Une nouvelle étude évaluée par des pairs commandée par DeepGreen révèle que les batteries de véhicules électriques réduisent considérablement les impacts du changement climatique par rapport aux minerais terrestres
Une nouvelle étude révèle que la fabrication de batteries de véhicules électriques à partir de roches sous-marines peut réduire considérablement les impacts du changement climatique par rapport aux minerais terrestres
Vancouver, Canada – Alors que le monde se précipite pour remplacer les combustibles fossiles par des sources d'énergie renouvelables, de nouvelles recherches montrent que les roches polymétalliques trouvées au fond des océans peuvent fournir des centaines de millions de tonnes de métaux de batterie importants pour stocker l'énergie et alimenter les véhicules électriques (VE) avec une grande efficacité. moins d'impact sur le climat que l'extraction des mêmes métaux de la terre.
L'étude évaluée par des pairs, publiée dans le Journal of Cleaner Production , est une évaluation comparative du cycle de vie des sources de métaux des batteries EV, quantifiant les émissions directes et indirectes et les perturbations des services de séquestration du carbone réalisées dans l'extraction, le traitement et le raffinage des métaux des batteries. L'intensité en carbone de la production de métaux comme le nickel a suscité un intérêt croissant pour les sources de métaux à faible teneur en carbone et un récent plaidoyer d'Elon Musk de Tesla promettant "un contrat géant" pour le nickel extrait "de manière efficace et respectueuse de l'environnement". Alors que les fabricants de véhicules électriques comme Tesla et Polestar sont à la tête d'un mouvement pour la transparence dans l'ensemble de l'industrie automobile et révèlent l'empreinte carbone à vie de leurs voitures, la nouvelle étude va au-delà de la simple considération des émissions de carbone des opérations humaines pour examiner la perturbation des services de séquestration du carbone de l'écosystème causée par changements dans l'utilisation des terres et des fonds marins pour produire des métaux de batterie.
Intitulé "L'impact du changement climatique sur le cycle de vie de la production de métaux de batterie à partir de minerais terrestres par rapport aux nodules polymétalliques en haute mer", l'article commence par un scénario de demande de production de quatre métaux (nickel, cobalt, manganèse, cuivre) pour fournir un milliard de batteries EV de 75KWh avec une chimie de cathode de NMC 811 (80% nickel, 10% manganèse, 10% cobalt). Il compare ensuite les impacts sur le changement climatique de l'approvisionnement de ces quatre métaux à partir de deux sources :les minerais conventionnels trouvés sur terre et les roches polymétalliques avec de fortes concentrations de quatre métaux dans un seul minerai, trouvés non attachés sur le fond marin à 4-6 km de profondeur.
Nous voulions évaluer comment la production de métaux à partir de minerais terrestres ou de nodules polymétalliques peut contribuer au changement climatique. De l'extraction minière au traitement et au raffinage, nous avons quantifié trois indicateurs pour chaque type de minerai :les émissions directes et indirectes d'équivalent dioxyde de carbone, la perturbation des réservoirs de carbone séquestrés existants et la perturbation des futurs services de séquestration du carbone. Ces trois indicateurs ont un impact direct sur le budget carbone mondial restant pour rester en dessous de 1,5 C de réchauffement", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Daina Paulikas, du Center for Minerals, Materials and Society de l'Université du Delaware.
L'étude a révélé que la production de métaux de batterie à partir de nodules peut réduire les émissions humaines actives de CO2e de 70 à 75 %, le carbone stocké à risque de 94 % et la perturbation des services de séquestration du carbone de 88 %. "Les mineurs terrestres sont handicapés par des défis tels que la baisse des teneurs en minerai, car des concentrations plus faibles de métal entraînent des besoins accrus en énergie, en matériaux et en superficie pour produire la même quantité de métal. De plus, la collecte proprement dite des nodules implique une empreinte énergétique, foncière et de déchets relativement faible par rapport à une mine conventionnelle. En ce qui concerne les émissions, même lorsque nous supposons une élimination complète de l'utilisation du charbon des réseaux électriques de fond pour les intrants de processus, notre modèle montre que la production de métal à partir de nodules polymétalliques de haute qualité peut encore produire un avantage de 70 % », a déclaré Paulikas.
Ce qu'il advient des puits de carbone sur terre et sur les fonds marins utilisés pour la production de métaux est un autre élément important de l'histoire de l'impact climatique », a déclaré le Dr Steven Katona, biologiste marin et co-fondateur de l'Ocean Health Index qui a contribué à l'étude. « Sur terre, le carbone est stocké dans la végétation, le sol et les détritus. Sur le fond marin, le carbone est stocké dans les sédiments et l'eau de mer. Produire des métaux pour un milliard de véhicules électriques à partir de minerais terrestres perturberait 156 000 km 2 de terres et 2 100 km 2 des fonds marins pour l'élimination des résidus en haute mer. Produire la même quantité à partir de nodules perturberait 508 000 km 2 du fond marin lors de la collecte des nodules et 9 800 km 2 de terrain lors de la transformation métallurgique. Bien qu'elle perturbe une plus grande surface du fond marin, la production de métaux à partir de nodules entraînerait beaucoup moins de perturbations du carbone. En effet, les sédiments des fonds marins stockent 15 fois moins de carbone par km 2 qu'un biome terrestre moyen et il n'y a aucun mécanisme connu pour que les sédiments du fond marin perturbé remontent à la surface et aient un impact sur le carbone atmosphérique. En revanche, l'exploitation minière terrestre nécessite l'enlèvement des forêts, d'autres végétaux et de la couche arable pour accéder au minerai, stocker les déchets et construire des infrastructures. Dans le processus, nous perdons du carbone stocké et perturbons les services de séquestration du carbone aussi longtemps que les terres restent utilisées, ce qui peut durer jusqu'à 30 à 100 ans."
Les chercheurs ont découvert que les nodules polymétalliques pouvaient fournir des métaux pour un milliard de batteries de véhicules électriques avec jusqu'à 11,6 Gt de CO en moins
"Nous espérons que ce travail motivera les autres à approfondir l'analyse de la chaîne d'approvisionnement pour la transition énergétique propre, et en particulier à prêter attention aux impacts de la production de minéraux critiques comme ceux que nous avons étudiés", a déclaré Paulikas. "Compte tenu de l'augmentation attendue de 500 % des besoins en minéraux pour les technologies propres, je pense que nous avons la responsabilité partagée d'adopter une vision planétaire et de réfléchir à tous les aspects de la production minérale pour garantir que cette transition gourmande en ressources n'exacerbe pas le changement climatique."
L'accent mis par les chercheurs sur les impacts du changement climatique s'appuie sur une étude plus vaste, D'où devraient provenir les métaux pour la transition verte ?, qui compare une gamme d'impacts sociaux et environnementaux et a été commandée par DeepGreen Metals, une entreprise cherchant à collecter des roches polymétalliques pour fournir des véhicules électriques dans le cadre d'un système basé sur la blockchain pour louer et réutiliser les matériaux de batterie.
Cette étude évaluée par des pairs montre les avantages intrinsèques des roches du fond marin en ce qui concerne les impacts du changement climatique. La ressource elle-même nous donne une longueur d'avance significative sur les mineurs terrestres, mais être à faible émission de carbone ne suffit pas. Nous nous efforçons d'éliminer le carbone de l'atmosphère, et non d'en ajouter », a déclaré Gerard Barron, président-directeur général de DeepGreen Metals. « Nous utiliserons l'hydroélectricité à terre ; nous explorons les électrocarburants pour alimenter les opérations offshore et utilisons des équipements électriques et des réducteurs à carbone négatif dans le traitement métallurgique. Mettez tout cela ensemble, et nous avons une chance de mettre sur le marché des métaux à carbone négatif."
Images reproduites avec l'aimable autorisation de DeepGreen
