Matières premières
Investir dans le lithium : le métal essentiel pour un avenir vert
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L’essor du lithium: De l’obscurité au métal stratégique
Pendant la majeure partie de l’histoire humaine, le lithium était un composé métallique relativement sans importance avec peu d’applications pratiques. Cela a commencé à changer avec l’invention par John Goodenough et d’autres de la batterie lithium‑ion, un travail récompensé par le prix Nobel de chimie en 2019, que nous avons détaillé dans un rapport dédié.
Cette technologie a permis l’explosion des petits appareils électroniques portables, du premier Walkman aux smartphones, ordinateurs portables et tablettes omniprésents d’aujourd’hui.
Mais c’est avec l’émergence des véhicules électriques que les batteries lithium‑ion sont passées d’une technologie importante à une technologie qui change le monde. Seules les batteries lithium‑ion offraient la densité énergétique nécessaire pour offrir une autonomie commercialement viable aux VE.
Parce qu’un VE consomme autant de batteries que des centaines ou des milliers d’appareils électroniques, l’électrification des transports a fait paraître toute la production de batteries antérieure à la révolution des VE au milieu des années 2010 comme une simple note de bas de page historique en comparaison.
Source: Statista
Aujourd’hui, la technologie lithium‑ion est mise au défi par de nombreuses chimies alternatives qui pourraient offrir des performances encore meilleures: charge plus rapide, densité énergétique plus élevée, plus de durabilité, etc.
Mais alors que certaines de ces options tentent de contourner complètement le lithium, comme batteries sodium‑ion, de nombreuses alternatives dépendent autant de l’approvisionnement en lithium que les batteries lithium‑ion: batteries lithium‑métal à état solide ultra‑durables, batteries lithium‑soufre imprimées au laser, batteries lithium‑CO₂, batteries lithium‑indium, batteries lithium‑ion résistantes au froid, batteries lithium‑ion au graphène, etc.
Source: Flash Battery
En fin de compte, même si chaque chimie de batterie potentielle possède son propre ensemble d’avantages et d’inconvénients, le lithium reste un composant clé pour les batteries à haute densité énergétique.
Source: Lithium Harvest
Pour les investisseurs prêts à parier sur l’électrification, les énergies renouvelables et un avenir sans combustibles fossiles, en plus d’autres métaux « verts » comme le cuivre et l’aluminium (suivez les liens pour un rapport d’investissement dédié à chacun), investir dans le lithium peut être une façon de le faire sans devoir deviner quelle chimie de batterie exacte l’emportera finalement.
Pourquoi le lithium offre des performances de batterie inégalées
La raison pour laquelle le lithium est si populaire parmi les chercheurs en batteries réside dans ses propriétés électrochimiques uniques.
Le lithium a été découvert pour la première fois en 1817 par des chimistes suédois. C’est l’élément solide le plus léger, avec le numéro atomique 3 (seuls 3 protons dans son noyau).
Source: Medium
La petite taille des atomes de lithium signifie qu’ils ne possèdent qu’un seul électron sur leur couche externe, et lorsque cet électron se déplace vers un autre atome, cela engendre un changement de potentiel électrique énorme par atome.
Ainsi, bien que d’autres éléments puissent être plus faciles à travailler ou moins chers, le lithium est l’atome de référence pour les batteries à haute performance et haute densité énergétique.
Le marché mondial du lithium & principaux producteurs
Où le lithium est‑il produit ? Principaux producteurs mondiaux
The global lithium market is évalué à environ $37.4B en 2024 et devrait atteindre $164B d’ici 2033.
En 2024, les 2/3rd de la production de lithium provenaient de l’extraction de minerai, en grande partie des gisements de spodumène en Australie, le plus grand producteur mondial. C’est également le type de production de lithium qui prédomine en Chine.
Un autre 1/3rd provient des saumures, eaux riches en minéraux généralement trouvées sous terre. Les plus grands producteurs de ce type de lithium sont le soi‑disant « Triangle du lithium »: Bolivie, Argentine et Chili.
Source: Lithium Harvest
Cependant, les plus grandes réserves prouvées de lithium se trouvent dans le triangle du lithium, conférant à la région le plus grand potentiel de croissance de la production future. Ensemble, ces trois pays représentent près de 50 % des réserves mondiales de lithium.
Source: UFine Battery
Extraction du lithium à partir de spodumène et de roches dures
Le spodumène et d’autres roches riches en lithium sont extraits par un processus complexe nécessitant le concassage des roches, leur calcination à 1 100 °C (2 000 °F), un traitement à l’acide et aux produits chimiques, puis une purification à l’aide de multiples membranes.
Source: Pall Corporation
Cela rend le processus généralement plus complexe que d’autres méthodes d’extraction du lithium. Cependant, il est beaucoup plus facile à mettre à l’échelle et moins coûteux, car il utilise les mêmes méthodes développées pour l’extraction d’autres minéraux par l’industrie minière.
Lithium provenant de sources de saumure
Les saumures sont des eaux riches en minéraux généralement trouvées dans des aquifères souterrains. Les saumures riches en lithium se trouvent souvent dans les régions désertiques, où les conditions climatiques et géologiques favorisent la concentration du lithium.
Il s’agit généralement d’un processus plus coûteux, en grande partie à cause du besoin de réactifs tels que le carbonate de sodium (soude) et la chaux. Bien que ces produits chimiques ne soient pas particulièrement toxiques, ils représentent un coût important des opérations d’extraction du lithium à partir de saumure, presque aussi élevé que l’ensemble de la structure de coûts de la production de lithium à partir de roche.
Source: S&P Global Market
Dépôts de lithium à base d’argile émergents
Une troisième source potentielle de lithium, les dépôts d’argile, est désormais explorée par de nombreuses nouvelles entreprises du lithium, grâce à sa distribution plus homogène, permettant aux pays souhaitant rapatrier la production de lithium de le faire. Cela est particulièrement vrai pour les États‑Unis, avec le dépôt de lithium de la caldeira de McDermitt, potentiellement évalué à 1,5 billion de dollars.
En fin de compte, la concurrence entre grandes puissances et l’importance croissante du lithium pour les VE, les réseaux électriques verts et la réindustrialisation pourraient surmonter les éventuels problèmes techniques ou les préoccupations locales au profit de l’intérêt national. Si tel est le cas, Lithium Americas Corp. (LAC ) pourrait être l’une des entreprises à en bénéficier.
« Ils semblent avoir trouvé le point idéal où les argiles sont préservées près de la surface, de sorte qu’ils n’auront pas à extraire autant de roche, tout en n’étant pas encore érodées ».
Thomas Benson -Geologist at Lithium Americas Corporation
Pourquoi le raffinage du lithium de qualité batterie est important
Le lieu d’extraction du lithium ne raconte pas toute l’histoire. Un autre élément important est le lieu où le lithium est raffiné en un produit utilisable.
Le lithium de qualité industrielle utilisé dans le verre, la céramique et les lubrifiants est du lithium moins purifié et relativement facile à raffiner.
En revanche, le lithium de qualité batterie est hautement purifié, au moins à 99,5 %, mais souvent jusqu’à 99,9 %, 99,99 % ou même 99,999 % pour améliorer les performances et la durabilité des batteries.
Le niveau de pureté du lithium de qualité batterie est plus difficile à atteindre et nécessite une infrastructure et une expertise spécialisées. Actuellement, c’est une spécialité des producteurs chinois, avec environ 67 % de l’offre mondiale de lithium traitée par la Chine.
« Nous [l’Occident] ne construisons plus de raffineries et de capacités de conversion, comme nous le faisions autrefois. Il est insensé de penser que nous pourrions un jour éliminer notre dépendance à la Chine ».
Sarah Maryssael – Chief strategy officer of Livent
C’est une autre raison pour les pays occidentaux de chercher à construire leur propre chaîne d’approvisionnement en lithium, alors que les tensions géopolitiques et commerciales avec la Chine continuent de croître.
« Le lithium n’est pas simplement une autre marchandise – il représente l’indépendance énergétique, la compétitivité technologique et la capacité d’action climatique, le tout regroupé en une seule ressource minérale ».
The International Energy Agency in its Critical Minerals Outlook.
Prévision de la demande de lithium jusqu’en 2030
D’où proviendra la future demande de lithium
Le lithium de qualité batterie est déjà la principale source de demande de lithium et le sera encore davantage d’ici 2030, représentant 94 % de la demande totale.
Source: Lithium Harvest
Cette demande sera stimulée par une expansion massive des « gigafactories » (usines produisant plus de 1 GW de batteries par an), l’Amérique du Nord et l’Europe cherchant à rattraper les capacités de la Chine (croissance de 9 fois et 11,7 fois par rapport à la capacité de 2022 pour les États‑Unis et l’Europe respectivement).
Source: Lithium Harvest
De loin, le principal moteur de la demande future sera la quantité et le type de batteries utilisées à l’échelle mondiale.
D’une part, la demande de VE sera bien sûr un facteur. Mais la qualité du réseau de recharge l’est également, car davantage de stations de recharge atténueront l’anxiété liée à l’autonomie, réduisant ainsi le besoin de gros packs de batteries capables de plus de 500 miles pour convaincre les acheteurs hésitants.
Le type de batterie aura également un impact. Si les batteries sodium‑ion atteignent une densité énergétique suffisamment élevée, elles pourraient commencer à prendre des parts de marché aux batteries à base de lithium, du moins pour les modèles de VE les moins chers.
La production de masse des batteries à état solide, encore à produire et à adopter à grande échelle, accélérerait probablement fortement la tendance à l’électrification des voitures.
Enfin, un facteur important sera l’adoption de groupes motopropulseurs électriques pour les véhicules lourds. Si la plupart des bus, camions, tramways, trains ou même bateaux se mettent à l’électrique, cela stimulera fortement la demande de batteries. Par exemple, le futur Tesla (TSLA ) Semi devrait disposer d’un pack de batteries 9 à 22 fois plus grand que celui d’un VE typique.
Facteurs clés de la volatilité des prix du lithium
Les prix du lithium ont acquis au cours de la dernière décennie une réputation d’extrême volatilité, fluctuant de manière sauvage.
Source: Benchmark Minerals
Le pic de prix de 2023 était dû à une croissance rapide de la demande sans offre suffisante, les nouvelles mines étant lentes à démarrer. Cela a été immédiatement suivi d’une chute dramatique des prix, résultant de la combinaison d’une capacité de production massive entrant en service et d’un ralentissement du taux d’adoption des VE au même moment.
Depuis, l’industrie est en récession, de nombreux petits producteurs ou mines aux coûts trop élevés subissant des pertes.
En conséquence, de nombreux plans d’expansion et de nouveaux projets miniers ont été annulés, gelés ou retardés. De plus, des problèmes de permis et des protestations publiques (comme pour le projet Jadar de Rio Tinto (RIO ) en Serbie) ont également réduit la capacité nouvelle prévue pour les prochaines années.
Par conséquent, le marché du lithium est de plus en plus exposé à un nouveau choc d’offre, après deux années de prix du lithium déprimés et de cours boursiers en baisse des entreprises du lithium. Ce ne sera que si la demande reste proche du scénario de base que l’offre à venir sera suffisante, même avec une offre prévue en 2029 qui devrait dépasser la totalité du lithium extrait entre 2015 et 2022 combinés.
Source: Lithium Harvest
Dans l’ensemble, toute augmentation de la demande due à une réaccélération de l’adoption des VE, au passage plus rapide des véhicules lourds à l’électrique, ou à une plus grande demande pour des parcs de batteries à l’échelle des services publics pourrait entraîner un rebond des prix du lithium.
Comment les tarifs affectent le marché du lithium
Jusqu’à présent, les prix du lithium n’ont pas été fortement affectés par les tarifs de Trump, en grande partie parce que le contrôle de la Chine sur l’industrie est fort, mais pas aussi sévère que pour d’autres minéraux comme les terres rares.
Ainsi, les fabricants de VE aux États‑Unis peuvent de toute façon se procurer leur lithium auprès d’autres pays si nécessaire. C’est le cas s’ils produisent leurs propres batteries et n’importent pas de batteries déjà fabriquées en Chine, ce qui est une situation très courante.
Les tarifs pourraient également avoir un impact indirect sur la fabrication de batteries, du moins aux États‑Unis, car la riposte aux exportations de terres rares de la Chine pourrait rendre la production de VE et de batteries beaucoup plus difficile dans le pays. Surtout qu’il pourrait falloir 5 à 15 ans pour reconstruire une chaîne d’approvisionnement en terres rares hors de Chine.
80 % des matériaux de cathode du monde sont fabriqués en Chine, ainsi que plus de 90 % des matériaux d’anode (les deux pôles d’une batterie).
Innovations dans l’extraction et le recyclage du lithium
Techniques d’extraction directe du lithium (DLE)
Les méthodes de concentration du lithium couramment utilisées reposent sur l’évaporation et/ou la concentration minérale.
Au lieu de cela, l’extraction directe cible les atomes de lithium grâce à un processus sélectif. Cela peut être réalisé par quelques méthodes différentes:
- DLE basé sur l’adsorption, où le lithium est physiquement absorbé par un matériau dédié.
- DLE basé sur l’échange d’ions, où le lithium est échangé contre des cations (ions positifs).
- DLE basé sur l’extraction par solvant, où un solvant liquide organique absorbe et dissout le lithium hors de la saumure.
- Une dernière méthode publiée récemment, nanofiltration lâche assistée par EDTA (EALNF) pour extraire le lithium.
Source: Lithium Harvest
Dans l’ensemble, l’extraction directe du lithium pourrait révolutionner l’industrie, permettant une extraction sans produits chimiques et nécessitant beaucoup moins d’énergie.
La société Arcadium, récemment acquise par Rio Tinto travaille sur l’extraction directe du lithium (DLE) depuis 1996, en combinaison avec des bassins d’évaporation, et récemment fait des progrès significatifs pour la rendre commercialement viable en tant que méthode d’extraction autonome.
En outre, Arcadium a acquis ILiAD Technologies en 2023, qui développait un adsorbant sélectif pour une « large gamme de saumures riches en lithium sous une grande variété de conditions ».
Une autre méthode, encore principalement théorique, pourrait être l’extraction électrochimique du lithium. L’idée est d’utiliser un courant électrique puissant pour séparer le lithium des autres minéraux présents dans la saumure.
Les saumures contiennent de nombreux autres minéraux aux tailles ioniques et charges similaires, notamment le magnésium, le calcium, le sodium et le potassium. Cela rend difficile toute méthode basée uniquement sur les propriétés ioniques, car il faut répéter le processus de nombreuses fois pour ne sélectionner que le lithium.
L’alternative pourrait être d’utiliser le courant électrique à la place, mais les saumures contiennent souvent beaucoup d’ions chlorure qui peuvent se transformer en gaz de chlore extrêmement toxique lors des processus électrochimiques traditionnels d’isolation du lithium.
Le gaz de chlore, également appelé halogène, a notamment été utilisé comme gaz de combat pendant la Première Guerre mondiale. Cependant, le problème de sa production lors de l’extraction électrochimique du lithium a jusqu’à présent empêché l’utilisation commerciale de cette technologie.
Le rôle du recyclage des batteries dans l’offre future
À mesure que de plus en plus de batteries sont produites, elles deviennent un réservoir potentiel de ressources à « extraire » pour fabriquer de nouvelles batteries.
Le recyclage des batteries a jusqu’à présent été mal réalisé, avec seulement une fraction des batteries lithium‑ion recyclées. Cependant, cela pourrait changer et avoir un impact dramatique sur la future demande de lithium provenant de nouvelles mines ou d’expansions de mines existantes.
Une étude récente a montré que dans le cadre d’un un scénario de forte demande avec un faible recyclage, jusqu’à 85 nouveaux gisements de lithium supplémentaires devraient être ouverts d’ici 2050.
Mais cela pourrait être considérablement réduit, à seulement 15 nouvelles mines, grâce à des politiques qui incitent le marché à adopter des batteries plus petites et un recyclage mondial étendu.
Les investisseurs devront prêter attention non seulement au taux d’adoption des VE et à l’ouverture de nouvelles mines, mais aussi à la croissance du recyclage des batteries afin de déterminer les besoins réels en lithium dans les décennies à venir.
Investir dans le lithium et la technologie des batteries
Les batteries lithium‑ion ont déjà changé le monde à plusieurs reprises, en permettant aux gens de transporter des appareils électroniques avancés partout et en alimentant les voitures uniquement à l’électricité.
Elles pourraient encore le faire, ou d’autres types de batteries, en permettant un réseau électrique 100 % renouvelable ou l’électrification des avions lorsqu’une densité énergétique suffisante sera atteinte.
Vous pouvez investir dans des sociétés liées aux batteries via de nombreux courtiers, et vous pouvez trouver ici, sur securities.io, nos recommandations pour les meilleurs courtiers aux États‑Unis, Canada, Australie, Royaume‑Uni, ainsi que de nombreux autres pays.
Si vous n’êtes pas intéressé par la sélection d’entreprises spécifiques de lithium ou de batteries, vous pouvez également vous tourner vers des ETF biotech comme Amplify Lithium & Battery Technology ETF (BATT), le Lithium & Battery Tech ETF (LIT) de Global X, ou le WisdomTree Battery Solutions UCITS ETF (WT ), qui offriront une exposition plus diversifiée pour capitaliser sur la croissance du secteur du lithium et des batteries.
Ou vous pouvez consulter notre « Top 10 des métaux de batterie & actions minières d’énergie renouvelable ».
Principaux producteurs de lithium & actions technologiques de batteries
Rio Tinto: un acteur majeur du lithium et au-delà
RIO Graphique du prix
Rio Tinto est un géant de l’industrie minière (le deuxième plus grand au monde), avec une forte présence dans l’extraction du fer, ainsi que du cuivre, de l’aluminium, de l’or, de l’uranium, etc.
Rio Tinto est en pleine expansion, notamment avec le méga-projet de mine de fer de Simandou en Guinée et la mine de cuivre Oyu Tolgoi, le plus grand projet de l’histoire de la Mongolie.
Rio Tinto devrait fournir 25 % des volumes de croissance de l’offre mondiale de cuivre au cours des cinq prochaines années.
Récemment, il a fait une entrée massive dans le secteur minier du lithium, avec l’acquisition du géant du lithium Arcadium Lithium , lui‑même issu de la fusion en 2023 des grands producteurs de lithium Allkem & Livent, le plaçant au troisième rang mondial des producteurs de lithium.
Source: Arcadium
La fusion a créé une entreprise présente à toutes les étapes de production et de transformation du lithium. Arcadium disposait de plans d’expansion visant à plus que doubler sa capacité d’ici la fin 2028, qui seront désormais pris en charge par Rio Tinto.
Technologie d’extraction directe du lithium (DLE) d’Arcadium
En ce qui concerne cette acquisition, ce qui a été décrit comme « le vrai atout de Rio Tinto » est la technologie d’extraction directe du lithium (DLE) d’Arcadium. Arcadium travaille sur l’extraction directe du lithium (DLE) depuis 1996, en combinaison avec des bassins d’évaporation, et récemment fait des progrès significatifs pour la rendre commercialement viable en tant que méthode d’extraction autonome.
Notamment, Livent a acquis ILiAD Technologies en 2023.
« La plateforme technologique ILiAD combine un adsorbant sélectif au lithium supérieur avec un traitement continu en lit contre‑courant »
« Livent est le principal praticien mondial et le plus grand utilisateur des processus de production basés sur le DLE, et nous sommes ravis qu’ils aient reconnu les avantages que ILiAD apporte à l’avenir du DLE. »
Il semble que l’expertise à long terme d’Arcadium en matière de DLE, ainsi que la « large gamme de saumures riches en lithium sous une grande variété de conditions » d’ILiAD, aient été une raison principale de la décision de Rio Tinto d’acquérir Arcadium, en plus de sa faible valorisation due à la nature cyclique des marchés du lithium.
Bien que, à long terme, l’extraction électrochimique du lithium puisse remplacer les méthodes basées sur les adsorbants, il est également probable que l’expérience acquise avec le DLE à grande échelle sera tout de même rentable si cette méthode devient la principale d’extraction du lithium à l’avenir.
Aperçu du film de lithium imprimable (LIOVIX)
Arcadium a également développé LIOVIX, une forme de film de lithium imprimable qui pourrait être utilisée pour améliorer les performances des batteries, réduire les coûts de fabrication et diminuer l’utilisation du lithium.
Source: Arcadium
Initiatives plus larges de Rio Tinto en matière de métaux verts et de batteries
L’acquisition d’Arcadium a solidement placé Rio Tinto dans le camp des innovateurs de l’industrie minière lorsqu’elle est combinée à sa branche technologique améliorant les méthodes d’extraction du cuivre via son projet Nuton.
La nouvelle technologie de Nuton permet un taux de récupération du cuivre beaucoup plus élevé à partir du minerai extrait.
La production d’aluminium de Rio Tinto est à faible émission de carbone, grâce à l’hydroélectricité utilisée pour raffiner la bauxite en alumine puis en aluminium.
Rio Tinto a également investi dans d’autres projets lithium, récemment en acquérant le projet Ricon en Argentine et le projet lithium controversé Jadar en Serbie (potentiellement le plus grand projet lithium en Europe).
En raison de ses récentes acquisitions et de ses nouveaux projets, Rio Tinto devrait être de plus en plus perçu comme un mineur de fer à la base, avec un profil de plus en plus vert et une forte croissance dans tous les métaux requis par la transition énergétique, notamment le cuivre, l’aluminium à faible émission de carbone et le lithium.
En conséquence, Rio Tinto est une entreprise qui devrait pouvoir bénéficier de la transition énergétique non seulement grâce aux prix potentiellement volatils du lithium, mais aussi grâce à des ventes plus stables d’aluminium et de cuivre.
Albemarle Corporation: le plus grand producteur pure‑play de lithium au monde
ALB Graphique du prix
Pour les investisseurs intéressés par une action davantage axée sur le lithium, Albemarle propose un mélange de lithium provenant de saumure et de spodumène et est le plus grand producteur de lithium au monde.
Source: Albemarle
Parmi les autres produits chimiques produits en parallèle du lithium, on peut mentionner le brome, utilisé dans le traitement industriel de l’eau, et les retardateurs de flamme. Albemarle est également le propriétaire de Ketjen, un fournisseur de solutions catalytiques avancées pour les principaux producteurs de l’industrie pétrochimique, du raffinage et des produits chimiques spécialisés.
Source: Albemarle
Le segment le plus important de l’entreprise est le segment du stockage d’énergie (lithium de qualité batterie), suivi des spécialités chimiques et de Ketjen.
Source: Albemarle
Albemarle possède des opérations minières en Amérique du Sud, en Australie et aux États‑Unis, ainsi que des raffineries aux États‑Unis, en Chine et en Allemagne.
Source: Albemarle
En raison du bas prix du lithium, l’entreprise a suspendu la plupart de ses plans d’expansion, réduisant les dépenses d’investissement de plus de 1,3 milliard de dollars depuis 2023 pour économiser de la trésorerie.
Elle est également en voie d’économiser jusqu’à 400 millions de dollars grâce à des améliorations de sa structure de coûts (efficacité énergétique, moins de niveaux de gestion, etc.) et à une productivité accrue (améliorations du rendement, montée en puissance des usines, plateforme ERP commune, etc.).
Grâce à ces améliorations, l’entreprise s’attend à atteindre un flux de trésorerie disponible en équilibre d’ici 2025.
Source: Albemarle
L’entreprise cherche également à améliorer son profil environnemental, avec par exemple 24 % de l’électricité totale achetée provenant d’énergies renouvelables en 2024 et le développement d’une mesure complète des empreintes carbone des produits (PCFs).
