Le cuivre est essentiel à la transition vers les véhicules électriques, mais une étude menée par des professeurs de l’Université du Michigan et de l’Université Cornell doute que l’on puisse en trouver suffisamment pour répondre à la demande et suggère que l’adoption massive d’hybrides pourrait être une alternative plus efficace.
« Le cuivre est le minerai le plus fondamental pour l’avenir de l’humanité, car il est essentiel à la production, à la distribution et au stockage de l’électricité. La disponibilité et la demande de cuivre déterminent le taux d’électrification, qui est le fondement de la politique climatique actuelle », selon l’étude, parrainée par le Forum international de l’énergie.
Le Forum est la plus grande organisation internationale au monde regroupant les ministres de l’énergie de 70 pays et comprenant à la fois des pays producteurs et consommateurs. Il a pour mandat général d’examiner toutes les questions énergétiques, notamment le pétrole et le gaz, les énergies propres et renouvelables, la durabilité, les transitions énergétiques et les nouvelles technologies.
L’étude de l’UM et de Cornell, à Ithaca, dans l’État de New York, conclut que le cuivre ne peut pas être extrait assez rapidement pour suivre les directives politiques américaines actuelles visant à faire passer l’infrastructure électrique et automobile du pays aux énergies renouvelables.
« De nombreuses études ont soulevé des inquiétudes quant au fait que l’approvisionnement en cuivre ne puisse pas répondre aux besoins en cuivre de la transition vers une énergie verte et d’un développement mondial équitable, mais l’hypothèse universelle persiste que le cuivre nécessaire à la transition verte sera d’une manière ou d’une autre disponible. Cela ne doit pas nécessairement être le cas, même pour la première étape de l’électrification des véhicules », note l’étude.
« Pour électrifier le parc automobile mondial, il faudrait mettre en production 55 % de nouvelles mines en plus que ce qui serait nécessaire autrement », indique l’étude. « En revanche, la fabrication de véhicules hybrides électriques nécessiterait une extraction de cuivre supplémentaire négligeable. »
L’Union européenne prévoit d’interdire les véhicules équipés de moteurs à combustion interne d’ici 2035, la même année où l’État de Californie prévoit de mettre fin aux ventes de véhicules ICE.
La loi américaine sur la réduction de l’inflation prévoit que 100 % des voitures fabriquées soient électrifiées d’ici 2035 (https://www.sustainability.gov/federalsustainabilityplan/fleet.html). L’Union européenne appelle également de ses vœux des véhicules électriques d’ici 2035 et en Chine, le plus grand marché mondial pour les véhicules neufs, plus d’un quart des véhicules neufs vendus sont des véhicules électriques.
Mais un véhicule électrique nécessite trois à cinq fois plus de cuivre qu’un véhicule à moteur à combustion interne, sans parler du cuivre nécessaire aux mises à niveau du réseau électrique. (voir graphique ci-dessous).
« Une Honda Accord normale nécessite environ 18 kg de cuivre. La même Honda Accord électrique à batterie nécessite près de 91 kg de cuivre. Les éoliennes terrestres nécessitent environ 9 072 kg de cuivre, et dans le cas des éoliennes offshore, cette quantité peut plus que doubler », selon Adam Simon, professeur d’études terrestres et environnementales à l’UM.
Simon déclare : « Nous démontrons dans notre article que la quantité de cuivre nécessaire est pratiquement impossible à produire pour les sociétés minières. »
L’étude s’appuie sur 120 années de données mondiales provenant de sociétés minières de cuivre et a calculé la quantité de cuivre dont l’infrastructure électrique et le parc automobile des États-Unis auraient besoin pour passer aux énergies renouvelables. Elle a constaté que les besoins en cuivre des énergies renouvelables dépasseraient ce que les mines de cuivre peuvent produire au rythme actuel.
Le cuivre est exploité par 100 entreprises différentes sur six continents, et le temps moyen entre la découverte d’un nouveau gisement de cuivre et l’obtention d’un permis de construire une mine est d’environ 20 ans, selon Simon.
Les chercheurs ont constaté qu’entre 2018 et 2050, le monde devra extraire 115 % de cuivre de plus que ce qui a été extrait dans toute l’histoire de l’humanité jusqu’en 2018, simplement pour continuer à fonctionner comme d’habitude. Cela permettrait de répondre aux besoins actuels en cuivre et de soutenir les pays en développement sans tenir compte de la transition vers les « énergies vertes ».
« Je suis un grand partisan de la loi sur la réduction de l’inflation. C’est fantastique. J’ai des panneaux solaires, des batteries et un véhicule électrique », déclare Simon. « Je suis totalement en faveur de la transition énergétique. Mais il faut qu’elle soit réalisée de manière réalisable. »
Au lieu d’électrifier entièrement la flotte de véhicules américaine, les chercheurs suggèrent de se concentrer sur la fabrication de véhicules hybrides.
« Nous savons par exemple qu’une Toyota Prius a un impact légèrement meilleur sur le climat qu’une Tesla. Au lieu de produire 20 millions de véhicules électriques aux États-Unis et dans le monde, soit 100 millions de véhicules électriques à batterie chaque année, ne serait-il pas plus judicieux de se concentrer sur la construction de 20 millions de véhicules hybrides ? »
Les chercheurs affirment que les pays en développement ont besoin de davantage d’infrastructures en cuivre, comme la construction d’un réseau électrique pour le milliard de personnes environ qui n’ont pas encore accès à l’électricité, pour les deux milliards de personnes environ qui n’ont pas accès à l’eau potable ou pour les quatre milliards de personnes qui n’ont pas accès à des installations sanitaires.
« Les technologies d’énergie renouvelable, l’eau potable, les eaux usées, l’électricité – tout cela ne peut exister sans le cuivre. Nous nous retrouvons donc avec une tension entre la quantité de cuivre dont nous avons besoin pour construire les infrastructures dans les pays moins développés et la quantité de cuivre dont nous avons besoin pour la transition énergétique », explique Simon.
« Nous pensons que notre étude montre que des progrès significatifs peuvent être réalisés pour réduire les émissions aux États-Unis », déclare-t-il. « Cependant, l’accent actuel – presque unique – mis sur la fabrication en aval des technologies d’énergie renouvelable ne peut pas être satisfait par la production minière en amont de cuivre et d’autres métaux sans un changement complet des mentalités sur l’exploitation minière parmi les groupes environnementaux et les décideurs politiques. »
