La compagnie québécoise Nemaska lithium s’apprête à exploiter une mine de lithium à ciel ouvert à 300 km au nord de Chibougamau au Québec, près de la communauté Cri de Nemaska. Le lithium est contenu dans un minerai de spodumène qui sera concentré sur place puis acheminé par camions jusqu’à Chibougamau où on le transbordera dans des trains en direction de l’usine de purification et synthèse à Shawinigan. Les produits finis seront principalement de l’hydroxyde de lithium monohydraté (LiOH.H2O) et un peu de carbonate de lithium (Li2CO3), les deux produits chimiques utilisés pour la fabrication des batteries Li-ion. Voici une vidéo YouTube sur le projet Nemaska.
Les approbations environnementales sont accordées et le financement de la première phase est consolidé. La mine près du village de Nemaska et l’usine de concentration devraient commencer à opérer en 2017, alors qu’une première usine de purification/synthèse (plus petite) sur le site de Shawinigan débutera sa production en 2017 également.
Pour les batteries Li-ion qui contiennent du nickel, comme celles qu’utilise Tesla, la matière première utilisée est de l’hydroxyde de lithium, qui constituera la grosse partie de la production de Nemaska Lithium. Cette dernière a breveté un procédé utilisant l’électrolyse qui permet de synthétiser l’hydroxyde de lithium monohydraté (LiOH.H2O) avec une très grande pureté (99,99 %), supérieure à celle de ses compétiteurs et substantiellement moins cher que celui produit en Chine. Ces derniers font venir le minerai de spodumène d’Australie et produisent d’abord du carbonate de lithium (Li2CO3) pour le transformer ensuite en hydroxyde de lithium monohydraté. Le président de Nemaska Lithium, Guy Bourassa, donne les détails sur les prix des différents fabricants sur la planète et leur prix imbattable prévu dans la vidéo YouTube suivante (voir : https://www.youtube.com/watch?v=gy6U1CrZ014). Le graphique ci-dessous est tiré de cette vidéo et montre la comparaison de coût pour l’hydroxyde de lithium monohydraté (LiOH.H2O) entre Nemaska et les autres producteurs.
La ligne rouge représente le prix anticipé par Nemaska (NMX), la moitié du prix des producteurs chinois qui produisent le LiOH.H2O principalement à partir du minerai spodumène. SQM, le plus gros producteur de lithium au monde, est le plus proche compétiteur de Nemaska et s’approvisionne dans le Salar d’Atacama au Chili, à partir de saumures très riches en lithium. Donc le projet Nemaska semble très prometteur. D’ailleurs, voici le graphique de la valeur des actions des deux dernières années tiré du site de TMX Argent.
L’action est passée de 0,20 $ en juillet 2015 à 1,30$ en novembre 2016!
Bien que Nemaska Lithium n’a pas encore signé d’entente avec Tesla, je me suis amusé à calculer combien de voitures électriques du type Tesla Model 3 (batteries de 60 kWh) on pourrait fabriquer à chaque année avec leur production annuelle de 27 645 tonnes d’hydroxyde de lithium monohydraté. Ce tonnage est précisé dans leur étude de faisabilité 2016 à la page 18 (cliquer sur le lien au bas de la page suivante du site de Nemaska Lithium) :
«The hydromet plant will be designed to produce a nominal 27,645 tonnes of lithium hydroxide monohydrate crystals per year and a nominal 3,267 tonnes of lithium carbonate powder per year».
Le point de départ de ce calcul est un feuillet informatif du Argonne National Laboratory (ANL) intitulé «Lithium-Ion Batteries : Possible Material Demand Issues» qu’on peut télécharger ICI. On y apprend qu’il faut 7,4 kg de lithium pour fabriquer une batterie de 30 kWh de type NCA-G (oxyde de Nickel Cobalt Aluminium à la cathode et Graphite à l’anode) comme celles utilisées par Tesla. Pour 60 kWh on en a donc besoin de 14,8 kg. Ensuite il faut calculer la masse d’hydroxyde de lithium monohydraté (LiOH.H2O) requise, sachant que la masse du lithium est de de 7 uma (unité de masse atomique), celle de l’hydrogène H de 1 uma et celle de l’oxygène de 16 uma, ce qui fait 42 uma pour du LiOH.H2O. Une molécule de LiOH monohydraté a donc une masse 42/7 = 6 fois plus grande que celle du lithium Li. Il faudra donc 6 x 14,8 kg = 88,8 kg d’hydroxyde de lithium pour fabriquer une batterie Li-ion NCA-G de 60 kWh comme celle de la Model 3 de Tesla. La production annuelle de Nemaska étant de 27,6 millions kg de LiOH.H2O, il suffit de diviser ce nombre par 88,8 kg, ce qui donne, en arrondissant au millier près, 310 000 Model 3 par année pendant 26 ans, la durée anticipée de l’exploitation de la mine.
Notons que déjà Nemaska lithium a signé des contrats d’approvisionnement avec deux clients (Johnson Matthey Battery Materials et FMC Lithium) qui lui garantissent d’acheter près de 50 % de la production de l’usine de Shawinigan à partir du milieu de l’année 2018, selon un communiqué de presse daté du 31 octobre 2016. Par ailleurs, puisque Nemaska Lithium produit le carbonate de lithium (son produit secondaire) à partir de l’hydroxyde de lithium (son principal produit), la compagnie peut varier les proportions entre ses deux produits, selon la demande.
En terminant, évaluons le pourcentage de la production mondiale de lithium que représentera la production de Nemaska Lithium. On sait que la compagnie produira 27 600 tonnes d’hydroxyde de lithium monohydraté contenant 4 600 tonnes de lithium (27 600 ÷ 6, voir la démonstration plus haut). Pour ce qui est du 3 200 tonnes de carbonate de lithium prévu, le contenu en lithium est 5,3 fois moindre, soit 603 tonnes de lithium. La quantité totale de lithium produit annuellement sera donc de 5 203 tonnes de lithium. Or, selon une fiche du U.S. Geological Survey, la production mondiale de lithium en 2015 a été de 32 500 tonnes. Par conséquent, la production de Nemaska Lithium représentera, au départ, environ 15 % de la production mondiale de lithium, ce qui est significatif. Sans compter que le marché auquel Nemaska Lithium s’adresse est principalement la production de batteries Li-ion (en raison de la grande pureté de ses produits) qui ne comptait que pour 35 % de la production mondiale de lithium, selon la fiche du USGS, soit 11 375 tonnes. Nemaska Lithium produirait donc au départ (2019-2020) de l’ordre du tiers du lithium requis pour la production mondiale de batteries Li-ion, ce qui n’est pas peu dire!
Félicitations à Némaska Lithium et souhaitons leur un franc succès dans la suite des choses!
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