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

 Bon, comme d’habitude, avec les rapports de l’Ademe, j’ai un peu de mal ! Parce qu’on a comme l’impression d’avoir deux rapports ; l’un, où les ingénieurs de l’Ademe écrivent ce qu’on leur dit d’écrire pour être dans la ligne du Ministère de l’environnement, c’est-à-dire sur la PPE et même au-delà, pourquoi pas, vers le 100% ENR ; et l’autre (le diable est dans les détails), où ils semblent retrouver leur culture scientifique et leurs réflexes d’énergéticiens…et contredire ce qu’ils ont écrit auparavant

Donc rapport sur le photovoltaïque de l’Ademe

https://www.ecologie.gouv.fr/sites/default/files/Plan%20ressources%20Photovoltaique.pdf

Une énergie abondante mais très dispersée , des projets démesurés

« Chaque année, la Terre reçoit sous forme de rayonnement solaire l’équivalent de plus de 8 000 fois la consommation énergétique mondiale annuelle. Pourtant, l’énergie solaire ne représente aujourd’hui que 1 à 2 % du bilan énergétique mondial . Ce paradoxe s’explique par la complexité à capter et à stocker une énergie diffuse et intermittente »

L’énergie photovoltaïque est devenue une des sources les plus compétitives de production d’énergie renouvelable dans le monde. Elle est donc amenée à jouer un rôle majeur dans la transition bas carbone. Le développement attendu pourrait conduire à installer, chaque jour, 1,4 million de modules dans le monde, dont 25 000 en France.

Les projections officielles de développement du photovoltaïque prévoient (souhaitent ?), à l’échelle mondiale à l’horizon 2030 une multiplication par 5 des capacités mondiales installées. « A l’échelle française, dans l’hypothèse d’une atteinte des objectifs de la PPE, il faudrait installer 25 000 modules par jour. Si on devait installer l’ensemble de ces modules au sol, cela conduirait à couvrir de panneaux, chaque jour, six terrains de football !!! » Cela montre l’ampleur de la progression attendue sur le photovoltaïque. »

Commentaire : ou cela montre l’absurdité de la PPE avec la fermeture prévue de 14 centrales nucléaires et un programme ENR dément.

De forts problèmes de vulnérabilité concernant les ressources minérales ; siliciium, cuivre, argent…

« L’argent et le silicium métal doivent faire l’objet d’une attention particulière car les technologies qui dominent le marché aujourd’hui et dans les années à venir (technologies dites cristallines) les mobilisent en quantité importante alors même que ces matières ne sont aujourd’hui pas récupérées dans les modules en fin de vie. » 

De façon plus précise,  «  le développement attendu de l’énergie photovoltaïque, indispensable à la transition bas carbone, aura des conséquences importantes sur la demande en ressources minérales »

Commentaires : indispensable, mais à quelle échelle ?

L’identification des matières porteuses de risques s’est appuyée sur l’étude de J. Jean et al en 2015 (Pathways for solar photovoltaïcs, Joël Jean et al Energy and Environmental Science, 2015.  Cette étude modélise les besoins en matières d’un déploiement du PV, à l’horizon 2050, de 12,5 TWc à l’échelle mondiale. Cette capacité correspond à un taux de pénétration de 50 % du photovoltaïque dans le mix électrique mondial. Il s’agit d’un scénario maximaliste, justement bien adapté à l’objectif de ce chapitre.

Ce scénario conduit à identifier 6 matières « à risques » : le silicium métal, l’argent, le cadmium, le tellure, le plomb et le cuivre. Cette liste a ensuite été confirmée par des experts du domaine.

Le silicium va continuer à dominer le marché car l’émergence industrielle d’une technologie de rupture n’est pas envisagée avant 2030. Pour l’après 2030, des technologies de rupture pourraient permettre de passer au-delà du seuil des 25 % de rendement. Parmi les technologies disponibles au stade expérimental, les cellules dites « tandem » alliant silicium cristallin et pérovskite semblent être prometteuses ».

Le silicium métal est le matériau de base de la cellule photovoltaïque cristalline. La production de silicium métal requiert de la silice issue de gisements de quartz particuliers dont la connaissance reste limitée (eh non, contrairement à ce que montre une certaine communication des fabricants de PV, n’importe quel tas de sable ne fait pas l’affaire !). Déployer une capacité cumulée de 12,5 TWc de PV cristallin à l’horizon 2050 mobiliserait 20 millions de tonnes de silicium de qualité solaire sur la période 2014-2050, soit 87 fois la quantité de silicium solaire produite en 2014. C’est l’équivalent de 23 millions de tonnes de silicium métal (soit 9 fois la production de silicium métal en 2014).

Cuivre et aluminium : Le cas du cuivre est particulièrement problématique. Le solaire, mais pas seulement lui, exige une connectique gourmande en cuivre :  de grandes longueurs de câbles sont nécessaires pour relier les modules entre eux, relier les modules à l’onduleur et connecter l’onduleur au réseau (et évidemment) plus une centrale est isolée géographiquement, plus il faudra de câbles pour la relier au réseau. Le cuivre, mobilisé par toutes les technologies PV, est massivement utilisé par les autres familles de technologies bas carbone. Il  a fait l'objet d'une analyse approfondie dans le rapport sur le stockage stationnaire et les réseaux

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

Pour déployer une capacité cumulée de 12,5 TWc de PV, il faudra mobiliser 60 millions de tonnes de cuivre, soit trois fois la production totale  de cuivre de 2014. Compte tenu de la forte demande en cuivre, métal utilisé en grande quantité dans les autres secteurs de la transition énergétique, des tensions sur le marché du cuivre ne sont pas à exclure. Il faudrait aussi 100 millions de tonnes d’aluminium, soit deux fois la production totale d’aluminium de 2014.

En effet, voici l’évolution de la consommation de cuivre. Qui peut croire que c’est durable !(NB : les réserves mondiales de cuivre primaire sont évaluées à 830 Millions de tonnes, soit 40 années de production courante)

L’argent, principalement mobilisé pour la production des cellules cristallines, ne représente que 0,1 % au plus de la masse de la cellule et la quantité d’argent utilisée par cellule diminue régulièrement. Néanmoins, le déploiement du photovoltaïque conduit à mettre sur le marché des milliards de cellules. En 2018, avec 8 %, (soit 2 503 tonnes), le photovoltaïque arrive au quatrième rang des usages de l’argent. Une capacité cumulée de 12,5 TWc de PV cristallin à l’horizon 2050 pourrait mobiliser 0,3 millions de tonnes d’argent, soit 11 fois la quantité totale d’argent produite en 2014.

Le tellure : 40 % du tellure est consommé pour la fabrication des panneaux solaires (technologies CdTe). La croissance de la production du tellure dépend du cuivre, dont il constitue un co-produit. Les réserves de tellure sont estimées entre 31 00033 et 46 00034 tonnes. Une capacité cumulée de 12,5 TWc de PV (mono-technologie CdTe) serait rapidement confrontée à la disponibilité limitée du tellure : il faudrait en effet 900 fois plus de quantités de tellure que celles produites en 2014.

Un bilan carbone discutable et fortement dépendant de la localisation

Même si, comparativement aux énergies fossiles, l’énergie PV présente un très bon bilan carbone, celui-ci pourrait être amélioré de façon significative en relocalisant la chaîne industrielle de production des panneaux en Europe et en recyclant les importantes pertes de matières qui se produisent au cours des différentes étapes de leur production. En effet, les procédés de transformation du silicium sont très énergivores : la localisation d’une part importante de la production dans des pays où l’énergie est majoritairement produite à partir de charbon et/ou de pétrole (notamment en Chine) et les importantes pertes de matières, en particulier de silicium, le long de la chaîne de valeur dégradent le bilan carbone de la fabrication des modules PV.

La production d’un kilo de polysilicium en France émet 23,12 kgCO2eq contre 87,82 kg en Allemagne et 141,02 kg en Chine. Relocaliser une partie de la production de polysilicium en France ou en Europe permettrait de réduire les émissions de gaz à effet de serre

Ben oui, mais c’est pas si facile :  « L’absence d’entreprises françaises dans le domaine du polysilicium peut s’expliquer par la forte intensité capitalistique des usines (seules les grandes usines sont rentables) et la présence d’acteurs déjà importants, y compris européens. La barrière à l’entrée sur ce marché est très haute…

Deux conditions sont indispensables à une relocalisation de la production de polysilicium en France ou en Europe : des soutiens publics, notamment pour pallier le manque d’investissements privés ; la valorisation, à l’échelle européenne, de la production bas carbone, que ce soit par la mise en place de critères environnementaux dans les appels d’offres ou de mécanismes de tarification du carbone. Ceci permettrait de réduire le déficit de compétitivité-coût du polysilicium européen par rapport au polysilicium chinois.

Commentaire : disons-le le photovoltaïque produit en Chine , c’est tout simplement une catastrophe environnementale. Et relocaliser en Europe, c’est pas gagné !

Le Photovoltaïque, champion de l’ artificialisation des sols

 « L’emprise au sol d’une centrale au sol dépend du rendement énergétique des cellules. Plus celui-ci est élevé, plus l’emprise au sol est faible pour une même puissance. On estime qu'il faut 4 à 5 m2 de sols par kWc de capacité de PV monocristallin installé et 5 à 6 m2 pour le PV polycristallin.

Par leur emprise, les centrales au sol impactent les écosystèmes à travers les remaniements puis le recouvrement partiel du sol (effets de l’ombrage des panneaux sur la température du sol et ses caractéristiques pédologiques qui peuvent avoir des conséquences directes sur le développement de la végétation)49, la fragmentation des habitats naturels (exemple des fermes solaires à capacité industrielle où les besoins réels d’espaces peuvent atteindre entre 1,5 et 2,5 fois la surface des panneaux eux-mêmes, les changements microclimatiques ou les modifications de comportements de différentes espèces d’animaux. »

En ce qui concerne l’occupation et l’artificialisation des sols, l’occupation des sols, rappelons quelques chiffres clés : c’est l’énergie nucléaire qui laisse de loin, le plus d’espace à la nature. L’énergie nucléaire a la plus faible intensité d’utilisation des terres 20 à 30 fois plus faible que l’éolien et 15 fois plus faible que le solaire photovoltaïque.

Oppositions agricoles

Et ça commence à se voir et à susciter des oppositions : 2000 hectares de terres agricoles et de forêts bientôt recouverts de panneaux solaires en Lot-et-Garonne, 400 hectares de causses dans l’Hérault... Des citoyens alertent sur les dérives de ces méga-centrales. Dans le sud du Larzac, la colère gronde. 30 000 panneaux photovoltaïques pourraient recouvrir 400 hectares de causses, de maquis, et de prairies arides, soit l’équivalent de 570 stades de foot !

https://www.bastamag.net/photovoltaique-artificialisation-sols-speculation-fonciere-alternatives-aux-derives-du-solaire-industriel-solarzac

Même la FNSEA, pourtant favorable à tout ce qui peut augmenter les revenus des agriculteurs, s’inquiète :  Solaire : les mégaprojets de parcs inquiètent le monde agricole

Le développement de grands projets solaires prévu par la Programmation pluriannuelle de l'énergie se heurte aux mises en garde du monde agricole. Christiane Lambert met en garde : pas question de laisser les agriculteurs céder aux sirènes du solaire sans garde-fous. « Il faudra un cadre national », prévient-elle. Dans le monde agricole, Christiane Lambert n'est pas seule à défendre cet encadrement. « L'espace agricole se réduit au rythme de l'équivalent d'un département tous les six-sept ans, soit 50.000 hectares. Cela ne peut pas durer », défend aussi Emmanuel Hyest, le président de la FNSafer, qui veille à la répartition des terres agricoles

https://www.lesechos.fr/industrie-services/energie-environnement/solaire-les-megaprojets-de-parcs-inquietent-le-monde-agricole-1005787

Des emplois fantomatiques

 « Ainsi, la valeur ajoutée industrielle du PV est aujourd’hui principalement créée à l’étranger ainsi que les emplois qualifiés associés, avec comme corollaire des modules au bilan carbone en moyenne élevé. Si cette situation perdure, ni la France, ni l’Europe, ne pourront profiter des opportunités industrielles liées à la mise sur le marché de milliards de modules cristallins dans les décennies à venir. Par ailleurs, pour un pays comme la France qui dispose d’un mix électrique peu carboné, il y a un réel risque que le déploiement du PV ne permette pas d’améliorer substantiellement le bilan carbone de la production d’électricité »

Commentaire : quel aveu ! ben alors, il faudrait peut-être revoir la PPE- moins de solaire et beaucoup moins d’éolien, plus de nucléaire !

« Alors que la France dispose encore d’importantes capacités de recherche, son tissu industriel dans le secteur PV est de plus en plus fragile ».

 « Les acteurs industriels français sont principalement positionnés sur le segment peu capitalistique de la fabrication des modules…  la fabrication des modules PV (entendu « au sens large » de la fabrication du polysilicium à la production des panneaux) est une activité mondialisée qui a connu de profondes mutations depuis le milieu des années 2000. La guerre des prix qui a accompagné cette montée en puissance des acteurs asiatiques a entraîné la disparition de la plupart des entreprises françaises »

 Et du coup, cela met aussi en péril la recherche. »

« Une capacité de recherche encore affirmée, mais vulnérable. Malgré les faiblesses de la filière industrielle française du PV, la recherche « préindustrielle » reste importante, notamment grâce à des liens solides entre la R&D publique et l’industrie. Les laboratoires de recherche français sont ainsi à la pointe au niveau mondial dans le secteur du PV. Cet environnement favorable à l’innovation devrait être un réel atout dans la compétition mondiale. Cependant, cet écosystème favorable à la recherche est aujourd’hui fragilisé voire menacé par la disparition des acteurs industriels (qui sont les premières sources de financement de ces laboratoires) et par l’absence de plus en plus fréquente de débouchés industriels en France ou en Europe pour ces innovations.

Pour mémoire : la débâcle de l’énergie solaire subventionnée en Allemagne :

Qui se souvient des promesses du Temple du Soleil ( non, ce n’est pas une secte !).  L’ex-Allemagne de l’Est était censée se transformer en  nouveau paradis du photovoltaïque en « Temple du Soleil » en lui apportant la prospérité économique grâce à une multitude d’emplois high-tech. À la belle époque de sa splendeur, pas une semaine ne passait sans que la presse ne mentionne de nouvelles innovations et leur cortège d’inaugurations en présence de politiciens trop heureux de se congratuler les uns les autres. D’après le journaliste allemand Dirk Maxeiner, le gouvernement allemand a déversé l’argent des contribuables par centaines de millions d’euros pour mettre tout cela en place : « On a vu affluer 142 millions d’euros dans le Brandebourg, 120 millions en Saxe-Anhalt et 143 millions en Thuringe. » L’idée, la vision, consistait à faire de ces régions la vitrine scintillante de l’avenir high-tech de l’Allemagne et à montrer au monde comment devenir le pays de l’écologie.

Mais le clash avec la dure réalité n’a pas tardé. En quelques petites années, les cellules photovoltaïques à bas prix importées de Chine ont inondé les marchés et les prix se sont écroulés à vive allure. Quelques mois plus tard, le Temple du Soleil n’était plus qu’un champ de ruines. Qui plus est, le niveau exorbitant des tarifs de rachat de l’énergie verte entraîna rapidement une montée en flèche des prix de l’électricité pour le consommateur. Le gouvernement fut donc obligé d’agir vite pour réduire les tarifs de rachat, ce qui eut pour effet de rendre l’énergie solaire encore moins intéressante. Le marché s’est retrouvé submergé de panneaux photovoltaïques et les producteurs allemands n’eurent plus qu’à mettre la clef sous la porte.

Grâce à la révolution énergétique subventionnée, les contribuables allemands ont créé des emplois non pas à Bitterfeld comme prévu, mais dans ces charmantes villes que sont Guangzhou, Hangzhou ou Xi’an.

Selon la Fondation Hans Böckler : « Au cours des dernières décennies, aucune autre industrie n’a connu une croissance aussi rapide que celle des panneaux solaires – et aucune ne s’est effondrée aussi rapidement. » Quinze ans ont suffi pour accomplir le cycle. La Fondation décrit comment de petites start-up se sont transformées en stars des marchés high-tech puis sont devenues insolvables les unes après les autres à partir de 2011. Des entreprises comme Solar Millennium, Q-Cells, Centrotherm, ou Conergy ont toutes fait faillite aussi rapidement qu’elles avaient surgi.

En une seule année, 30 000 emplois ont disparu et des dizaines de milliards en capital privé ont été détruits. Le seul désaccord des experts des marchés financiers porte sur le montant : parle-t-on de 30 ou de 50 milliards d’euros ?  

N.B : de la même façon la jadis pépite française (Photowatt)  a disparu

 Commentaire : Relocaliser le photovoltaïque ? Il faudrait tenir compte des expériences malheureuses passées et encore récentes. Et peut-être requestionner les ambitions photovoltaïques un peu démentes de la PPE.

Surtout que du propre aveu de l’Ademe, il n’est pas exclu « le déploiement du PV ne permette pas d’améliorer substantiellement le bilan carbone de la production d’électricité »

Je répète « « le déploiement du PV ne permettra pas d’améliorer substantiellement le bilan carbone de la production d’électricité « ! 

Les réseaux électriques choix technologiques, enjeux matières et opportunités industrielles

Rapport de l’Ademe_2020

Bon, comme d’habitude, avec les rapports de l’Ademe, j’ai un peu de mal ! Parce qu’on a comme l’impression d’avoir deux rapports ; l’un, où les ingénieurs de l’Ademe écrivent ce qu’on leur dit d’écrire pour être dans la ligne du Ministère de l’environnement, c’est-à-dire sur la PPE et même au-delà, pourquoi pas, vers le 100% ENR ; et l’autre (le diable est dans les détails), où ils semblent retrouver leur culture scientifique et leurs réflexes d’énergéticiens…et contredire ce qu’ils ont écrit auparavant.

https://www.ecologie.gouv.fr/sites/default/files/Plan%20ressources%20R%C3%A9seaux%20%C3%A9lectriques.pdf

Les réseaux au défi des ENR

Donc l‘Ademe commence très fort :  « D'ici à 2035, le foisonnement suffira pour gérer la variabilité offre demande »

Commentaire : « Ben c’est pas gagné….Prenons le 23 décembre en Allemagne ( c’est pas un exemple exceptionnel ,juste un cas assez typique. En moins de 24 heures, la production de l'éolien en Allemagne a diminué d'un facteur presque 10 (40 GW à 4,2 GW).Sacrée contrainte sur la gestion du réseau mais, ca passe grâce aux moyens pilotables et en jouant sur les imports/exports.

Mais quid quand il n’y aura plus de nucléaire ni de charbon, quand les pilotables, en particulier le nucléaire aura fortement diminué en Allemagne, en France, en Belgique ? Plus de pilotable, plus d’export, pas de foisonnement à cette échelle !

Bon, le rapport  offre tout de même un bon résumé des défis que les renouvelables posent au réseau :

« Les énergies renouvelables non pilotables posent deux défis au réseau : d’une part, la gestion de leur variabilité, d’ autre part  la gestion leur production vers les lieux de consommation.

La gestion de la variabilité est nécessaire pour qu’en permanence, la production instantanée  soit égale à la production instantanée. Or la production d’électricité par les moyens renouvelables non pilotables n’est pas naturellement ajustée à la consommation instantanée. De plus, la demande est, elle aussi, variable (notamment pics de consommation le soir en hiver)….

Le raccordement au réseau, par des câbles électriques, des nouvelles installations de production n’est quant à lui pas toujours simple à réaliser (éoliennes en mer par exemple)..Au-delà de ce raccordement, il faut pouvoir transporter l’électricité de ces nouveaux lieux de production souvent situés en zone rurale vers les lieux de consommation, souvent situés dans les grandes métropoles, ce qui nécessite en général un renforcement du réseau actuel, voire la création de nouvelles lignes. »

Comment l’Ademe voit la réponse à ces défis

Période 2030-2035 : le foisonnement,  la transition numérique, la construction massive de nouvelles lignes

« Face à ces enjeux, la réponse des gestionnaires de réseau se fera en deux temps autour de la période charnière 2030-2035. D’ici 2030-2035, l’effet dit de « foisonnement » suffira pour gérer la variabilité offre-demande.

Cet effet repose sur la large échelle géographique du réseau français (et même européen) qui permet par une mutualisation des variations météorologiques et le pilotage d’une partie de la production ou de la consommation d’assurer ‘équilibre nécessaire au réseau. Pour profiter de ces possibilités, il est cependant nécessaire d’accélérer la transition numérique du réseau et de renforcer ou construire de nouvelles lignes. »

Commentaire : comme vu ci-dessus, c’est se fiche du monde ! Aucune chance que cela marche, surtout en diminuant la part du nucléaire et des pilotables 

Dans cette période, «  la transition numérique du réseau (« smart-grids »), en permettant une gestion optimisée des infrastructures est la pierre angulaire de l‘adaptation des réseaux aux énergies renouvelables. Pourtant, les connaissances semblent lacunaires, à la fois sur la quantité d’équipements nécessaires et sur le contenu en matières premières des différents équipements.

Période 2030-2035 : vulnérabilités matières premières

Les smart grid : L‘analyse approfondie des vulnérabilités liées aux matières contenues dans les « smarts grids n’est pas possible alors qu’elles sont potentiellement fortes. L‘analyse partielle effectuée dans cette étude a cependant permis de détecter une importante vulnérabilité du continent européen concernant les composants électroniques de base.  Ces derniers étant produits pour la grande majorité en Asie et en particulier en Chine, la chaîne de valeur de la filière électronique peut subir, lors d’évènements exceptionnels des ruptures d’approvisionnement.  La résilience du réseau électrique face à de tels évènements n‘est pas certaine en l’état actuel  des connaissances. »

Commentaire : connaissance lacunaire des équipements et matériaux nécessaires, forte vulnérabilité de l’Europe face à l’Asie, résilience non garantie. On a connu rapport plus enthousiaste. Bref, d’ici 2035, ça va pas le faire ! 

Agrandissement massif du réseau : Problèmes sur le cuivre et l’aluminium Le renforcement et la construction de nouvelles lignes vont mobiliser des matières moins rares mais en plus grandes quantités : cuivre et aluminium pour les câbles, béton et acier pour les pylônes et les postes sources. Or le cuivre et l ‘aluminium sont fortement mobilisés par la transition bas carbone dans son ensemble. Et s’il n’y a pas de risque d’épuisement géologique, un risque de pénurie momentané lié à l‘adaptation de l‘offre à la demande décalé dans le temps existe bel et bien. Des hausses de prix conjoncturelles pourraient ralentir la mise en œuvre de la transition bas-carbone.  D’un point de vue géopolitique, les capacités liées à la première  transformations des matières premières extraites de mines se concentrent en Chine, créant de nouvelles dépendances auxquelles s’ajoutent pour l’aluminium une vulnérabilité forte de la France à une entreprise russe, révélée lors de la « crise des oligarques russes » en 2018. …

« Les impacts environnementaux du cuivre sont très importants et sont principalement liés à la consommation d’eau dans des zones arides, comme au Chili. Pour l’aluminium,  l’impact majeur se situe au niveau des émissions de gaz à effet de serre engendrées par sa production. Ces impacts, s’ils ne sont pas atténués,  risquent de compromettre l‘offre (grève,  opposition des populations locales, moindres préférences tarifaires dans les échanges commerciaux). A l’autre bout de la chaîne, dans les pays consommateurs de matières, la demande sociétale pour un approvisionnement plus éthique, à la fois sur le plan environnemental et social se développe. Si ce mouvement s’amplifie, le risque existe que l’offre correspondant à ces standards environnementaux et sociaux élevés ne soit pas suffisante…

Commentaire : donc ça va être très chaud sur le cuivre et l’aluminium…Rien que cela !

En effet, voici l’évolution de la consommation de cuivre. Qui peut croire que c’est durable !

(NB : les réserves mondiales de cuivre primaire sont évaluées à 830 Millions de tonnes, soit 40 années de production courante)

Pour l’aluminium, le rapport constate que les vulnérabilités en terme d’approvisionnement sont très fortes. La crise des oligarques russes en 2018 a été un véritable révélateur de ces fragilités  (en 2018, les USA ont menacé d’imposer des sanctions contre Rusal, le plus grand producteur mondial d’aluminium et d’alumine, dirigée par l’oligarque Oleg Deripaska …Cela a entrainé dans la tourmente toute la filière européenne de l’aluminium et a révélé la dépendance très forte de l’Europe vis-à-vis de Rusal- ainsi la raffinerie d’Aughinish en Irlande, alimentée par la bauxite des mines de Rusal et  appartenant  à Rusal et livre 85% des producteurs européens.

Commentaire : Sur la géopolitique de l’aluminium, Lionel Taccoen avait déjà alerté cf. https://vivrelarecherche.blogspot.com/2019/05/politique-et-strategie-de-laluminium.html :

« Dans l’Union, sur les 26 fonderies en activité en 2008, 16 sont encore opérationnelles et un certain nombre d’entre elles sont menacées de fermeture …Il semble que les Etats membres de l'UE ont jeté l'éponge. Désormais près des trois quarts de leurs besoins en aluminium primaire, pourtant de plus en plus nécessaire à une économie moderne,  sont importés »

A signaler pour la France, l’usine française de Dunkerque, alimentée par la centrale nucléaire de Gravelines et reprise au début de 2019 par un nouveau propriétaire (Liberty Aluminium) est devenue la plus importante fonderie d’aluminium de l’Union européenne, en produisant à elle seule en 2018, 13,5% de l’aluminium de l’Union (284 000 tonnes). Elle ne fonctionnerait pas sans l’électricité très bon marché et très décarbonée des six réacteurs de 900 MWe de Gravelines, qui ont servi de modèle à une grande partie du programme nucléaire chinois.

Après 2035 : flexibilité, stockage et nouveaux vecteurs

« A partir de 2030-2035, l‘augmentation de la part des énergies renouvelables non pilotables dans le mix, rendra nécessaire, pour garantir l‘équilibre offre demande le recours à de nouveaux moyens de flexibilités portant sur l‘offre et la demande d’électricité…

Stockage courte durée :  La batterie lithium-ion semble la technologie la plus aboutie. D’autres technologies intéressantes sont étudiées dans le cadre de ce rapport : la batterie plomb avancée et la batterie zinc-air….Si le stockage stationnaire fait partie des nouveaux moyens de flexibilité de l’offre, les  opportunités industrielles offertes par les batteries qui lui seraient dédiées sont cependant faibles sur notre territoire. En effet l‘usage stockage restitution des batteries des véhicules électriques paraît plus pertinent sur le plan économique et environnemental…

Stockage saisonnier : Pour le stockage saisonnier, les caractéristiques techniques à atteindre sont particulièrement exigeantes : faible coût, durée de stockage longue. L’utilisation de l‘hydrogène fabriqué par électrolyse de l‘eau et stocké dans des canalisations de gaz existantes ou dans des réservoirs géologiques dédiés géologiques dédiés, fait partie des solutions envisagées. »

« Avec la montée en puissance des énergies renouvelables non pilotables sur le réseau électrique, la question du stockage saisonnier deviendra cruciale. Si l’horizon après 2030-2040 semble lointain, i semble nécessaire de lancer des études pour apporter des éléments de comparaison sur les différentes technologies envisagées : hydrogène, stockage de chaleur couplés aux réseaux de chaleur, stockage thermique par changement de phase.

Commentaire : un peu flippant ! stockage courte durée flexibilité ( = coupures ciblées) plus batterie des voitures. Ça fait léger, léger…. Stockage longue durée : aucune solution connue acceptable. L’Ademe se raccroche à l’hydrogène, malgré un rendement power to gaz to power physiquement et forcément très bas (~30%)

Vulnérabilité matières premières : le rapport examine essentiellement la vulnérabilité matière première nécessitée par l’utilisation de l’hydrogène. Ce sont essentiellement  les platinoïdes (platine, palladium, iridium, ruthénium)  mobilisés par les électrolyseurs.

La consommation mondiale de Platine est de 190 tonnes en 2018 et celle de Palladium de 223 tonnes. Les réserves minières sont estimées à 6000 tonnes pour le  palladium et 13000 tonnes ppour le platine, soit respectivement 30 et 68 fois la production minière de ces dernières années. Pour l’iridium et le rhuténium, les réserves ne sont pas connue de façon précises, mais les volumes de consommation sont faibles.

En termes de rareté géologique, les risques semblent faibles, sauf sur l’iridium dont la production est très faible et pour lequel les connaissances sont peu importantes. En revanche, les vulnérabilités géopolitiques sont fortes, notamment sur la partie extraction…Cependant, la technologie étant récente, il est possible que les quantités de platinoïdes nécessaires diminuent.

En France, les objectifs de la PPE pour 2028 (décarboner 20à 40% de la production industrielle d’hydrogène, ce qui représente  entre 1.5 et 3 GW d’électrolyseurs, soit 1.5 à 3 Tonnes de Platine) et mettre en circulation 20.000à 50.000 utilitaires légers à hydrogène et 800 véhicules lourds (2.5 Tonnes de platine) ne semblent pas susciter d’inquiétude.

Cependant, le rapport met en garde contre certaines prévisions sur l’hydrogéne qui  paraissent irréalistes. Ainsi, une étude de l’Hydrogen Council prévoit que 20% de la consommation finale d’énergie en 2050 vienne de l’hydrogène. Cela représenterait une multiplication par 5 ou 6 de la production actuelle, soit 400 millions de Tonnes, ce qui nécessiterait 7300 GW d’électrolyseurs, soit 7300 tonnes de Platine, c’est-à-dire 28 fois la consommation annuelle de Platine.  Il faudrait pour ces électrolyseurs 20.000TWh par an, soit la totalité de la consommation actuelle d’électricité.

De plus, il existe une forte vulnérabilité géopolitique  liés aux platinoïdes, car la production minière est très concentrée : l’Afrique du Sud produit 72% du platine et 38% du palladium, et posséde respectivement 82%et 52% des réserves et la Russie produit 12% du platine et 41 du palladium ( et possède respectivement 6 et 29% des réserves). Or la Russie a une stratégie de puissance et l’Afrique du Sud de fort conflits sociaux et un appareil industriel pas toujours fiable.

Electronique de puissance- vulnérabilité inconnue !

Dans la configuration actuelle, les ENR n’assurent pas les services systèmes essentiels au réseau, en particulier les contrôles de fréquence et de tension assurées par les générateurs synchrones et l’inertie des rotors. Une augmentation significative du taux de pénétration des ENR nécessitera de passer à un système complètement différent où ces services seraient assurés par de l’électronique de puissance.(voir ci-après)  L’Ademe considère que l’on manque actuellement de données sur cette électronique de puissance et bien plus encore sur les vulnérabilités matière que cela entrainerait  et susceptibles de concerner le tantale, le gallium, le germanium…sur lesquels on a trop peu de données.

Autres considérations du rapport sur la pénétration des ENR

« En France où l’électricité est déjà décarbonnée par le recours à l‘énergie nucléaire, la problématique est différente. Si l’électrification de la mobilité ou de a chaleur fait bien partie des leviers majeurs pour l’atteinte de la neutralité carbone, il a été également décider de diversifier le mix électrique par une baisse de la part du nucléaire et une augmentation de celle des énergies renouvelables »

Commentaire : Les ENR pour l’électricité en France, ça sert à rien, ça décarbone rien mais on a quand même décidé de diversifier le mix et de baisser la part du nucléaire. Pourquoi ?

« Enfin, d’un point de vue opérationnel, les énergies renouvelables non pilotables ne participent actuellement pas aux services systèmes. Par exemple, le réglage de a fréquence peut s’avérer plus difficile  avec les énergies renouvelables. Contrairement aux grosses centrales traditionnelles, les énergies variables ne reposent pas sur des machines tournantes et sont raccordées au réseau par une interface électronique. L’inertie de ces machines qui permet de synchroniser le réseau européen autour de la fréquence de 50 Hz est donc absente. Avec l‘augmentation du taux de pénétration des ENR, la quantité de machines tournantes disponibles sur le réseau pourrait ne plus être suffisante pour assurer le réglage de la fréquence. De nouvelles solutions devront donc être trouvées, notamment par les technologies de l‘électronique de puissance…

La capacité de l’électronique de puissance à remplacer intégralement les machines tournantes ne fait pas consensus ; certains experts estiment en effet qu’il existe un seuil minimal de machines tournantes en dessous duquel la stabilité de la fréquence sur le réseau électrique ne pourra plus être assurée »

Pour l’instant, la seule utilisation de l’électronique de puissance est de refouler les excès erratiques de production de l’éolien allemand : Ainsi la Pologne et la République tchèque ont mis à leur frontière avec l'Allemagne des transformateurs déphaseurs pour éviter que les flux allant du nord de l'Allemagne, où est installé un large parc éolien, vers l'Autriche, n'utilise leur réseau qui n'avait pas été dimensionné pour de tels flux. Les flux sont alors renvoyés vers l'axe nord-sud allemand et vers l'Ouest de l'Europe, dont la France… »

Commentaire : bon, l’électronique de puissance on sait pas trop comment faire, on sait pas trop si ça sera efficace, on sait pas trop de qu’il faut comme matériel, et on sait pas trop quelles seraient les vulnérabilités associées.

« L’impact de l’autoconsommation sur les réseaux est controversé. Pour certains, elle permet de réduire les pertes électriques et les besoins d’infrastructures de réseau. Pour d’autres à ‘opposé, elle ne modifie en rien le dimensionnement des réseaux, car les consommateurs tout en produisant une partie de leur électricité, sont raccordés au réseau et peuvent en soutirer à tout moment une puissance définie. A titre d’exemple, hors dispositif de stockage, l’autoconsommation ne rège en rien, la problématique de la pointe journalière hivernale,  puisque les panneaux photovoltaïques ont une production nulle à ce moment-là. Par ailleurs, l’autoconsommation conduit à une consommation moindre d’électricité du réseau, ce qui a in fine pour conséquence une baisse des redevances. Le déficit de recettes pour le réseau est à financer par les autres utilisateurs du réseau.

Commentaire : délicieux, quand l’Ademe tâcle sévèrement l’idéal bobo d’autoconsommation des écolos….

Quelques recommandations de l’Ademe:

Demander aux opérateurs des réseaux de transport de distribution une analyse de l’impact de la rupture des chaines d’alimentation et de l’impact des orages magnétiques

Le risque des cyberattaques dort faire l’objet d’une attention renforcée

Face à la dépendance de l’Europe à l’Asie, pour les composants électroniques de base, il faut initier la reconstruction d’une filière électronique au niveau européen.. Une telle reconstruction ne sera pas possible sans un soutien public important, ni sans une protection du marché européen…

Réseau électrique et ENR. Et si on parlait du coût et de l’acceptabilité ?

- RTE et Enedis vont investir plus de 100 milliards sur quinze ans pour adapter et renforcer le réseau face à l'essor des énergies renouvelables, soit 7 Md €/an !

Commentaire : Ca fait quand même un paquet d’EPR, plus d’une dizaine ! Ben oui Collecter et réguler l’électricité de milliers de producteurs aléatoires c’est plus compliqué que de 58 réacteurs pilotables équipés de grosses turbines faisant aussi volants inertiels...

Or les Allemands nous ont déjà précédés sur ce chemin et se sont plantés, et en beauté/. En 2018, ils prévoyaient 52 milliards d’euros, maitenant, ils annoncent 110 millairs d’euros pour 2050.

Commentaire : ben ça alors, c’est une dérive type Flamanville, où je ne m’y connais pas !

Mais il y a pire : L’Allemagne s’est certes hérissée d’éoliennes et elle accueille des milliers de km2 de panneaux solaires. Mais beaucoup ne sont pas reliés au système de distribution, ou pas convenablement, faute que le réseau ait suivi. Sur 3600 km de réseau supplémentaire prévus pour  2015, seuls 17% étaient réalisés en 2019!

Or l’ Energiewende complète exigerait 11.000 km…L’installation de nouvelles lignes se heurte aux refus des riverains et des associations de protection de la nature. Réponse du gouvernement  Une nouvelle loi (BMWi 2018c), approuvée en avril 2019 par le Parlement, prévoit d’accélérer la procédure d’autorisation des lignes électriques.  Et probablement, il faudra enterrer beaucoup de lignes, ce qui renchérira considérablement le coût.

En attendant, la très lente modernisation du réseau électrique ne suit pas le rythme du développement des énergies renouvelables et le système européen est mis à contribution. Des flux appelés « loop flows » traversent les pays limitrophes pour acheminer du courant du nord au sud de l´Allemagne, perturbant les réseaux des pays voisins parfois fragiles…qui ont du s’en protéger par des super transfos.

Sur le sujet, on peut voir un très bon thread de Buchebuche

https://twitter.com/buchebuche561/status/1346491851260493826?s=19

Visualisation des principaux enjeux matières :

Les Energies Renouvelables sont-elles réellement renouvelables, durables, écologiques, résilientes ? L’ELF (Element Limitation Factor)

Quelques explications sur l’ELF (Element Limitation Factor) et conséquences : les scénarios qui reposent sur des sources d'énergie intermittentes en association avec batteries se heurtent à de sévères risques de pénurie en matière premières.

Dans le blog sur les chiffres clés du nucléaire, j’ai mentionné le nucléaire comme champion de l’Element Limitation Factor et de la durabilité

 https://vivrelarecherche.blogspot.com/2020/05/le-nucleaire-quelques-chiffres-cles.html

C’était à vrai dire une conséquence de la très forte ( imbattable ?) forte densité énergétique des combustibles nucléaires 1 g d'uranium 235 dégage autant d'énergie que 2,4 tonnes de charbon et 1,6 tonnes de pétroles !!!, de la disponibilité des ressources, et surtout de la possibilité de recycler le combustible dans des réacteurs de 4^ème génération (Superphenix, Astrid…. et qui fonctionnent déjà en Russie à Beloyarsk )

Et du fait que le nucléaire est aussi  champion de l’économie en matériaux : une étude du Department of Energy  donne 800 t/TWh de béton et 160 t/TWh d’acier pour le nucléaire, et 8000 t/TWh de béton et 1800 t/TWh d’acier pour l’éolien, soit un facteur 10 pour le béton et 11 pour l’acier, à l’avantage, très marqué, du nucléaire.

En fait, l’ELF (Element Limitation Factor -limitation des éléments) est un critère de faisabilité /durabilité qui  a été présenté lors de la COP25

 (http://gisoc.srweb.biz/gisoc/Docs/PosterCorrected.pdf). 

Schématiquement, l’idée est assez simple : une technologie ne peut pas être considérée comme capable de satisfaire les besoins si elle nécessite plus que la totalité des ressources mondiales d'un matériau donné.

Et il est en fait très intéressant de l’utiliser pour une analyse des Energies Renouvelables ( beaucoup plus que pour le nucléaire qui passe le critère Haut la Main !)

C’est ce qu’a proposé M. Gerard Grundblatt dans un tweet très intéressant que je reproduis ci-après

(https://twitter.com/grunblatt/status/1224330887178924033)

« L’éolien et PV sont-elles des énergies réellement renouvelables ?

Les promoteurs et défenseurs de l’éolien et du PV clament sur tous les tons le caractère RENOUVELABLE de ces énergies.

Ils oublient que celles-ci consomment des quantités astronomiques de matières premières dont les sources peuvent devenir limites (en particulier métaux & terres rares) pour la construction des équipements qui vont eux capter ces énergies renouvelables intermittentes

Par exemple, une technologie ne peut pas être considérée comme capable de satisfaire les besoins si elle nécessite plus que la totalité des ressources mondiales d'un matériau donné. Pour mesurer ces quantités un coefficient ELF Element Limitation Factor (limitation des éléments) a été présenté lors de la COP25 http://gisoc.srweb.biz/gisoc/Docs/PosterCorrected.pdf

Le facteur ELF est défini comme le rapport entre la consommation & les ressources. Si ce rapport est >1 la technologie ne peut pas couvrir à elle seule 100 % des besoins énergétiques, c'est-à-dire que ce facteur donne une limite supérieure pour chacune des sources

Grâce à l'ELF, les lacunes de nombreux scénarios sont immédiatement visibles, en particulier les scénarios qui reposent sur des sources d'énergie intermittentes en association avec batteries »

Bon, donc sont soutenables ce qui n’est pas trop loin de 1 le nucléaire, surtout avec surgénérateurs. Le stockage massif dans des batteries se heurte à des limitations en lithium ; la production d’hydrogène est victime de son pauvre rendement, l’hydraulique est limité par le manque de sites, etc. l’énergie solaire se heurte à un problème sérieux d’approvisionnement en métaux divers. En fait, comme l’écrit M. Gerard Grundblatt , tous les scenarios fétiches des 100%ENR couplés à un stockage de masse se heurtent à l’impitoyable pénurie de métaux et terres rares. Impossibilité physique !

L’argent, l’indium, ainsi que le praseodymium, le dysprosium, le terbium et le néodymium ont été identifiés comme faisant face à des pénuries critiques potentielles à moins que la production mondiale ne puisse augmenter de nombreuses fois par rapport à leurs niveaux actuels. D’ici 2050, le besoin annuel d’indium pour la seule production de panneaux (basé sur les modèles IPCC SR15 de croissance de la capacité solaire photovoltaïque) dépassera la production mondiale annuelle actuelle  de douze fois !

Une telle pression de la demande introduit une incertitude économique à long terme dans l’énergie solaire et éolienne, ce qui pourrait rendre l’investissement non viable – et même une incertitude physique fondamentale !

L’éolien, le solaire et les batteries menacés par une pénurie de matières premières »

C’est ainsi que l’excellent Transitions et Energies a pu titrer : « L’éolien, le solaire et les batteries menacés par une pénurie de matières premières »

(https://www.transitionsenergies.com/eolien-solaire-batteries-penurie-matieres-premieres/)

«Les énergies dites «propres», à savoir les éoliennes, les panneaux photovoltaïques et les batteries des véhicules électriques, sont totalement dépendantes de nombreuses matières premières et plus particulièrement de métaux rares. Sans un approvisionnement continu, important et fiable, il n’est pas question de voir se multiplier dans les prochaines années les productions d’électricité par des renouvelables et les véhicules électriques sur les routes. Toutes les stratégies de transition énergétique faisant appel au solaire, à l’éolien et au transport électrique par batteries sont aujourd’hui menacées. Quant aux alternatives moins consommatrices de matières premières et plus locales, comme l’hydrogène ou la géothermie, par exemple, elles ne figurent même pas en France dans les plans à long terme des pouvoirs publics. »

L’avertissement de l’AIE ! « Surveiller surveiller la sécurité de l’approvisionnement en minéraux nécessaires à la transition écologique »

Quasiment simultanément, l’AIE (Agence Internationale de l’Energie) prévenait : « La crise du Covid-19 a mis en évidence la nécessité de surveiller la sécurité de l’approvisionnement en minéraux nécessaires à la transition écologique »

https://www.iea.org/articles/clean-energy-progress-after-the-covid-19-crisis-will-need-reliable-supplies-of-critical-minerals

Pour donner un ordre d’idées de cette dépendance aux matières premières minérales et métalliques, la construction d’une voiture électrique à batteries en nécessite 5 fois plus qu’un véhicule à moteur thermique. De la même façon, construire un ensemble d’éoliennes demande huit fois plus de matières premières qu’une centrale au gaz offrant la même puissance théorique de production d’électricité. Et encore, les éoliennes sont par définition intermittentes.

La fabrication des batteries lithium-ion des véhicules électriques et des mêmes batteries utilisées pour stocker l’électricité dans certains réseaux est devenue aujourd’hui l’activité industrielle qui consomme le plus de lithium et de cobalt dans le monde, respectivement 35% et 25% de la production. De la même façon, la consommation dans le monde de cuivre et de nickel n’a cessé d’augmenter au cours des dernières années.

Déjà, avant la pandémie de coronavirus, les tensions ne cessaient de grandir sur les marchés de ses matières premières stratégiques. Elles se sont aggravées depuis. D’abord, du fait du confinement généralisé qui a désorganisé dans de nombreux pays la production et le transport des matières premières. Elle s’est traduite aussi par une chute brutale des investissements de capacité, pourtant indispensables pour faire face à une demande en constante augmentation. Il faut ajouter à cela des tensions politiques grandissantes entre la Chine, principal fabricant dans le monde de panneaux photovoltaïques, de batteries lithium-ion, d’éoliennes et principal producteur et raffineur de terres rares, et les pays occidentaux.

Il y a des risques géopolitiques associés à la production de nombreuses matières premières essentielles à la transition énergétique.

L’agence Internationale de l’Energie appelle à considérer ce défi en termes géostratégiques, à l’égal du pétrole et du gaz et souligne les risques que fait peser sur la transition écologique le goulet d’étranglement que représente l’approvisionnement de matières premières stratégiques.  

«L’’idée de géopolitique énergétique est typiquement associée au pétrole et au gaz. Par contraste, le solaire, l’éolien et les autres technologies propres sont souvent considérées comme immunisées contre de tels risques. Mais il y a des risques géopolitiques associés à la production de nombreuses matières premières essentielles à la transition énergétique »

Pour donner juste quelques exemples, le lithium, le cobalt et le nickel sont indispensables et essentiels à la fabrication des batteries lithium-ion. Le cuivre est absolument nécessaire pour développer les réseaux électriques et y intégrer les productions solaires et éoliennes. Des terres rares comme le néodyme sont utilisées pour fabriquer des aimants puissants sans lesquels les moteurs électriques des éoliennes et des véhicules ne fonctionnent pas. Même l’optimisation de technologies liées aux énergies fossiles nécessite ses matières premières. Les centrales à charbon les moins polluantes utilisent du nickel pour augmenter la température de combustion et rejeter moins de CO2.

Et ces ressources ne sont plus réparties équitablement et font déjà l’objet de stratégies de puissances, notamment de la part de la Chine. Et lorsqu’elles ne dépendant pas de la Chine, d’autres facteurs aussi inquiétants apparaissent. En fait, la production de nombre de ses matières premières et métaux est plus concentrée géographiquement que celle du pétrole et du gaz. Pour le lithium, le cobalt et les terres rares, les trois premiers pays producteurs contrôlent plus des trois quarts de leurs marchés respectifs. Dans certains cas, un seul pays assure la moitié de la production mondiale.

La concentration est tout aussi grande dans les opérations de raffinement. La Chine assure 50 à 70% du raffinement du lithium et du cobalt. Elle contrôle également 85 à 90% du processus industriel de traitement des terres rares et de leur raffinage et transformation en métaux et en aimants.

Les conditions même d’extraction de ses matières premières posent des problèmes humains et environnementaux. Ainsi, 20% de la production de cobalt de la République Démocratique du Congo (RDC) dépend de mineurs «artisanaux» qui extraient le métal dans des conditions proches de l’esclavage. Le raffinage des terres rares est un processus qui nécessite de nombreux produits chimiques très polluants et qui produit de grandes quantités de déchets tout aussi polluants.

La récession économique mondiale née de la pandémie de coronavirus ne devrait pas ralentir longtemps la demande de ses matières premières. Surtout si les plans de relance économique un peu partout dans le monde mettent l’accent sur la transition énergétique par les renouvelables et les véhicules électriques à batteries. Or, de nombreuses mines fonctionnent déjà à la limite de leurs capacités et des pénuries pourraient rapidement se produire prévient l’AIE. Non seulement cela aura un impact sur la capacité à fabriquer des éoliennes, des panneaux solaires et des batteries pour voitures électriques, mais cela créera un problème très sérieux d’indépendance nationale.

L’AIE appelle donc à la prudence et à l’anticipation, au moins à la prise en compte des risques géostratégiques liés au développement des ENR.

Car si le soleil et le vent sont partout (ou à peu près), ce n’est pas le cas des matières premières liées aux ENR… Et les ENR sont très gourmants en métaux stratégiques.

Le cas de la France : l’avertissement des deux Académies ( Sciences et Technologies)

En ce qui concerne plus spécifiquement la France, L’Académie des sciences et l’Académie des Technologies ont travaillé en commun et publiés un rapport intitulé : «  Stratégie d’utilisation des ressources du sous-sol pour la transition énergétique française Les métaux rares » (2018).

https://www.academie-sciences.fr/pdf/rapport/rc_transition_energie_0718.pdf

L’objectif de ce rapport est de conseiller les pouvoirs publics sur les besoins de la France, sur ses choix possibles, et suggérer des stratégies au cas par cas. « Chaque État doit donc se pencher sur la sécurité de l’approvisionnement en matériaux (matériaux minéraux, métaux de base et métaux plus rares), pour la transition énergétique mais aussi pour satisfaire l’ensemble des secteurs industriels utilisant des technologies de pointe. »

Domaine de l’étude : « Les besoins en matériaux sont évalués pour la production d’électricité renouvelable (éolien à terre et en mer, solaire photovoltaïque et thermodynamique, électrolyse et pile à combustible) ; la production d’hydrogène par électrolyse ainsi que son utilisation dans des piles à combustible ; le stockage d’énergie mobile pour les transports ; le stockage stationnaire d’électricité pour compenser l’intermittence de certaines ENR électriques ;  le stockage long terme d’autres vecteurs d’énergie (méthane, hydrogène, chaleur, air comprimé), et du CO2 dans le sous-sol. »

Faits saillants :

Une bonne nouvelle. Grâce à la Nouvelle Calédonie, pas de problème de Nickel pour la France- encore faut-il que la Nouvelle Calédonie reste française !

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 !

Pour le lithium et le cobalt, la demande française dans le cadre du scénario retenu dépasse la production mondiale actuelle. 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.

Autrement dit, la voiture électrique nous place dans la même dépendance, et pour le même coût, des producteurs de lithium et Cobalt que la voiture thermique vis-à-vis des producteurs de pétrole. Nous échangeons une dépendance contre une autre !

Si les moteurs électriques utilisent des aimants permanents, la consommation de certaines terres rares (le dysprosium et le néodyme), de samarium, de cobalt et de l’alliage aluminium-cobalt-nickel devient significative et peut peser sur les choix technologiques en fonction des capacités réelles d’approvisionnement. Nos choix technlogiques seront contraints

Pour la France, la valeur des matériaux nécessaires à la transition énergétique serait de 164 milliards d’euros

Le cas spécial du Cuivre, métal lié par excellence à la demandé électrique : À ces montants s’ajoute le cuivre nécessaire aux câblages et aux moteurs des véhicules électriques, soit 3,2 millions de tonnes ou 19,5 milliards d’euros. Au total, et sous les hypothèses précédentes, le montant en matériaux estimés au cours actuel s’élève à 164 milliards d’euros. Par destination, ce montant se répartit de la façon suivante (en milliards d’euros cumulés d’ici 2050) :

Ces tensions sur le cuivre ont fait l’objet d’une publication : 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.

“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. Pour étudier comment les tensions sur les ressources en cuivre peuvent être réduites dans le contexte de la transition énergétique, nous examinons deux facteurs de politique publique : la mobilité durable et les pratiques de recyclage. 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. Ils soulignent également l’importance de la Chine et du Chili dans l’évolution future du marché du cuivre.

Voici l’évolution de la consommation de cuivre ; qui peut croire que c’est durable !