Le rôle du lithium

Le stockage de l'énergie est essentiel à la fois à l'intégration efficace des systèmes d'énergie renouvelable au réseau électrique et à l'accélération de l'adoption des véhicules électriques (VE). Ce dossier traite des tendances technologiques dans les batteries lithium-ion (Li-Ion) et évalue les besoins de stockage d'énergie des secteurs indiens de l'électricité et des transports. Il examine la répartition géographique du lithium et du cobalt dans les sites onshore et offshore à travers le monde ; et examine la croissance des capacités de recyclage des batteries au lithium et les efforts des pays pour sécuriser la chaîne d'approvisionnement en matières premières des batteries au lithium. La brève estime que la réalisation d'une transformation verte dans les secteurs de l'énergie et des transports en Inde nécessitera 122 kilotonnes de lithium, de lourds investissements dans la recherche sur les batteries, des capacités de fabrication de masse, des collaborations étrangères, des installations de recyclage pour la durabilité environnementale et l'achat d'actifs de lithium à l'étranger.

Attribution:Vedachalam Narayanaswamy, "Le rôle du stockage d'énergie à base de lithium dans les objectifs climatiques de l'Inde", ORF Issue Brief No. 642, mai 2023, Observer Research Foundation.

L'investissement mondial dans les technologies énergétiques propres a atteint jusqu'à présent 2,6 billions de dollars américains.[1] Suite à plusieurs conférences mondiales au cours des trois dernières décennies, les pays se sont fixé des obligations minimales pour réduire leur empreinte carbone et assurer une plus grande transparence et responsabilité dans leur production et leur utilisation d'énergie. L'Inde s'est engagée à augmenter sa capacité cumulée de production d'électricité à partir de combustibles non fossiles à 50 % d'ici 2030, à réduire l'intensité des émissions de 35 % par rapport aux niveaux de 2005 et à devenir neutre en carbone d'ici 2070.[2]

L'utilisation accrue des énergies renouvelables et la transition précoce vers la mobilité électrique contribueront à atteindre ces objectifs et à réduire la facture des importations d'hydrocarbures de l'Inde. Au cours de la prochaine décennie, les batteries au lithium devraient jouer un rôle important dans la mise en place de systèmes de stockage d'énergie (ESS) dans l'électricité et les transports.

Cette note traite des principales exigences pour parvenir à une transition verte dans les secteurs de l'électricité et de la mobilité en Inde. L'auteur a utilisé le logiciel de modélisation et de simulation India Energy Security Scenario 2047 (IESS 2047)[a] pour faire des prévisions.

La première batterie lithium-ion (Li-Ion) commerciale a été développée en 1985, et la technologie a évolué depuis. Ses avantages incluent une densité énergétique supérieure (de 75 à 200 wattheures par kilogramme)[b] et une densité spécifique (de 150 à 315 wattheures par litre), la stabilité du cycle, l'efficacité et la fiabilité. Les technologies de batterie Li-Ion ont une large empreinte dans l'électronique portable, les énergies renouvelables, les réseaux électriques intelligents, le transport électrique, y compris les véhicules routiers et les navires verts/hybrides, ainsi que des applications dans l'aviation, l'espace et sous l'eau.

Le niveau de maturité de l'ESS à base de Li-Ion par rapport à celui d'autres technologies est illustré à la Fig.1.[3] Les cellules Li-Ion utilisent des oxydes de métaux de transition au lithium comme électrode cathodique (négative), du graphite comme électrode anodique (positive) et des liquides carbonatés non aqueux comme électrolyte. La charge et la décharge de la cellule se produisent par intercalation et désintercalation des ions lithium. Pendant le processus de charge, les ions lithium sont transférés à travers l'électrolyte de la cathode à l'anode. Les performances des piles au lithium varient considérablement en fonction de la chimie des électrodes utilisées.

Fig. 1. Maturité technologique des systèmes de stockage d'énergie

L'utilisation de polymères solides comme électrolyte et de carbone lithié [c] a considérablement amélioré la sécurité des cellules Li-Ion. Les principales caractéristiques des technologies de cellules à base de lithium matures sont présentées dans le tableau 1., LFP et LTO, en particulier, réduisent les coûts et augmentent la sécurité. Le coût/kWh est basé sur l'estimation 2022 du Département américain de l'énergie sur une base d'énergie utilisable pour une production à l'échelle d'au moins 100 000 unités/an. L'abaissement de la teneur en cobalt dans la composition des cathodes réduit les coûts et augmente la densité d'énergie, en combinaison avec d'autres technologies d'anode. Les prochaines cathodes au lithium métal devraient améliorer les performances sans dépendre du cobalt, en combinaison avec des anodes en composites de silicium. La recherche sur les batteries Li-air et Li-soufre progresse également rapidement, mais leur niveau de maturité technologique est encore loin. Ils pourraient ne pas être disponibles dans le commerce avant 2030.[5]

Tableau 1. Caractéristiques comparatives des SSE à base de lithium

Dans le secteur de l'électricité, les SSE sont nécessaires pour une gestion efficace des variations de la demande, des réductions de pointe, de la régulation des fréquences, du maintien de la tension et de l'intégration des ressources renouvelables (voir Fig.2).[7]

Fig. 2. Technologies de stockage d'énergie basées sur l'application

Les capacités des SSE (hors hydraulique pompée) installés dans le monde sont présentées dans le tableau 2. Les ESS à base électrochimique sont les plus largement utilisés. Les États-Unis arrivent en tête de liste avec une capacité installée cumulée d'environ 600 MW répartis sur 292 projets, suivis de la Corée du Sud, du Japon et de l'Allemagne avec respectivement 300, 250 et 120 MW.[8] La figure 3 montre la part des différentes chimies de batterie utilisées dans un tel stockage pour une gamme de puissances et de durées.

Tableau 2. Caractéristiques comparatives des ESS à base de Li

À l'échelle mondiale, parmi les SSE électrochimiques, la part des batteries sodium-soufre (Na-S) est de 59 %, Li-Ion 21 %, plomb-acide 13 %, nickel-cadmium (Ni-Cd) 5 %, et chimies de flux redox (réduction-oxydation) 2 pour cent. Il varie d'un pays à l'autre en fonction de la nature de la demande de leur système électrique et des exigences de stabilité, de la disponibilité nationale des matières premières pour batteries et des politiques en vigueur. En Chine, l'utilisation de batteries Li-Ion, plomb-acide et à flux redox est de 74 %, 17 % et 9 %, respectivement ; au Japon, les batteries Na-S, Li-Ion, à flux et au plomb sont utilisées dans la proportion de 48 %, 38 %, 8 % et 4 %, respectivement. Les batteries Na-S sont dominantes dans le monde, y compris au Japon.[10]

Fig. 3. Part des SSE électrochimiques dans le secteur de l'électricité

Dans le secteur de l'électricité en Inde, environ 11 % des SSE sont utilisés comme secours pour l'énergie renouvelable,[d] 16 % pour la gestion de la qualité de l'énergie et les 73 % restants pour surmonter les creux et les pannes de courant. L'outil logiciel "India Energy Security Scenario (IESS) 2047, Modeling and Simulations"[11] a été utilisé pour prévoir que si un effort déterminé est fait,[e] la capacité installée cumulée d'énergie renouvelable passera d'environ 119 GW en 2022 à 175 GW en 2030.

L'augmentation de l'utilisation des énergies renouvelables, qui comprendra environ 10 000 mini et micro-réseaux distribués (non connectés au réseau électrique principal) nécessitera beaucoup plus de capacité de stockage. Cela a été estimé à environ 55 GW pour l'énergie et 45 GW supplémentaires pour les besoins en électricité. Les résultats de la simulation, indiquant le portefeuille de stockage d'énergie, classés en technologies hydrauliques pompées, électrochimiques et autres à des intervalles de cinq ans jusqu'en 2047, sont présentés à la Fig. 4. Selon ces calculs, l'investissement total dans l'électrochimique à base de SSE dépassera celui du stockage hydraulique pompé à partir de 2037.

Fig. 4. Portefeuille du SSE jusqu'en 2047

Les besoins en capital pour les projets ESS électrochimiques ont été calculés sur la base des besoins en capacité de production installée prévus à l'aide des simulations IESS 2047 et du modèle de coût en capital pour diverses chimies de batterie fourni par le Conseil mondial de l'énergie.[12] Les coûts de toutes les batteries électrochimiques, qu'elles soient à flux redox, Na-S, plomb-acide ou Li-ion, devraient baisser au cours de la décennie (voir Fig. 5).

Fig. 5. Coût en capital des batteries (2020 et 2030)

Si les batteries électrochimiques seules sont utilisées pour répondre à la demande de l'ESS, l'investissement total requis jusqu'en 2030 pour chaque type de batterie est représenté sur la Fig.6. Les batteries au plomb sont les moins chères, mais leur efficacité et leur densité énergétique sont faibles. Li-Ion devrait être le plus rentable.

Fig. 6. Coûts d'investissement cumulatifs comparatifs pour ESS, différentes chimies de batterie

Les avantages des véhicules électriques (VE) sont évidents : zéro émission d'échappement, émissions globales réduites, sécurité énergétique accrue et fiabilité accrue.[f] L'Agence internationale de l'énergie (AIE) a également noté que la fabrication de VE entraîne environ 50 % d'émissions inférieures à celles des véhicules à essence et 40 % de moins que celles des véhicules diesel.[13] Le soutien aux véhicules électriques de la part des décideurs politiques et de l'industrie automobile ne cesse d'augmenter, les gouvernements imposant des véhicules à zéro émission, des normes strictes d'économie de carburant et offrant des incitations fiscales (jusqu'à 40 % dans certains pays) pour les véhicules électriques. L'AIE prévoit que la demande de batteries des véhicules électriques sera multipliée par 40 entre 2020 et 2040.[14] À l'échelle mondiale, en 2020, l'utilisation de véhicules électriques au lieu de véhicules ICE a réduit les émissions d'environ 30 millions de tonnes de dioxyde de carbone (MtCO2).

Tableau 3. VE et infrastructure de recharge, 2021

D'ici 2030, si les politiques actuelles en matière de véhicules électriques se poursuivent, la part projetée des véhicules électriques dans le parc automobile total de la Chine sera de 50 %, celle du Japon de 37 %, celle des États-Unis de 30 %, celle du Canada de 30 % et celle de l'Inde de 29 %. La moyenne mondiale est d'environ 22 %.

L'AIE publie chaque année un « World Energy Outlook » où elle analyse l'impact des nouvelles politiques énergétiques adoptées par les gouvernements, un « New Policies Scenario » (NPS) de la consommation d'énergie. La première colonne du tableau 4 enregistre ses prévisions mondiales pour les véhicules électriques légers (c'est-à-dire les voitures particulières EV) d'ici 2030 faites dans son rapport 2022. Il existe également une campagne mondiale "[email protected]", qui vise à porter les ventes de véhicules électriques à 30 % des ventes mondiales de véhicules d'ici 2030. Les chiffres cibles correspondants sont fournis dans la deuxième colonne.[16]

Tableau 4. Prévision de pénétration des VE et avantages

Un rapport de l'Organisation mondiale de la santé (OMS) a noté que 14 des 20 villes les plus polluées au monde se trouvent en Inde, ce qui rend d'autant plus impératif pour le pays d'adopter des véhicules électriques. Le Plan national de mission de mobilité électrique (NEMMP) 2020, l'adoption et la fabrication plus rapides de véhicules hybrides et électriques (FAME) (en deux phases, FAME I (2015-19) et FAME II (2019-2024)), et le National E -Le programme de mobilité vise à atteindre 30 % de pénétration des véhicules électriques d'ici 2030.[17]

Tableau 5 : Principales caractéristiques du FAME

Tableau 6. Utilisation prévue des véhicules électriques en Inde d'ici 2030

Un certain nombre d'États et de territoires de l'Union ont également formulé leurs propres politiques sur les véhicules électriques.

Tableau 7. Stratégies de certains États/TU pour promouvoir l'adoption des VÉ

Les principaux défis liés à l'adoption des véhicules électriques sont le coût plus élevé des véhicules, le manque de savoir-faire en matière de technologie des batteries, le coût d'importation des batteries plus élevé, la moindre disponibilité locale des matières premières des batteries et l'impact possible de l'infrastructure de charge des batteries sur la demande d'électricité. Surtout, il est vital de rendre l'infrastructure de recharge largement disponible ; on s'attend à ce que cela se produise au cours des 10 prochaines années, mettant le coût total de possession (TCO) d'un VE ou d'un véhicule ICE au même niveau. À l'échelle mondiale, même aujourd'hui, 33 % de toutes les ventes de véhicules électriques ont lieu dans seulement 14 villes où une infrastructure de recharge est en place.

Le programme FAME est l'un des principaux moteurs du programme national d'e-mobilité de l'Inde. La deuxième phase, commencée en avril 2019, se concentre sur l'infrastructure de recharge, allouant 135 millions de dollars américains pour établir 2 636 bornes de recharge dans 62 villes de 24 États et UT. Dans FAME I, les bornes de recharge étaient limitées aux mégapoles et aux autoroutes nationales avec une seule borne de recharge publique par grille de 3 × 3 km ou 100 km sur les autoroutes nationales.

De nombreux États indiens complètent également les efforts du Centre par des politiques visant à répondre aux exigences de tarification locales. Le Conseil de la TPS (qui réglemente les politiques relatives à la taxe sur les produits et services) a réduit la TPS de 18 à 5 % pour les bornes de recharge.[18] Jusqu'au début de 2023, dans le cadre de l'initiative FAME, des incitations d'une valeur de 32 millions de dollars américains ont été fournies par le gouvernement, ce qui a conduit à la vente de 1,6 million de véhicules électriques (près de 1 % du parc automobile indien). Les bus électriques déployés à ce jour sont au nombre de 1 447, tandis que 532 bornes de recharge ont été mises en place. On estime que cela a déjà permis d'économiser 200 000 tonnes de carburant et de réduire les émissions de dioxyde de carbone (CO2) de 400 000 tonnes.

Fig.7. Croissance de l'infrastructure de recharge de véhicules électriques basée sur le réseau

À l'aide des simulations IESS 2047, on constate que l'infrastructure de recharge adossée au réseau prendra en charge environ 10 % des véhicules routiers d'ici 2030 (consommation d'énergie d'environ 140 TWh) et environ 33 % d'ici 2047 (consommation d'énergie de 280 TWh). Le reste des véhicules électriques doit être chargé à l'aide de systèmes captifs autonomes ou basés sur des installations d'échange de batterie. Il entraînera des économies d'importation de pétrole brut de 150 milliards de dollars américains d'ici 2030 et de 530 milliards de dollars américains d'ici 2047. Il réduira également les émissions de CO2 du secteur du transport routier de manière cumulée de 1 gigatonne (1 milliard de tonnes métriques) d'ici 2030 et de 5,5 Gt d'ici 2047 (voir Fig.7).[19]

La part actuelle des SSE en Inde dans divers secteurs et la part projetée en 2032 sont présentées dans le tableau 8.

Tableau 8. Exigences du SSE (2023 et 2032)

À l'heure actuelle, la capacité de production mondiale totale de batteries au lithium est d'environ 8 GWh/an ; les usines qui démarreront après 2025 devraient le porter à 35 GWh/an. Cela nécessitera des investissements pouvant atteindre 125 milliards de dollars américains, qui comprennent la mise en place de 30 grandes usines de fabrication de batteries d'une capacité cumulée de 3,5 TWh d'ici 2030. « Grand » est le mot clé, car les économies d'échelle jouent un rôle clé dans la réduction des coûts du lithium. fabrication de batteries. Une étude officielle a indiqué que la mise en place d'une usine de batteries Li-Ion d'une capacité de 5 GWh/an coûterait 148 USD/kWh (coût total de 5 milliards USD), mais une usine d'une capacité de 200 GWh n'aurait besoin que de 84 USD/kWh. Les besoins en lithium de l'Inde jusqu'en 2030 ont été estimés à environ 0,2 kg/kWh, soit 122 kilotonnes, pour réaliser un total de 609 GWh (391,6 GWh pour la mobilité et 218 GWh pour l'électricité) d'énergie (tableau 6).[21]

Environ la moitié de la production mondiale de lithium et de cuivre est actuellement concentrée dans des zones à fort stress hydrique. L'extraction du lithium affecte négativement les ressources en eau et la protection des zones humides, l'extraction d'une tonne de lithium nécessite environ 2 000 tonnes d'eau. L'extraction du lithium - et en fait de nombreux autres métaux stratégiques et rares - peut également libérer des sous-produits toxiques. De plus, les batteries au lithium usagées, si elles ne sont pas traitées, présentent des risques pour la santé et l'environnement. Ainsi, le recyclage des batteries Li-Ion est vital.[22] Le recyclage prévient non seulement le besoin d'élimination, mais réduit également le besoin de matière première pour les batteries neuves. Plus de 11 millions de tonnes de batteries Li-Ion usagées devront être recyclées d'ici 2030, mais il existe relativement peu d'unités de recyclage en place, avec une capacité d'environ 325 kt par an.[23]

Tableau 9. Unités de recyclage de batteries Li-Ion (existantes et prévues)

Des directives claires pour la collecte, le stockage, le transport et le recyclage des batteries Li-Ion usagées sont toujours en cours d'élaboration. On estime que d'ici 2025, 9 % du total des batteries au lithium utilisées, ainsi que 20 % des batteries au cobalt, seront recyclées. Un rapport du cabinet de conseil JMK Research and Analytics note que le marché indien du recyclage des batteries Li-Ion devrait connaître une croissance exponentielle, passant d'environ 3 GWh en 2020 à environ 800 GWh d'ici 2030, faisant du recyclage une opportunité d'un milliard de dollars américains.

Les matières premières représentent 40 % du coût d'une batterie, tandis que la fabrication et l'emballage coûtent 30 % chacun. Le scénario des nouvelles politiques (NPS) maintient que, dans un avenir immédiat, les batteries Li-Ion seront principalement des batteries au lithium-nickel-manganèse-cobalt (NMC), le type NMC 622 étant à 40 % et le type NMC 811 à 50 %. , tandis que les 10 % restants comprendront des batteries lithium-nickel-cobalt-oxyde d'aluminium (NCA). Ainsi, les batteries Li-Ion auront également besoin de grandes quantités de cobalt, de manganèse, d'aluminium et de nickel, en plus du lithium. Les besoins mondiaux en ceux-ci, jusqu'en 2030, sont estimés comme suit : cobalt 170 kilotonnes par an, manganèse 105 kt par an et nickel 850 kt par an. L'estimation du lithium est de 155 kt par an. Dans quelle mesure sont-ils accessibles ?

L'extraction mondiale de nickel est d'environ 2 000 kt par an et est principalement utilisée pour la production d'acier de haute qualité. Seule une petite fraction est utilisée pour les batteries. Quant au cobalt et au lithium, en 2020, environ 6 % et 9 % de leur demande totale, respectivement, provenaient de l'industrie des véhicules électriques. Leurs prix sont actuellement les suivants : manganèse 3 000 US$ la tonne, nickel 20 000 US$ la tonne, lithium 30 000 US$ la tonne et cobalt 50 000 US$ la tonne. Les prix au comptant du cobalt et du lithium ont été multipliés par 2,5 à quatre au cours des quatre dernières années (Fig.8),[26] principalement en raison du stockage spéculatif et de l'approvisionnement stratégique. Ceci, à son tour, a fait grimper les prix des batteries. Le prix du cobalt a varié entre 40 000 et 90 000 dollars américains la tonne entre 2016 et 2019 en raison de l'instabilité politique en République démocratique du Congo (RDC), qui répond à 70 % de la demande mondiale.

Fig. 8. Augmentation du prix du métal de la batterie et influence sur le prix de la batterie

Le lithium est appelé « pétrole blanc » en raison de son importance économique croissante. De plus, les ressources en lithium, cobalt et nickel ne sont concentrées que dans quelques pays, comme le montre le tableau 10. Le tableau 11 énumère les trois principaux pays transformateurs de minerais pour chacun de ces métaux. La production de lithium est passée de 28 000 tonnes en 2010 à 95 000 tonnes en 2020.[28]

Tableau 10. Principaux pays producteurs de minéraux

Tableau 11. Principaux pays de transformation des minerais

La répartition géographique du cobalt est illustrée à la figure 9. La RDC abrite environ la moitié des ressources terrestres mondiales de cobalt, totalisant 6,9 millions de tonnes. Les fonds océaniques profonds en abritent beaucoup plus – environ 120 millions de tonnes de ressources en cobalt – mais la quasi-totalité est encore inutilisée.

Fig. 9. Répartition géographique du cobalt dans les régions terrestres

La répartition géographique de la chaîne d'approvisionnement des batteries Li-Ion est représentée sur la Fig.10, avec des détails sur l'endroit où le lithium est extrait, où il est traité et où la majorité des cellules et des véhicules électriques sont fabriqués. La Chine est le cinquième producteur mondial de lithium, mais les entreprises chinoises contrôlent la moitié de la production mondiale de lithium et 70 % de la production de batteries Li-Ion.

Fig. 10. Répartition géographique de la chaîne d'approvisionnement mondiale des batteries EV

Où en est l'Inde ? L'Inde possède les plus grandes réserves de minerai de manganèse au monde après le Zimbabwe. Les réserves estimées de minerai de manganèse sont de 406 millions de tonnes, dont 104 millions de tonnes sont prouvées, 135 sont probables et 167 sont potentielles. Il possède 189 millions de tonnes de nickel, dont 93 % se trouvent dans un État, l'Odisha. Les ressources en lithium sont estimées à environ 1 600 tonnes. Des travaux exploratoires pour extraire le lithium sont en cours dans plusieurs États, tels que les bassins de saumure du Rajasthan et du Gujarat, les ceintures de mica d'Odisha et de Chhattisgarh et la région de Mandya au Karnataka. Le ministère des Mines a créé une joint-venture de trois sociétés [g] pour former Khanij Bidesh India Ltd (KABIL), qui cherche à acquérir et à développer des actifs miniers stratégiques à l'étranger, en particulier le lithium et le cobalt, ce dernier dont l'Inde n'a pas de gisements à tous. En février 2023, l'Inde a annoncé la découverte de 5,9 millions de tonnes de réserves de lithium dans le district de Reasi au Jammu-et-Cachemire.

Les ressources minérales sous-marines (bleues) comprennent les sulfures polymétalliques du fond marin (qui contiennent souvent du cuivre) autour des évents hydrothermaux,[h] les croûtes riches en cobalt sur les monts sous-marins,[i] et les nodules polymétalliques de manganèse sur les plaines abyssales.[j] Les sites potentiels d'extraction de la croûte de cobalt comprennent les eaux autour de la zone économique exclusive de l'île Johnston, propriété des États-Unis, la Polynésie française, la République de Kiribati, les États fédérés de Micronésie et les Îles Marshall, tous situés dans l'océan Pacifique (Fig.11). Des accumulations de nodules polymétalliques ont été découvertes dans certaines parties du Pacifique - la zone Clarion-Clipperton (CCZ), le bassin de Penrhyn, le bassin du Pérou - et dans le bassin central de l'océan Indien (CIOB). Cependant, étant donné les dommages environnementaux que leur exploitation peut causer, des méthodes d'exploitation minière respectueuses de l'environnement devront d'abord être développées.[31]

Fig. 11. Cartographie des principaux gisements minéraux marins

L'Autorité internationale des fonds marins des Nations Unies a délivré 27 contrats, couvrant une zone à travers le monde de plus de 1,4 million de kilomètres carrés, à divers pays pour l'exploration minière et pour élaborer des règles pour l'exploitation minière commerciale.

L'économie de l'extraction minière en mer dépend de la technologie de récolte utilisée, de la qualité et du tonnage des minerais obtenus et des conditions océanographiques. Des technologies de caractérisation des sols des fonds marins et des machines minières sur chenilles ont été développées dans des pays comme l'Inde, la Belgique et l'Espagne, notamment Varaha en Inde, Patania-II en Belgique et Apollo II en Espagne. Le Patania-II de 35 tonnes a démontré sa capacité opérationnelle à 4 500 mètres de profondeur dans la CCZ où il a ramassé les nodules de manganèse. Le prototype Apollo-II a été testé au large des côtes du sud de l'Espagne sur plusieurs kilomètres de fond marin boueux droit et incurvé, où il s'est avéré efficace, mais a également mis en lumière certains problèmes critiques qui nécessiteront une plus grande attention. La Belgique devrait lancer Patania III en 2024, qui disposera d'un système de « colonne montante et élévatrice » pour amener les nodules extraits vers un navire de surface. Le ministère indien des Sciences de la Terre-Institut national des technologies océaniques (MoES-NIOT)[33] a testé la machine minière indienne Varaha à une profondeur de 5 270 mètres dans le CIOB, où elle a été manœuvrée efficacement à travers des sédiments mous et dans des eaux profondes. Le MoES-NIOT équipe Varaha d'un concasseur et d'une pompe haute capacité. Le véhicule télécommandé d'une profondeur de 6 000 m (ROSUB6000) et le véhicule sous-marin autonome Ocean Mineral Explorer (OMe 6000) d'une profondeur de 6 000 m du MoES-NIOT permettent une exploration minière soutenue des profondeurs océaniques. Dans le cadre du programme Deep Ocean Mission, l'Inde développe actuellement un submersible scientifique habité d'une profondeur de 6 000 m (Matsya6000) pour permettre des missions humaines en haute mer et effectuer une cartographie précise des ressources minérales de l'océan profond.[34]

La capacité minière étant démontrée, le rapport d'évaluation de l'impact sur l'environnement (EIE) qui doit être soumis par ces gouvernements à l'Autorité internationale des fonds marins est attendu. Un code complet d'exploitation minière des fonds marins pour les mers situées au-delà des juridictions nationales devra également être élaboré.

Des évaluations récentes des technologies de batteries suggèrent que les batteries Li-Ion seront les batteries les plus utilisées pour le stockage d'énergie au cours de la prochaine décennie. Pour atteindre les objectifs climatiques ambitieux de l'Inde, elle a besoin de politiques efficaces pour accroître le déploiement du stockage de l'énergie, à la fois dans le secteur de l'électricité et dans la mobilité électrique. Il a besoin d'incitations pour combler l'écart de prix entre les véhicules conventionnels et les véhicules électriques, pour construire davantage de bornes de recharge, pour instaurer une normalisation et pour maximiser la valeur économique des batteries au lithium en encourageant le recyclage, ce qui favorisera également la durabilité environnementale. Cependant, il doit veiller à ce que la transition se fasse en douceur avec un impact minimal sur l'économie et l'emploi. Des investissements dans des installations de fabrication de batteries à grande échelle ont été annoncés, ce qui réduira le coût des batteries. La recherche de ressources de lithium en Inde et, en même temps, la réalisation d'investissements stratégiques dans des mines à l'étranger, sont toutes deux essentielles.

À l'heure actuelle, la capacité mondiale installée de batteries Li-Ion est d'environ 500 GWh, dont 72 % en Chine, 13 % dans le reste de l'Asie, 9 % en Amérique du Nord et 6 % en Europe. Il devrait atteindre 3 000 GWh d'ici 2030, la part de la Chine tombant à 67 % et celle du reste de l'Asie à 5 %, tandis que celle de l'Europe et de l'Amérique du Nord augmenterait à 17 % et 11 %, respectivement. La répartition géographique de la chaîne d'approvisionnement mondiale des batteries Li-Ion et les investissements stratégiques des pays à forte demande en lithium dans les opérations minières auront forcément un impact sur les prix et la concurrence.

La domination de la Chine sur la chaîne mondiale du lithium est évidente. Bien qu'il ne soit que le cinquième plus grand producteur de lithium, il contrôle la moitié de la production mondiale de lithium. D'autres nations sont également à pied d'œuvre, bien sûr. Le Japon a alloué environ 1 milliard de dollars américains pour subventionner le stockage distribué des batteries et les technologies économes en énergie. Il subventionne 66 % du coût pour les foyers et les entreprises qui installent des batteries Li-Ion. Elle espère produire la moitié des batteries du monde au cours de la prochaine décennie. Le Royaume-Uni a annoncé le Faraday Challenge qui implique un investissement de 0,32 milliard de dollars américains dans la recherche sur les batteries. Le département américain de l'énergie investit 8,7 millions de dollars américains dans la recherche sur les procédés de fabrication commercialement évolutifs pour les anodes et les cathodes.

Quant à l'Inde, elle a importé des batteries Li-Ion d'une valeur de 1,2 milliard de dollars US entre 2018 et 22, ce qui devrait augmenter d'environ 50 % d'ici 2030. Cela doit être réduit, et le gouvernement a entamé des discussions avec les principaux fabricants de batteries giga. de créer des sites de production en Inde. Une entreprise américaine investit 500 millions de dollars dans une usine de production de batteries au Gujarat.

Les fabricants d'automobiles et de cellules en Inde sont encore en train d'apprendre. Il est essentiel de diversifier le portefeuille de batteries de l'Inde, d'autant plus que son approvisionnement local en lithium et en cobalt est actuellement négligeable. Le gouvernement et le secteur privé doivent investir dans la recherche sur les technologies de batteries alternatives, telles que les batteries sodium-ion, si l'Inde veut atteindre son objectif de zéro émission nette d'ici 2070, comme promis lors de la Conférence des parties de Glasgow (COP) sur le changement climatique. en 2021.

Dr. N.Vedachalam est scientifique principal et directeur de programme à l'Institut national des technologies océaniques, un centre de recherche océanique autonome relevant du ministère des Sciences de la Terre. Il a précédemment travaillé avec Birla Group, General Electric et Alstom Power Conversion, France.

[a] IESS2047 est un outil de création de scénarios énergétiques, qui peut être utilisé pour explorer une gamme de scénarios énergétiques futurs potentiels pour l'Inde, pour divers secteurs de la demande et de l'offre d'énergie, jusqu'en 2047.

[b]La densité énergétique est la quantité d'énergie qu'une batterie contient par rapport à son poids, la densité spécifique est l'énergie par unité de volume. Elle est mesurée en wattheures par kilo (Wh/kg) et en wattheures par litre (Wh/l).

[c]Imprégné de lithium ou d'un composé de lithium

[d] L'énergie solaire et éolienne sont toutes deux des sources d'énergie intrinsèquement "infirmes", jamais disponibles 24h/24 et 7j/7.

[e]Si le taux de croissance du produit intérieur brut (PIB) est en moyenne de 8,7 %, si la part de l'industrie manufacturière dans le PIB augmente de 1,13 % par an et que l'urbanisation augmente de 0,7 % par an.

[f]C'est parce que leurs moteurs ont moins de pièces que les moteurs à combustion interne traditionnels (ICE).

[g]Il s'agit de la National Aluminium Company (NALCO), de l'Hindustan Copper Ltd (HCL) et de la Minerals Exploration and Consultancy Ltd (MECL).

[h]Il s'agit de jets de pulvérisation provenant de la croûte océanique causés par l'eau salée qui s'infiltre à l'intérieur et qui contiennent souvent des minéraux précieux.

[i]Montagnes sous-marines

[j]Une plaine au fond de l'océan

[1]USDepartment of Energy and National Energy Technology Laboratory, Project portfolio Crosscutting research program: Energy storage, mai 2022, https://netl.doe.gov/sites/default/files/2022-05/ES-Portfolio_20220506.pdf.

[2]Sati, Akhilesh, Lydia Powell et Vinod Kumar Tomar, "Les engagements de l'Inde pour la COP26 : ambitieux, mais ambigus", (2021), https://www.orfonline.org/expert-speak/indias-cop26-pledges- ambitieux-mais-ambigu/

[3]Mitali, J., S. Dhinakaran et AA Mohamad, "Systèmes de stockage d'énergie : un examen,"Energy Storage and Saving (2022):166-216,

https://doi.org/10.1016/j.enss.2022.07.002

[4]Mitali, Dhinakaran et Mohamad, "Systèmes de stockage d'énergie : un examen"

[5]Bajolle, Hadrien, Marion Lagadic et Nicolas Louvet, "Le futur des batteries lithium-ion : Exploration des conceptions d'experts, des tendances du marché et des scénarios de prix", Energy Research & Social Science 93 (2022) : 102850.

[6]Hadrien, Lagadic et Louvet, "L'avenir des batteries lithium-ion : exploration des conceptions d'experts, des tendances du marché et des scénarios de prix"

[7]Vedachalam, N., et MA Atmanand, "Une évaluation des besoins de stockage d'énergie dans le secteur stratégique de l'électricité en Inde", The Electricity Journal 31, no. 7 (2018) : 26-32, https://doi.org/10.1016/j.tej.2018.08.003.

[8]USDepartment of Energy and National Energy Technology Laboratory, Project portfolio Crosscutting research program: Energy storage,2022.

[9]USDDepartment of Energy and National Energy Technology Laboratory, Project portfolio Crosscutting research program: Energy storage,2022

[10]USDDepartment of Energy and National Energy Technology Laboratory, Project portfolio Crosscutting research program: Energy storage,2022

[11]NITI Aayog, 2023, Gouvernement indien, Indian Energy Security Scenarios 2047, https://pib.gov.in/newsite/printrelease.aspx?relid=126412

[12]Département de l'énergie, rapport : technologie de stockage de l'énergie et caractérisation des coûts, PNNL-28866,2021, https://www.energy.gov/sites/default/files/2019/07/f65/Storage%20Cost%20and% 20Performance%20Caractérisation%20Rapport_Final.pdf

[13]Agences internationales de l'énergie (AIE), Paris, Rapport : Véhicules électriques, 2022, https://www.iea.org/reports/electric-vehicles

[14] Agences internationales de l'énergie (AIE), Paris, Rapport : The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions-Mineral requirements for clean energy transitions, 2021, https://www.iea.org/reports/the-role-of -minéraux-critiques-dans-les-transitions-énergétiques-propres/besoins-minéraux-pour-les-transitions-énergétiques-propres

[15]Agence internationale de l'énergie, Global electric vehicle Outlook 2022-vers l'électrification intermodale, https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2022

[16]Agence internationale de l'énergie,Global electric vehicle Outlook 2022-vers l'électrification intermodale,2022.

[17]Gouvernement de l'Inde, Note d'information : E-vehicles: Issues, Promises, and Challenges, LARRDIS NO. AJNIFM/3/2022, https://parliamentlibraryindia.nic.in/lcwing/E-vehicles-Issues%20Promises%20and%20Challenges.pdf

[18]Rumi Aijaz, "Véhicules électriques en Inde : combler les lacunes en matière de sensibilisation et de politique", ORF Occasional Paper n° 373, octobre 2022, Observer Research Foundation.

[19]N Vedachalam, "Building Resilience in India's Power Sector," ORF Occasional Paper No. 363, août 2022, Observer Research Foundation.

[20]Indian Smart Grid Forum, Report:Energy Storage System-Roadmap for India, 2019-2032, https://www.niti.gov.in/sites/default/files/2019-10/ISGF-Report-on- Energy-Storage-System-%28ESS%29-Roadmap-for-India-2019-2032.pdf.

[21]Pagliaro, Mario et Francesco Meneguzzo, "Réutilisation et recyclage des batteries au lithium : un aperçu de l'économie circulaire", Heliyon 5, no. 6 (2019) : e01866.

[22]Vera, María L., Walter R. Torres, Claudia I. Galli, Alexandre Chagnes et Victoria Flexer,"Impact environnemental de l'extraction directe du lithium à partir de saumures,"Nature Reviews Earth & Environment (2023): 1-17, https://doi.org/10.1038/s43017-022-00387-5.

[23]Zhou, Li-Feng, Dongrun Yang, Tao Du, He Gong et Wen-Bin Luo,"Le processus actuel de recyclage des batteries lithium-ion usagées," Frontiers in chemistry 8 (2020): 578044,https: //doi.org/10.3389/fchem.2020.578044.

[24] Windisch-Kern, Stefan, Eva Gerold, Thomas Nigl, Aleksander Jandric, Michael Altendorfer, Bettina Rutrecht, Silvia Scherhaufer

et al, « Chaînes de recyclage pour les batteries lithium-ion : un examen critique des défis, opportunités et dépendances de processus actuels », Waste Management 138 (2022) : 125-139, https://doi.org/10.1016/j.wasman.2021.11 .038

[25]Baum, Zachary J., Robert E. Bird, Xiang Yu et Jia Ma,"Recyclage des batteries lithium-ion─ aperçu des techniques et tendances," (2022): 712-719, https://doi.org /10.1021/acsenergylett.1c02602.

[26]Kavanagh, Laurence, Jerome Keohane, Guiomar Garcia Cabellos, Andrew Lloyd et John Cleary, "Global lithium sources—industrial use and future in the electric vehicle industry: a review," Resources 7, no. 3 (2018) : 57, https://doi.org/10.3390/resources7030057.

[27]US Geological Survey, Résumés des produits minéraux 2019,

https://d9-wret.s3.us-west-2.amazonaws.com/assets/palladium/production/atoms/files/mcs2019_all.pdf

[28]Vedachalam, N., M. Ravindran et MA Atmanand, "Développements technologiques pour l'économie bleue stratégique indienne", Marine Georesources & Geotechnology 37, no. 7 (2019) : 828-844, https://doi.org/10.1080/1064119X.2018.1501625.

[29] Enquête géologique des États-Unis, résumés des produits minéraux

[30]Publications de l'Agence internationale de l'énergie, Chaînes d'approvisionnement mondiales des batteries EV, 2022,

https://www.iea.org/reports/global-supply-chains-of-ev-batteries

[31]Vedachalam, Ravindran et Atmanand, "Développements technologiques pour l'économie bleue stratégique indienne"

[32]Vedachalam, Ravindran et Atmanand, "Développements technologiques pour l'économie bleue stratégique indienne"

[33] Ministère des Sciences de la Terre (MoES), https://moes.gov.in/.2022

[34]Vedachalam, Ravindran et Atmanand, "Développements technologiques pour l'économie bleue stratégique indienne"