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[Benchmark Week] Pénurie à venir du graphite indispensable aux batteries Lithium-ion

Aline Nippert

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[Benchmark Week] Pénurie à venir du graphite indispensable aux batteries Lithium-ion

L'entreprise Superior Graphite purifie 40 000 tonnes de graphite chaque année sur son site basée au Kentucky (Etats-Unis). Elle dispose également d'une usine en Suède, qui purifie jusqu'à 30 000 tonnes annuelles.

© Superior Graphite

Benchmark Minerals alerte sur une pénurie prochaine du graphite, matériau indispensable des anodes des batteries lithium-ion. Le 6 décembre, lors de sa « Benchmark Week », l'agence de conseil a estimé que le marché du graphite naturel risquait d’être en sous-production dès 2023 et celui du graphite synthétique à partir de 2026.

« L’anode-graphite est un élément central de la batterie, et fait l’objet d’un quasi-monopole chinois ! Mais le sujet, qui n’est pas aussi sexy que celui de la cathode [où se trouvent les métaux dits critiques, ndlr], est un peu passé sous silence… » se désole Terry Scarrott, consultant chez Benchmark Minerals, lundi 6 décembre. Cette agence de conseil britannique spécialisée sur la chaîne de valeur de la batterie Lithium-ion a organisé une conférence dédiée au cycle de vie de l’anode-graphite, dans le cadre de son événment « Benchmark Week ». La conclusion est préoccupante pour le secteur automobile : une importante sous-production est à craindre sur le marché du graphite dans la décennie qui s’ouvre.

Sous-production structurelle

La demande en graphite (naturel et synthétique) va en effet exploser d’ici à 2030, tirée par le marché de la batterie Lithium-ion. « Pour vous donner un ordre d’idée, un véhicule électrique standard contient environ 68 kg de graphite », observe Andrea Cabrero Vilatela, directrice R&D de Urbix, producteur américain de graphite naturel, invitée à la conférence. En 2020, seul 30 % des 770 tonnes de consommation annuelle mondiale en graphite ont concerné le marché de la batterie d’après les chiffres de Benchmark. Les 70 % restant étant principalement destinés à la métallurgie (réfractaires, fonderies), la fabrication de lubrifiants et diverses applications électriques.

Une tendance qui devrait s’inverser au cours de la décennie : dès 2030, les besoins en graphite pour le seul marché des batteries pourraient représenter 3 080 tonnes par an, soit 4 fois la taille du marché total actuel d’après les projections de l’agence britannique. Les autres consommateurs de graphite ne pèseraient plus que pour 20 % de la demande mondiale à horizon 2030 (854 tonnes par an).

Projections de l'équilibre entre l'offre et la demande en graphite synthétique (graphe du haut) et graphite naturel (graphe du bas). © Benchmarks Minerals

Or, d’après les spécialistes de Benchmark, les producteurs – principalement chinois – de graphite ne suivront pas la cadence. « Le marché du graphite naturel risque d’être en sous-production dès 2023, celui du graphite synthétique à partir de 2026 », commente Manish Dua, consultant senior chez Benchmark Minerals [voir graphes ci-dessus].

De nouvelles capacités de production

Cette très forte tension sur le marché du graphite rend, encore davantage, le secteur automobile dépendant de la Chine. Car si le pays du Soleil-Levant domine l’ensemble de la chaîne de valeur de la batterie Lithium-ion, il va jusqu'à exercer un quasi-monopole sur la partie anode-graphite. « La Chine est aujourd’hui la seule à maîtriser l’étape stratégique du "traitement" du graphite. Ce qui signifie que, même si l’on parvient à s’approvisionner ailleurs, il faudra tout de même envoyer le graphite extrait en Chine pour fabriquer l’anode-graphite », signale Mme Cabrero Vilatela de Urbix. De plus, les producteurs d’anode-graphite sont peu nombreux à se partager le marché mondial. « Quatre entreprises (BTR New Energy, Shanshan, Putailai et Kaijin) comptent pour 54 % de la production mondiale de graphite en 2020 », note M. Scarrott de Benchmark.

Seule solution pour éviter la pénurie d’après les spécialistes de Benchmark ? « Nous avons besoin de nouveaux acteurs prêts à passer à l’industrialisation pour répondre à la demande croissante », insiste le consultant Manish Dua.

L'installation de nouvelles capacités de production permettrait également une traçabilité des matériaux plus fiable (pour éviter que les droits humains ne soient bafouées), ainsi qu’une meilleure estimation de l’empreinte environnementale imputable à la fabrication de ces anodes. « Le graphite synthétique est issu d’un mélange de coke de pétrole et de brai de houille précuit, explique Terry Scarrott. C’est un processus très énergivore qui requiert de haute température (entre 2600°C et 3000°C). Or, pour l’instant, l’empreinte carbone associée au graphite synthétique n’est pas précisément quantifiée. »

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