production les plus gourmandes en ces matériaux, - laquelle est clairement l’éolien offshore. Une urgence : déprioriser l’éolien offshore !

Graphique 15 : Il vaut mieux investir dans le nucléaire que dans les énergies variables intermittentes

La production d’énergie nucléaire a une intensité matérielle bien inférieure à celle de énergies solaire et éolienne, ainsi que des exigences beaucoup plus faibles en matière d’utilisation des terres (tant pour l’extraction des matériaux que pour l’exploitation).

L’expansion de la capacité nucléaire pourrait être une option pour réduire les besoins en terres et en matières premières.

NB les coûts indiqués pour le nucléaire et l’éolien sont des comparaisons de coûts de production ( LCOE) et non pas comme ce devrait être, de comparaisons de coût des systèmes complets intégrant les besoins de stockage et de services systèmes ( fréquence, inertie…) au réseau et d’extensions du réseau lui-même. Les études de RTE d’une part et de la NEA d’autre part montrent un coût bien supérieur de l’éolien, en particulier off shore lorsque ces coûts totaux sont pris en compte ( typiquement pour la France,  plus de 20 milliards par an pour des systèmes à forte proportion d’ENR contre des systèmes plus nucléarisés . En particulier pour l’éolien offshore, les coûts sont plutôt de 150/200 eur le Mwh contre 60- 70 pour le nucléaire.

Graphique 16 : investir dans des technologies de production d’électricités gourmandes en métaux et matériaux critiques renchérira leur coût et retardera la transition vers les véhicules électriques avec des conséquences importantes pour les émissions carbone.

Graphique 17) les goulots d’étranglement en métaux critiques d’ici 2030 

Graphique 18: la demande en matériaux critiques pour 2030 excède les possibilités de production

Conclusion : ça ne passe pas pour le cuivre, le nickel, le néodyme, le lithium, le cobalt, le lithium et le graphite.

Il, est donc nécessaire de privilégier les techniques de production les plus économes en ces matériaux, et donc d’éviter les plus gourmandes- laquelle est clairement l’éolien offshore. Une urgence : déprioriser l’éolien offshore !

Graphique 19)  le recyclage n’apportera pas de solution possible d’ici 2030 mais pourra contribuer significativement à partir de 2040

NB c’est évident, pour recycler, il faut qu’il y ait déjà suffisamment à recycler ! Et 2que les techniques aient été développées de manière à devenir soutenables économiquement

Graphique 20)  D’ici 2030,  la demande en cobalt, cuivre, graphite pour anodes, lithium et néodyme excédera les possibilités de production.

L’utilisation des technologies les plus gourmandes en ces métaux et matériaux, tel
l’éolien offshore devra être limité

Graphique 21) D’ici 2030,  la production en cobalt, cuivre, graphite pour anodes, lithium , nickel, platine, métaux rares est extrêmement concentrée et nous expose à des risques géopolitiques majeurs.

NB ce n’est pas le cas de la demande en uranium, très diversifiée

D’ici 2030, l’utilisation des technologies les plus gourmandes en ces métaux et matériaux, tel l’éolien offshore devra donc être limité

Les limites physiques du développement de l’éolien

 Document basé principalement sur des présentations et conférences  de M. Christophe Poinssot, directeur général délégué du BRGM,  un article de Geraldine Woessner.

1) L’éolien et particulièrement l’éolien maritime est particulièrement gourmand en matériaux, surtout en métaux critiques et terres rares.  Ce goulot d’étranglement concerne aussi bien les métaux "historiques" (Cu…) que "nouveaux" (Li, Mn, Co…).

Pour rappel, sur l’acier, les développements programmés de l’éolien off shore impliqueraient, pour de socles en acier, que l’on y consacre une quantité équivalent à celle actuellement consacrée à la production automobile ( OPESCT).

La demande en matériaux et singulièrement en métaux de l’éolien enre de plus en compétition vive avec les demandes de décarbonation de la mobilité ( voiture électriques) et les demandes de la transition numérique.

2) Un défi immense dont il faut prendre conscience 

2a) En qualité : de plus en plus d'éléments chimiques sont concernés par des pénuries possibles voire certaines 

En quantité : le scenario développement durable de l’Agence Internationale de l’Energie implique qu’il faudrait extraire plus de ressources minérales d'ici 2050 que depuis le début de l'humanité. Ceci concerne principalement le lithium, le graphite, le cobalt, le nickel, les métaux rares

Se poseront des conflits d’usages : les métaux ne servent pas que pour l’énergie, la transition numérique aussi sera gourmande en métaux. Il faut prendre en compte le développement d'internet et de ses usages, avec un potentiel de croissance encore important en Afrique. Il a été estimé que les technologies digitales exigeraient 4,5% de l’énergie mondiale et pourrait jusqu'à 21% de la consommation électrique en 2030.

A l’échelon 2030-2035, il va falloir choisir entre le téléphone portable ou l’ordinateur, et l’éolien !

Que ce soit le scénario modéré  (STEPS Stated Policies Scenario, scenario à 3°C) de l’AIE ou le scenario SDS ( Développement durable) plus ambitieux, ça ne passe pas pour le cuivre, le lithium, le cobalt à l’échelle 2030-2035

3) Le cas spécifique du cuivre : 

Le cuivre est indispensable à tous les moyens de la transition climatique   on observere déjà une volatilité important des cours, des tensions grandissantes sur l’approvisionnement. Les réeerves restent importantes mais difficiles à mettre sur le marché : gisements moins concentrés, time-to-market long, tensions sociétales grandissantes sur les conditions d’exploitation ;

Et rappelons que tous les moyens de production électrique ne sont pas équivalent quant au cuivre. Des production peu concentrées comme l’éolien et le soliare exigent bien davantage de réseau, donc de cuivre  que des moyens plus concentrés comme le nucléaire. L’extension du réseau pose aussi en elle-même de vrais problèmes d’acceptation sociale, cf. Energiewende

Il y a de sérieux doutes sur le fait que la demande de  cuivre soit durable au vu de la forte volatilité des prix depuis 2000 et la courbe de production.

4) Le cas spécifique des terres rares

L’éolien off shore nécessite des aimants permanents particulièrement gorrmands en terre rares et métaux critiques. Ce marché des terres rares est très concentré en Chine qui, depuis Deng Xiaoping  en a fait un axe stratégique de son développement (1992 : le Moyen Orient a le pétrole, la Chine a les terres rare).

Le temps est loin où la France avait le quasi monopole du traitement des  terres rares  à La Rochelle dans un  site fondé en 1948 par Rhodia ( Société Française des Terres Rares) !

Les conditions d’exploitations en Chine, autrefois désastreuses ( cf Guillaume Pitron, la guerre des métaux rares) ont considérablement évoluées, avec le fin des exploitations illégales,  une diminution nette de l’impact environnemental, l’amélioration des rendements

Et surtout la Chine a très efficacement remonté la chaine de valeur avec la fabrication des aimants, etc.

De façon générale, la production des métaux et matériaux nécessaires à la transition énergétique est beaucoup plus concentrée que celle des fossiles

Ceux qui ont aimé la dépendance en gaz russe, vont adorer la dépendance chinoise en métaux rares.

5) Eolien et dépendance chinoise

 L’éolien, et surtout l’éolien off shore pose de graves problèmes de dépendance en ce qui concerne les métaux et matériaux critiques, mais aussi l’ensemble de la chaine de valeur aux éléments des éoliennes. Cette dépendance est encore plus forte pour l’éolien off shore, en raison de la nécessité d’aimeats permanents dans les moteurs.

Au niveau mondial, il est prévu une augmentation importante du parc installé (par 8) d’ici 2050 avec une croissance annuelle multipliée par 5, une croissance fortement  tirée par la Chine en termes industriels et de développement.

De fait, en matière d’éolien, et surtout d’éolien off shore, la Chine domine globalement le marché des matières premières comme celui des composants.

6)Pour l’Europe spécifiquement, des goulots d’étranglements critiques

Voir sur ce sujet The State of the European Wind Energy Supply Chain, Rystad Energy report in cooperation with WindEurope,

 Demande européenne d’acier pour l’éolien en mer et production

Demande européenne de terres rares  pour l’éolien en mer et production

Demande européenne de turbines pour l’off shore  et production 

La  capacité de production actuelle d’éoliennes de plus de >12 MW ( typiquement celles pour l’éolien off shore ) en Europe est inférieure à 2 GW, nettement inférieure à la demande en 2026 et 2030 d’environ 12 GW et 29 GW, respectivement. Et la Chine s’impose de plus en plus, tandis que les turbiniers européens, pris dans une course au gigantisme, sont en mauvaise forme économique.

7) Autres problématiques fortes de l’éolien off shore

7a) Une sensibilité forte à l’inflation sur les matières premières

7b) Une production erratique qui constitue une une vraie menace pour la stabilité  des réseaux

Mathieu Hochet, spécialiste « Offshore wind » chez TotalEnergies : « Lorsque les énergies renouvelables, généralement intermittentes, représenteront plus de 50 % du mix électrique, il sera particulièrement délicat de rétablir la tension sur le réseau en cas de black-out »

7c) Des coûts de production élevés (spécialement pour l’éolien en mer)

Et rappelons que pour l’éolien en mer flottant, qui est censé représenter jusqu’à une part importante de l’éolien en mer en France (jusqu’à 50%), la technique n’est pas matpure et les coûts ne sont pas connus 

Grégoire de Saivre, Total Energies : « Estimer les coûts de construction d’une filière qui n’est pas mature sur une période de  8 à dix  ans ; impossible c’est une boule de cristal »

Et ça se voit sur les prix de l’électricité

8) Une équation énergétique douteuse

Et même le bilan énergétique est très très discutable ( même si les EROI sont difficiles à estimer et peuvent évoluer, l’écart d’ordre de grandeur est considérable)

9) La dépendance en matériaux, quelles solutions ? 

Le passage d'une dépendance aux énergies fossiles à une dépendance aux ressources minérales et à de nouvelles dépendances géopolitiques peut être mitigé, pas à l’horizon 2030, mais à l’horizon 2050. On peut aussi espérer que pour la France et pour un nombre important de pays européens en 2050, la relance du nucléaire allègera les risques de cette dépence aux métaux, au moins pour la production d’énergie.

Il faut d’abord que les dirigeants politiques en prennent conscience   L’exécutif français  a ainsi commandité le rapport Varin sur la « sécurisation de l'approvisionnement en matières premières »

Des comités stratégiques de filières (Automobile, Nouveaux systèmes énergétiques, Mines et Métallurgie) ont été créés.  Il y a aussi eu  la constitution, auprès du BRGM et en lien étroit avec le Comité stratégique de la Filière Mines et Métallurgies, d’un observatoire des métaux critiques , rassemblant les moyens correspondants des industriels et des administrations, et réunissant des fonds privés et publics (OFREMI) et la nomination d’un délégué interministériel coordonnant les actions des administrations dans la mise en œuvre des décisions prises, en y associant étroitement les industriels. Egalement en cours, la traduction dans une norme ou un label, certifiable , du concept de « mine responsable », au niveau européen.

L'Europe a de grandes ressources métalliques minières pour les métaux qu'elle n'exploite plus suffisamment, la France étant l'un des plus mauvais élèves tant pour les mines de métaux  ( 0 en exploitation ?) que  pour l'exploration de ses ressources ( limitée à 300 mètre au-dessous du sol.)

La relance d'activité minière en Europe et en France est critique et ne supprimera toute dépendance aux métaux mais l'allégera significativement. Il faut expliquer que la mine du XXIème siècle n'a plus rien à voir avec celle de Zola et qu'il est possible ( et obligatoire) d'ouvrir des exploitations minières respectueuses de l'environnement et  de la santé. En ce qui concerne l'acceptabilité,  M. Poinssot estime qu'en France l'opinion publique peut basculer rapidement et favorablement sur ce sujet, comme elle l'a fait pour le nucléaire. L'exmple de la mine de lithium en projet  à Échassière est encourageant, laccueil du voisinage est plutôt bon. Mais "il ne faut pas se rater" 

 

10) Et déjà une compétition féroce : Eolien en mer :une pénurie de matériaux menace les ambitions françaises, La Tribune, 17 mai 2023 : Le coup de tonnerre de Tennet 

Dans ce contexte, « la stratégie entre gestionnaires de réseaux européen relève plus de la compétition que de la coopération » a confié Regis Boigegrain (RTE). Il ne faut pas être naïfs et il faut en tenir compte dans notre stratégie industrielle ».. Pour l’heure, RTE doit surtout faire face à la stratégie très agressive de Tennet, le gestionnaire du réseau néerlandais et d’une grande partie du réseau allemand qui «  passé une commande absolument gigantesque » accaparant considérablement les capacités de production es fournisseurs. Le 5 mai, le gestionnaire a en effet signé pour 5.5 milliards d’euros de de câbles. Il a également fait l’acquisition d’une station électrique de 20000 tonnes, , un monstre industriel ( peu ou prou le tiers de l’arche de La Défense en volume) que peu navires dans le monde sont en mesure de transporter. « Tennet, ça a été un coup de tonnerre pour l’ensemble des gestionnaires de réseau européens »

https://www.latribune.fr/entreprises-finance/industrie/energie-environnement/eolien-en-mer-une-penurie-de-materiaux-menace-les-ambitions-francaises-

Références :

https://www.brgm.fr/sites/default/files/documents/2022-11/evenement-conference-metaux-strategiques-2022-02-23-pres-c-poinssot.pdf

https://www.college-de-france.fr/fr/agenda/seminaire/la-transition-energetique-aujourd-hui-et-demain/approvisionnement-en-metaux-critiques-le-nouveau-defi-de-la-transition-energetique

https://www.lepoint.fr/dossiers/hors-serie/energie-petrole-nucleaire-renouvelables-geopolitique/batteries-le-clash-des-metaux-rares-27-10-2022-2495471_4637.php#:~:text=Selon%20nos%20%C3%A9valuations%2C%20construites%20%C3%A0,4%20%25%20des%20terres%20rares.%20%C2%BB

Métaux pour une énergie propre: voies pour relever le défi des matières premières en Europe-KUL

 Rapport commandé par Eurométaux à la KU Leuwen University, 2022

Contexte : Dans le Sustainable Development Scenario (SDS),  de l’AIE, les défis du marché liés à la transition énergétique sont irréalisables  pour certains produits de base : cuivre, nickel, lithium, cobalt et quelques  terres rares. La demande prévue pour 2030 dépasserait la capacité d’offre de l’ensemble des ressources annoncées.

Dans le scénario plus conservateur Stated Policies (STEPS) de l’AIE, il reste une forte demande sur ces métaux, mais les contraintes d’approvisionnement peuvent être résolues, principalement par le biais d’incitations financières pour accélérer l’exploration et le développement de projets. Les changements réglementaires, qui peuvent combiner des normes de durabilité avec un processus de développement plus rapide, pourraient potentiellement apporter des incitations supplémentaires. L’innovation est un autre levier important qui peut jouer un rôle désengorgeant.

Les métaux joueront un rôle central dans la construction réussie des chaînes de valeur des technologies propres en Europe et dans la réalisation de l’objectif de neutralité climatique de l’UE à l’horizon 2050. À la suite des perturbations de l’approvisionnement causées par la pandémie de COVID-19 et de l’invasion de l’Ukraine par la Russie, le manque de résilience de l’Europe pour ses besoins croissants en métaux est devenu une préoccupation stratégique. Cette étude évalue comment l’Europe peut atteindre son objectif de « parvenir à la sécurité des ressources » et de « réduire les dépendances stratégiques » pour ses métaux de transition énergétique, grâce à une évaluation de la demande, de l’offre et de la durabilité du pacte vert de l’UE et de ses besoins en ressources.

Sa conclusion est que  l’Europe dispose d’une fenêtre d’opportunité pour jeter les bases d’un niveau plus élevé d’autonomie stratégique et de durabilité pour ses métaux stratégiques grâce à un recyclage optimisé, à des investissements dans la chaîne de valeur nationale et à une stratégie d’ approvisionnement mondial plus active. Mais une action ferme est nécessaire rapidement pour éviter les goulets d’étranglement pour plusieurs matériaux qui risquent d’être en pénurie mondiale à la fin de cette décennie.

 Commentaire : cette conclusion optimiste est largement battue en brèche par le corps du document

Quelques données :

La production de voitures électriques est le principal moteur de la demande de métaux de transition énergétique (responsable de 50 à 60% de l’ensemble), suivie des réseaux électriques et du solaire (35 à 45%), puis d’autres technologies les 5% restants.

Le lithium, le cobalt, le nickel, les éléments des terres rares et le cuivre seront les métaux les plus demandés et qui connaîtront la plus forte accélération de la demande. L’iridium, le scandium et le tellure sont les produits à faible demande mais qui sera impactée par la transition énergétique.

Les plans de l’Europe visant à établir une production nationale pour les technologies d’énergie propre augmenteront sa demande pour un large éventail de métaux. Cela comprend la croissance des marchés des métaux de base matures (aluminium, cuivre, nickel) et l’ouverture de nouveaux marchés de matières premières (lithium, éléments de terres rares).

Commentaire : En ce qui concerne la voiture électrique, le problème était déjà pointé dans lun rapport de l’Académie des Sciences et de l’Académie des technologies (Stratégie d’utilisation des ressources du sous-sol pour la transition énergétique française, Les métaux rares, Rapport des Académie des sciences et de l’Académie des technologies, 2018). Le programme de véhicules électriques français examiné (2 millions de véhicules par an à partir de 2040) fait appel à des quantités de lithium et de cobalt très élevées, qui excèdent, en fait et à technologie inchangée, les productions mondiales d’aujourd’hui, et ce pour satisfaire le seul besoin français ! L’analyse économique montre que le flux financier annuel global pour les seuls véhicules électriques à batteries est du même ordre de grandeur que celui des importations actuelles de pétrole pour assurer l’approvisionnement en carburant. »

https://vivrelarecherche.blogspot.com/2020/08/les-energies-renouvelables-sont-elles.html

 Demande mondiale de métaux

Donc, je traduis : demande Lithium *21, Dysprosium *43 , Coballt*42  Tellure *27, Scandium *20, Nickel *17, praséodyme * 11, Gadolinium*7.7, Néodyme * 6.6, Platine*6.4, Silicium *6.3, Cuivre *5.1 Aluminium *4.3 etc.

Demande Européenne de métaux

En ce qui concerne l’Europe , les demandes de  lithium, cobalt, terres rares, nickel connaitront les plus fortes croissances.

La demande de cuivre est centrale compte-tenu de ses  rôles multiples notamment dans  le  déploiement rapide de véhicules électriques, l’expansion du réseau etc.

Commentaire : J’ai du mal à croire que cette demande de cuivre est durable !

Et de fait,

“La pénétration des technologies à faible émission de carbone dans les secteurs des transports et de l’énergie (véhicules électriques et technologies de production d’énergie à faible émission de carbone) devrait augmenter considérablement la demande de cuivre d’ici 2050. Les résultats montrent que, dans le scénario le plus rigoureux, la demande cumulative de cuivre primaire entre 2010 et 2050 s’est avérée être de 89,4 % des ressources en cuivre connues en 2010.

Copper at the crossroads: Assessment of the interactions between low- carbon energy transition and supply limitations, Resources Conservation and Recycling. 163. 10.1016/j.resconrec.2020.105072.

Pour le nickel, des taux de croissance élevés ont été possibles dans le passé, mais en utilisant de la fonte brute de nickel, un produit de nickel de pureté inférieure. Le nickel de classe 1 requis pour les batteries nécessite un traitement plus intense, ce qui complique la situation.

 La demande de terres rares peut devenir critique si l’Europe, comme elle en a proclamé l’intention,  parvient à établir une industrie des aimants permanents.

 La demande de silicium doublera d’ici 2050  si l’Europe parvient à relancer la production de cellules solaires photovoltaïques et à lancer des anodes de batterie utilisant du silicium.

Pour le lithium, au cours des 30 prochaines années, une croissance moyenne de 8 à 11 % est prévue, avec un taux de croissance maximal de 20 % au cours de la décennie 2020-2030. Il s’agit d’une accélération significative par rapport au taux de croissance moyen de 8% du lithium au cours de la dernière décennie. Le lithium, c’est donc critique à très court terme.

 Le  cobalt pose un problème spécifique car il est un sous-produit, généralement extrait avec le cuivre et le nickel comme produits primaires. Leurs taux de croissance projetés de 3 à 4 % par an sont plus lents que ceux requis pour le cobalt, ce qui crée un décalage et un fort problème potentiel.

Un tableau récapitulatif montre l’ampleur inquiétante du problème dans les années qui viennent 

Et que l’on compare les ENR au nucléaire :

https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/minerals-used-in-clean-energy-technologies-compared-to-other-power-generation-sources

https://www.sfen.org/rgn/mineraux-transition-energetique-tension/

https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions

 Les trois phases de la transition énergétique :

Pour les experts de KU Leuwen, il existera trois phases :

2020-2030: − La transition énergétique accélérée de l’Europe augmentera considérablement les besoins en métaux, qui seront satisfaits soit par des importations plus élevées, soit par de nouvelles activités minières et raffinées nationales (et le recyclage pour les marchés matures des métaux de base).  

Les contraintes d’approvisionnement mondial pour plusieurs métaux augmenteront le risque de hausses de prix ou de perturbations qui compliqueront le déploiement de technologies ENR.

2030-2040:  La demande de métaux en Europe atteindra un sommet entre 2030 et 2040 (selon le produit), car les chaînes de valeur de la production d’énergie propre ont achevé leur montée en puissance.

L’approvisionnement devra en grande partie provenir de sources primaires, car les flux de recyclage ne pourront  devenir importants à mesure que les véhicules électriques et les technologies d’énergie renouvelable commencent à avoir besoin d’être remplacés.

Les importations atteindront également un pic au cours de cette période, à moins que l’Europe n’ait augmenté plus tôt sa propre capacité de production de métaux primaires.

2040-2050: − L’approvisionnement secondaire en métaux de batterie et en éléments de terres rares deviendra beaucoup plus important.

« Les principaux défis de l’Europe en matière d’approvisionnement apparaîtront au cours de la période 2020-2030, les marchés européens étant exposés aux marchés mondiaux en raison de la dépendance à l’égard des importations ». Les contraintes potentielles de l’offre mondiale de cuivre, de lithium, de nickel, de cobalt et d’éléments de terres rares auront des impacts forts et différents sur les approvisionnements européens. »

Commentaire : le développement des ENR ne se fera surement pas au rythme annoncé et il aura pour effet  de remplacer une forte dépendance pétrolière par une forte dépendance en métaux.

 Et la production Européenne ? Ben comment dire, c’est pas ça qui sauvera les ENR !

« Les annonces de projets miniers européens pour la prochaine décennie indiquent que la croissance potentielle la plus importante, mais incertaine, de l’approvisionnement de l’Europe concerne le lithium et les éléments de terres rares. « 

« Pour les marchés des métaux matures (cuivre, zinc, nickel), des projets sont en cours de planification qui compenseraient l’épuisement mais n’apporteraient pas de nouvelle croissance majeure. Les projets miniers en Europe présentent un niveau d’incertitude élevé par rapport à d’autres dans le monde. Il y a plusieurs raisons à cela, y compris la faible acceptation sociale parmi les communautés locales, la nécessité de prix incitatifs plus élevés pour justifier économiquement l’exploitation des minerais à faible teneur, et de nouvelles technologies à développer  dans certains projets de lithium. »

« L’Europe n’exploite actuellement que de faibles volumes de lithium, pour des applications céramiques et en verre, au Portugal. Plus de 10 nouveaux projets européens d’extraction de lithium ont été annoncés, en Autriche, en République tchèque, en Allemagne, en Finlande, au Portugal, en Espagne et en Serbie, avec un pipeline total de projets de 130 kt d’ici 2030. Aucun de ces projets n’a suffisamment progressé pour les considérer dans une perspective de scénario de référence, bien que cela puisse changer en fonction d’un certain nombre de facteurs. Plusieurs projets font l’objet d’une opposition de la communauté locale »

« Il n’est pas possible d’élaborer des perspectives d’approvisionnement européennes détaillées au-delà de 2030, étant donné le manque de visibilité pour les nouveaux projets après cette décennie….

Il existe un risque légitime d’épuisement minier après 2030. La production minière actuelle de cuivre et de zinc en Europe diminuerait de près de 50 % d’ici 2040 sans que de nouveaux projets ne soient mis en service.

Comme analysé dans les perspectives de l’offre pour 2030, l’Europe ne dispose actuellement pas d’un climat d’investissement positif pour de nouveaux projets miniers et métallurgiques. Dans de nombreux États membres, la base de soutien public local pour le développement de nouveaux projets miniers est très limitée. L’économie par rapport aux concurrents mondiaux est également mise en question par la hausse des prix de l’électricité en Europe, des coûts de main-d’œuvre et des réglementations environnementales et sociales légitimes. Pour les mines européennes, la taille et la qualité moyennes des réserves/ressources ne sont pas non plus en concurrence avec celles des autres régions. »

Les niveaux et les budgets d’exploration ne sont pas analysés en détail dans le rapport, mais la recherche de nouvelles sources d’approvisionnement minier après 2030 dépendra également d’une exploration et d’une planification de projet suffisantes. Actuellement, le budget d’exploration de l’UE est faible par rapport aux autres régions du monde »

NB : sur le sujet, on peut aussi regarder deux rapports de l’Ademe :

Le photovoltaïque : choix technologiques, enjeux matières et opportunités industrielles, Ademe 2020

https://vivrelarecherche.blogspot.com/2021/06/le-photovoltaique-choix-technologiques.html

qui identifie six matières à risque  : le silicium métal, l’argent, le cadmium, le tellure, le plomb et le cuivre

Les réseaux électriques choix technologiques, enjeux matières et opportunités industrielles

https://vivrelarecherche.blogspot.com/2021/01/les-reseaux-electriques-choix.html

Problèmes massifs sur le cuivre et l’aluminium  !