Par le Dr Jiayi Cen, analyste technologique chez IDTechEx.

Le marché de l’extraction directe de lithium (DLE) a connu un regain d’intérêt de la part d’un large éventail d’industries, notamment l’exploitation minière, le traitement de l’eau, le pétrole et le gaz, les produits chimiques et l’ingénierie. Cette convergence de diverses entités dans l’espace DLE reflète le potentiel de la technologie à révolutionner la production de lithium, un élément crucial de la transition mondiale vers les énergies renouvelables et le transport électrique. L’attrait de DLE ne réside pas seulement dans sa capacité à améliorer l’efficacité et la durabilité de l’extraction du lithium, mais aussi dans son potentiel à débloquer de nouvelles ressources et à remodeler la chaîne d’approvisionnement mondiale en lithium. Le rapport d’IDTechEx sur le sujet, « Direct Lithium Extraction 2025-2035 : Technologies, Players, Markets and Forecasts », prévoit que DLE perturbera le marché de l’extraction de saumure, avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 19,6 %, ce qui en fait le segment à la croissance la plus rapide de l’industrie.

Des salines aux champs pétrolifères, les ressources de saumure de lithium existent selon un spectre diversifié, chacune ayant ses propres avantages et défis. Cette diversité suscite l’intérêt des acteurs de la DLE dans divers secteurs, qui cherchent à tirer parti des opportunités uniques que ces ressources présentent.

Les saumures continentales constituent la source principale et la plus exploitée de lithium. Le « triangle du lithium », qui englobe les régions de la Bolivie, du Chili et de l’Argentine, abrite de vastes gisements de lithium.  Les saumures sud-américaines sont très appréciées pour leur riche teneur en lithium et leur efficacité prouvée dans les méthodes d’extraction traditionnelles basées sur l’évaporation. Ces saumures ont souvent des concentrations élevées de lithium, ce qui les rend économiquement attrayantes pour l’extraction du lithium.  Les principaux producteurs de lithium comme SQM, Albemarle et Arcadium Lithium extraient du lithium de ce type de saumure. Par conséquent, les saumures continentales d’Amérique du Sud ont suscité l’intérêt d’acteurs de la DLE tels qu’Adionics, Summit Nanotech et CleanTech Lithium. Malgré la grande abondance de saumures continentales, l’application de la DLE à ces ressources se heurte à plusieurs défis. Par exemple, de nombreux gisements sont situés à des altitudes élevées, ce qui crée une logistique complexe pour le transport d’équipements et de matériaux volumineux. L’absence d’infrastructures préexistantes dans certaines zones complique encore les opérations.

Les saumures géothermiques sont naturellement chaudes et riches en minéraux et en métaux dissous. L’un des principaux avantages des ressources géothermiques est la possibilité d’opérations intégrées à faible émission de carbone. L’énergie géothermique peut alimenter à la fois les processus d’extraction et de raffinage du lithium. Plusieurs acteurs de la géothermie ont l’intention de produire de l’hydroxyde de lithium, un produit de lithium plus énergivore que le carbonate de lithium, utilisé pour la synthèse de cathodes d’oxyde à haute teneur en nickel. De plus, la coproduction de chaleur et d’électricité en tant que sous-produits diversifie les sources de revenus, réduisant ainsi la vulnérabilité des acteurs aux fluctuations des prix du lithium. Parmi les acteurs dans le domaine, citons Vulcan Energy Resources, qui fait progresser le projet de lithium zéro carbone dans la vallée du Rhin supérieur, en Allemagne. Lithium de France explore des zones géothermiques dans le nord de l’Alsace, en France, et est soutenue par des investisseurs, dont Equinor, une société énergétique internationale. Les saumures géothermiques que l’on trouve dans des régions comme l’Europe et les États-Unis offrent l’avantage d’être situées à proximité des fabricants de batteries locaux.  Cela permet de localiser la chaîne d’approvisionnement en lithium. De plus, ces régions présentent généralement un risque souverain plus faible, ce qui offre un environnement plus stable pour le développement de projets et l’investissement. Cependant, l’extraction géothermique du lithium est confrontée à des défis uniques, tels que la température élevée de la saumure et la composition complexe, qui peuvent poser des obstacles techniques.

Les saumures de champs pétrolifères trouvées dans les réservoirs de pétrole souterrains représentent une autre frontière prometteuse dans l’extraction du lithium, avec des gisements importants dans des régions comme l’Arkansas et l’est du Texas aux États-Unis, et l’Alberta, au Canada. Ces ressources, ainsi que l’eau produite par les opérations pétrolières et gazières, offrent des avantages uniques. Les principaux avantages comprennent l’utilisation des processus et des installations existants, la rationalisation de l’acquisition des permis et la réduction du besoin de développement de nouveaux actifs, ce qui peut potentiellement accélérer le développement du projet. De plus, les champs pétrolifères donnent souvent accès à des sources d’énergie moins chères, certains acteurs comme E3 Lithium et Volt Lithium Corp tirant parti des centrales de cogénération pour réduire davantage les coûts énergétiques. La possibilité de tirer parti des infrastructures et des ressources existantes a également attiré des acteurs de l’industrie pétrolière et gazière sur le marché des DLE.

L’incursion du secteur pétrolier et gazier dans l’extraction du lithium est principalement motivée par deux facteurs : (i) la possibilité d’appliquer leur expertise en géologie et en traitement à l’extraction du lithium à partir de saumures pour soutenir la transition vers les énergies renouvelables et (ii) le potentiel de tirer de la valeur des sous-produits et des infrastructures existantes. Cette approche redéfinit la valeur des ressources, en particulier pour l’eau de production, ouvre de nouvelles sources de revenus et promeut une gestion responsable de l’eau. Des partenariats comme E3 Lithium avec l’Impériale pour réaménager des champs pétrolifères historiques au Canada, et la collaboration d’Equinor avec Standard Lithium aux États-Unis, illustrent cette tendance. Cependant, des défis subsistent dans ce domaine, l’un d’entre eux étant la baisse des concentrations de lithium dans les saumures des champs pétrolifères et l’eau de production en général. L’extraction efficace et économique du lithium à partir de ces sources à faible teneur présente un obstacle technique et financier, stimulant l’innovation continue dans les technologies d’extraction.

Les acteurs peuvent entrer sur le marché des DLE avec différentes approches, en tirant parti des caractéristiques des différentes ressources de saumure. Cela a conduit au développement de technologies DLE personnalisées et de processus de récupération du lithium conçus pour optimiser l’extraction et la production de lithium à partir de différents types de sources de saumure. Reconnaissant la complexité et le potentiel de ce domaine, de nombreuses organisations forment des partenariats pour accélérer le développement et le déploiement des technologies DLE. Ces collaborations rassemblent souvent des expertises complémentaires. Cette tendance à la personnalisation et à la collaboration reflète la réponse de l’industrie aux défis et aux opportunités présentés par les différentes saumures de lithium. Cela suggère également la nature dynamique du secteur, où l’adaptabilité et les alliances stratégiques jouent un rôle crucial dans l’avancement de la technologie DLE et son accession à l’échelle commerciale.

Le rapport IDTechEx, « Direct Lithium Extraction 2025-2035 : Technologies, Players, Markets and Forecasts », offre une analyse complète des technologies, des tendances et des cadres réglementaires DLE dans les pays disposant d’importants gisements de saumure de lithium. De plus, il fournit des projections détaillées pour DLE, segmentées par technologie, pays et types de saumure, offrant une vue holistique de l’évolution du paysage de l’extraction du lithium.

Pour en savoir plus sur ce rapport, y compris des exemples de pages téléchargeables, veuillez consulter www.IDTechEx.com/LithiumExtraction.

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