La filière du lithium au Québec - Présentation dans le cadre de Québec Mines 2016 - Jean-Philippe Brosseau, PMP, MBA, M. Sc. Directeur principal ...
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La filière du lithium au Québec Présentation dans le cadre de Québec Mines 2016 Jean-Philippe Brosseau, PMP, MBA, M. Sc. Directeur principal – Groupe-conseil stratégie et performance
Plan de la présentation 1. Chaîne de valeur du lithium au Québec 2. Extraction du lithium 3. Transformation du lithium 4. Fabrication de produits à base de lithium 5. Utilisation des produits à base de lithium 6. Impact macroéconomique potentiel de la décarbonisation
Chaîne à six maillons 3 1. Extraction 2. Transformation 3. Fabrication 4. Phase d’utilisation 5. Récupération Entreprises minières Producteurs des Manufacturiers de Utilisateurs des véhicules Recycleurs composés d’insertion batteries et de véhicules Extraction du lithium Fabrication de Transformation du effectuée à partir de : cellules par les lithium en matériaux Utilisation Recyclage manufacturiers de Saumure par procédés des batteries des matériaux batteries et de continentale; industriels véhicules Gisement minéral. 6. Centre de recherche
Chaîne de valeur en émergence au Québec 4 Recherche et développement Université de Montréal CTA Sherbrooke IREQ IVISolutions LTS Marine Posi-Plus Technologies inc. Robert Hydraulique inc. Fabrication du chlorure Fabrication du lithium de lithium métal (lingot) Fabrication de composantes électriques Transformation du lithium en Extraction Fabrication du carbonate et Fabrication de la Recyclage composés d’insertion pour la du lithium de l’hydroxyde de lithium batterie LiFePO4 de la batterie batterie LiFePO4 Nemaska Lithium inc. Johnson Matthey (LFP) Solutions Bleues (à venir) Canada inc. Fabrication des composés Fabrication des autres d’insertion pour les Fabrication de VE batteries autres batteries Autobus Lion Bombardier Transport BRP inc. AddÉnergie Technologies inc. Infodev Kargo (Precicad) B3CG Interconnect inc. Morelli Designers Lito Green Motion inc. CVTech-IBC inc. Produits et Plastik M.P. MG Service Elmec inc. René Matériaux Composites ltée Motrec international inc. Envitech Énergie services connexes Services Précicad inc. Nova Bus Gentec Styl&Tech Pedno SCP 89 inc. Giro TM4 inc. Train & Trams Wattman inc. Heinemann Electric Canada Ltd. Varitron Technologies inc. Véhicules Volt-Age inc. Les Industries Spectra Premium inc. Aucune entreprise Entreprises actives au Québec active au Québec
2 Extraction du lithium
Production mondiale de lithium 6 Australie 12 700 Chili 11 200 Chine 4 700 Argentine 2 500 Zimbabwe 1 000 États-Unis 870 Portugal 570 0 2 000 4 000 6 000 8 000 10 000 12 000 14 000 Production mondiale en tonnes pour 2014 Source : Lithium, U.S. Geological Survey, février 2015.
Localisation des principaux gisements 7 dans le monde Source : Lithium Industry. A Strategic Energy Metal, Euro Pacific Canada, 2013.
Forte croissance de la demande de lithium 8 pour la fabrication de batteries 250 000 Batteries pour véhicules électriques et 200 000 hybrides Batteries pour autres Tonnes 150 000 applications au lithium de LCE 100 000 Batteries pour portables 50 000 Batteries pour Grid 0 2011 2025 Source : The Lithium Market, Fox-Davies Resources specialist, 2013.
Forte croissance prévue du prix du lithium 9 12 000 11 100 $ 10 200 $ 10 000 9 500 $ 8 900 $ 8 500 $ 8 400 $ 8 000 7 800 $ 7 700 $ 8 000 $ 7 900 $ 8 100 $ 8 000 $ 7 400 $ Hydroxyde 6 600 $ 6 000 6 000 $ 5 500 $ 5 300 $ 5 000 $ 5 200 $ 5 000 $ 5 400 $ Carbonate 4 700 $ 4 000 2 000 0 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 Source : The Lithium Market, Fox-Davies Resources specialist,.
Projets au Québec 10 Nemaska Corporation Ressources Entreprise Énergie RB Lithium inc. Éléments Critiques Glen Eagle Nom du projet Québec Lithium Whabouchi Rose Lithium-Tantale Authier Lieu La Corne (Abitibi) Baie-James Baie-James Abitibi Mise en service et rodage suspendus Mise en valeur Mise en valeur Mise en valeur État d'avancement (octobre 2014) – sous la (faisabilité 2014) (ÉÉPb 2011) (ÉÉP 2013) LACCa depuis octobre 2014 Projet de mine à ciel Projet de mine à ciel Projet de mine à ciel Mine à ciel ouvert et Aménagement ouvert et de mine ouvert et de ouvert et de concentrateur souterraine concentrateur concentrateur 26 ans (20 ans à ciel Durée de la mine 15 ans et plus ouvert, 17 ans 10 ans 6 ans en souterrain) Source : Document interne de synthèse, ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles.
Retombées économiques potentielles de la construction et de l’exploitation de la mine 11 de Nemaska Lithium inc. Impact économique Total Moyenne annuelle Produit intérieur brut au Québec (en millions de dollars) Impact direct et indirect 1 466 52 Impact induit 440 16 Total 1 906 68 Revenus fiscaux (en millions de dollars) Impôt fédéral 153 6 Impôt provincial 263 10 Total 416 16 Base annuelle Durée de vie totale Équivalents temps complet Construction Exploitation du projet Emplois de gestion 63 39 1 139 Emplois de niveau universitaire 63 55 1 569 Emplois de niveau collégial ou métiers 250 213 6 177 Emplois de niveau secondaire ou spécialisations 151 127 3 593 Emplois non spécialisés 65 52 1 470 Total 593 486 13 948 Source : Documentation et analyses internes, ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles.
3 Transformation du lithium
Forte croissance de la demande de produits 13 de lithium Croissance annuelle en tonnes de LCE 300 000 Carbonate de lithium 250 000 Hydroxyde de lithium 200 000 Concentré de lithium 150 000 Lithium métal 100 000 Butyl-lithium 50 000 Chlorure de lithium 0 Autre composante de 2011 2015 2020 2025 lithium
Utilisations potentielles du lithium transformé 14 Matériaux de la cathode Nom Utilisations (composés d'insertion) Décroissance Cellulaires, portables et appareils photo numériques LCO Oxyde de cobalt ( LiCoO2) *** problème d'inflammabilité*** Outils électriques, instruments médicaux et batteries LMO Oxyde de manganèse (LiMn2O4) de stockage Marché Oxyde de nickel manganèse cobalt Vélos électriques, instruments médicaux, VE et NMC (LiNiMnCoO2) applications industrielles Batteries stationnaires de stockage de haute capacité LFP Phosphate de fer (LiFePO4) Croissance et batteries pour VE (Bluecar et Bluebus) Oxyde de nickel cobalt aluminium Instruments médicaux, applications industrielles et NCA (LiNiCoAlO2) batteries électriques (Tesla)
Retombées économiques potentielles de la construction et de l’exploitation d’une usine 15 de transformation au Québec Usine d’hydrométallurgie Usine de cathodes de Nemaska Lithium Investissements potentiels Investissements de près de 1,7 G$ pour transformer de 300 M$ l’ensemble de la production Coûts d’exploitation annuels québécoise de plus de 60 M$ Coûts d’exploitation annuels 110 emplois créés ou soutenus de 345 M$ durant l’exploitation Impact potentiel sur le produit intérieur brut du Québec de plus de 2 G$ sur 10 ans Sources : Analyse de Raymond Chabot Grant Thornton et données de simulation de l’Institut de la statistique du Québec.
4 Fabrication de produits à base de lithium
Utilisation du lithium 17 Aluminium Autres 1% 9% Traitement de l'air 5% Céramique Polymères et verre 5% 35 % Métallurgie 6% Lubrifiants 8% Batteries 31 % Source : Lithium, U.S. Geological Survey, février 2015.
Évolution de l’utilisation des produits à base 18 de lithium Répartition des revenus Répartition des revenus selon les utilisations (2013) selon les utilisations (2020) Stockage 7% Consommation Automobile 24 % 18 % Stockage 38 % Industrie Consommation 9% Industrie 60 % 15 % Automobile 30 %
Valeur de la cathode – entre 15 % et 20 % 19 du prix de la batterie Structure de coûts pour les batteries Structure de coûts pour les batteries au lithium au lithium de type NCA par Tesla pour les fabricants japonais, chinois et coréens 100 % Autres composantes 100 % 18 % Cathode 90 % Cathode NCA 90 % 19 % Autres composantes 80 % Garantie et autre 80 % 15 % Dépréciation 70 % 14 % Anode 70 % Anode 60 % 14 % Dépréciation 60 % 11 % Électrolyte 50 % 10 % Main-d'œuvre 50 % 8% Séparateur 40 % Séparateur 8% Frais généraux 9% 40 % 7% Recherche et 30 % 9% Test de contrôle 30 % 6% développement qualité Main-d'œuvre directe 6% 20 % 9% Électrolyte 20 % 6% Marges 6% Récupération 6% 10 % 10 % 6% 6% Ventes et 0% 22 % % Séchage 0% 4% administration
Décroissance projetée du coût des 20 composantes de la batterie Évolution des coûts des composantes de la batterie, en dollars américains par kilowattheure 700 Coûts de la cellule 600 Autres matériaux 500 Coûts de l'assemblage 400 Cathode 300 Anode 200 Séparateur 100 Électrolyte 0 2011 2015 2020
Intérêt mondial pour la production de batteries 21 rechargeables Prévision de la capacité de production des méga-usines en gigawattheure pour des batteries rechargeables (2014-2020) 140 Boston Power 120 10,0 10,0 BYD 100 20,0 20,0 Foxconn 80 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 Tesla 60 35,0 35,0 35,0 35,0 35,0 35,0 LG chem 40 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 Demande 2014 20 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 0 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021
Retombées économiques potentielles de la construction et de l’exploitation d’une usine 22 de batteries Usine transformant l’ensemble du lithium produit au Québec en batteries Investissements potentiels de près de 8,5 G$ Coûts d’exploitation annuels de plus de 1,1 G$ Plus de 17 000 emplois potentiels créés ou soutenus sur une période de 10 ans
5 Utilisation des produits à base de lithium
Réduction des gaz à effet de serre (GES) 24 grâce aux véhicules électriques Phase du cycle de vie VE NMC VE LFP VCI Fabrication et assemblage des véhicules 1 359,38 1 509,38 826,50 Structure des véhicules 637,50 637,50 637,50 Moteur et autres éléments de motorisation 140,63 140,63 178,13 Batterie 581,25 731,25 10,88 Maintenance (utilisation) 144,00 144,00 178,00 Consommation de carburant (essence/électricité) 6,32 6,32 4 068,20 Fin de vie des véhicules 88,13 88,13 63,75 Total des émissions annuelles de GES 1 597,82 1 747,82 5 136,45 pour 1 000 véhicules (-69 %) (-66 %) (réduction par rapport au VCI)
Économies réalisées en carburant 25 Consommation énergétique lors de l’utilisation Consommation Unité VE NMC VE LFP VCI Essence litres/an - - 1 420 000 Électricité MWh/an 4 000 4 000 - Énergie équivalente GJ/an 14 400 14 400 45 582 Coûts liés à la consommation énergétique Consommation VE NMC VE LFP VCI Essence - - 1 917 000 $ Électricité 352 400 $ 352 400 $ - Économies réalisées 1 564 600 $ 1 564 600 $ - pour 1 000 véhicules
Stockage d’énergie 26 Batterie domestique Tesla
6 Impact macroéconomique potentiel de la décarbonisation
Consommation d’énergie par secteur 28 au Québec Consommation annuelle en tonnes d’équivalents pétrole 45 000 000 40 000 000 35 000 000 40 % 40 % 39 % 40 % 40 % 40 % 38 % 37 % 37 % 41 % 40 % 37 % 42 % 41 % 41 % 30 000 000 25 000 000 20 000 000 25 % 26 % 26 % 29 % 29 % 28 % 29 % 25 % 26 % 26 % 28 % 29 % 24 % 26 % 26 % 15 000 000 16 % 16 % 16 % 15 % 15 % 13 % 14 % 15 % 10 000 000 15 % 15 % 15 % 16 % 14 % 15 % 15 % 5 000 000 19 % 19 % 19 % 19 % 19 % 20 % 19 % 18 % 18 % 19 % 19 % 18 % 18 % 19 % 19 % 0 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Secteur résidentiel Secteur commercial Secteur des transports Secteur industriel Sources : Ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles, et Statistique Canada.
Importations de pétrole brut au Québec 29 Milliers de dollars 2015 6 900 079 $ 2014 11 248 802 $ 2013 13 702 711 $ 2012 13 693 233 $ 2011 10 906 996 $ 2010 12 010 556 $ 2009 10 219 551 $ 2008 17 099 928 $ 2007 13 759 964 $ 0 5 000 000 10 000 000 15 000 000 20 000 000
Impact des véhicules électriques 30 Paramètre Valeur pour 1 000 VCI Litres de pétrole de moins à importer au Québec 2 532 711 Équivalence en barils de pétrole importés au Québec 15 929 Représentation en pourcentage des importations totales 0,01
Impact du secteur pétrolier au Québec 31 Impacts du secteur pétrolier sur l’économie québécoise en 2013 Produit Exportations Importations Emplois intérieur brut M$ % M$ % M$ % Nombre % Extraction de pétrole et de gaz 2 0,0 0 0,0 13 523 15,4 60 0,0 Fabrication de produits pétroliers 1 065 0,3 2 663 4,1 6 950 7,9 4 153 0,1 raffinés Grossistes distributeurs de produits 83 0,0 - - - - 2 068 0,1 pétroliers raffinés Stations-services 920 0,3 - - - - 18 207 0,5 Transport du pétrole brut par oléduc 30 0,0 - - - - - - Total de la chaîne de valeur directe 2 101 0,7 2 663 4,1 20 473 23,3 24 488 0,7 du pétrole Ensemble de l'économie québécoise 306 774 100 65 737 100 88 033 100 3 474 011 100 Source : Évaluations environnementales stratégiques sur les hydrocarbures, identification des marchés potentiels internes et externes pour la ressource produite et des effets de déplacements potentiels au Québec (G-ECN-04), Chaire de gestion du secteur de l’énergie, 30 septembre 2015.
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