Avec la popularisation et l'application des batteries à énergie nouvelle, telles que les batteries lithium-manganèse, leurs matériaux d'électrode positive à base de manganèse suscitent un vif intérêt. S'appuyant sur les données disponibles, le département d'études de marché d'UrbanMines Tech. Co., Ltd. a dressé un bilan de l'état de l'industrie du manganèse en Chine, à l'intention de ses clients.
1. Approvisionnement en manganèse : L'extraction du minerai dépend des importations et la capacité de production des produits transformés est très concentrée.
1.1 Chaîne de valeur de l'industrie du manganèse
Les produits à base de manganèse sont très variés et principalement utilisés dans la production d'acier. Ils présentent également un fort potentiel pour la fabrication de batteries. Le manganèse métallique est blanc argenté, dur et cassant. Il est principalement utilisé comme désoxydant, désulfurant et élément d'alliage dans la sidérurgie. Les principaux produits dérivés du manganèse sont l'alliage silicium-manganèse, le ferromanganèse à teneur moyenne et faible en carbone et le ferromanganèse à haute teneur en carbone. De plus, le manganèse est également utilisé dans la production de matériaux de cathode ternaires et de matériaux de cathode à base de manganate de lithium, des domaines d'application à fort potentiel de croissance. Le minerai de manganèse est principalement valorisé par voie métallurgique et chimique. 1) En amont : extraction et traitement du minerai. Les minerais de manganèse comprennent notamment l'oxyde de manganèse et le carbonate de manganèse. 2) En aval : deux grandes étapes sont la transformation : la voie chimique et la voie métallurgique. Des produits tels que le dioxyde de manganèse, le manganèse métallique, le ferromanganèse et le silicomanganèse sont obtenus par lixiviation à l'acide sulfurique ou par réduction en four électrique. 3) Applications en aval : Les applications en aval couvrent les alliages d'acier, les cathodes de batteries, les catalyseurs, la médecine et d'autres domaines.
1.2 Minerai de manganèse : les ressources de haute qualité sont concentrées à l’étranger et la Chine dépend des importations.
Les gisements mondiaux de manganèse sont concentrés en Afrique du Sud, en Chine, en Australie et au Brésil, la Chine possédant les deuxièmes réserves mondiales. Les ressources mondiales en manganèse sont abondantes, mais inégalement réparties. Selon les données de Wind, en décembre 2022, les réserves mondiales prouvées de manganèse s'élevaient à 1,7 milliard de tonnes, dont 37,6 % en Afrique du Sud, 15,9 % au Brésil, 15,9 % en Australie et 8,2 % en Ukraine. En 2022, les réserves chinoises atteindraient 280 millions de tonnes, soit 16,5 % du total mondial, plaçant ainsi la Chine au deuxième rang mondial.
La teneur des ressources mondiales en minerai de manganèse varie considérablement, et les ressources de haute qualité sont concentrées à l'étranger. Les minerais riches en manganèse (contenant plus de 30 % de manganèse) se trouvent principalement en Afrique du Sud, au Gabon, en Australie et au Brésil. La teneur de ces minerais se situe entre 40 et 50 %, et leurs réserves représentent plus de 70 % des réserves mondiales. La Chine et l'Ukraine dépendent principalement de ressources en minerai de manganèse à faible teneur, généralement inférieure à 30 %, qui nécessitent un traitement avant utilisation.
Les principaux producteurs mondiaux de minerai de manganèse sont l'Afrique du Sud, le Gabon et l'Australie, la Chine représentant 6 % de la production mondiale. Selon les prévisions, la production mondiale de minerai de manganèse en 2022 devrait atteindre 20 millions de tonnes, soit une baisse de 0,5 % par rapport à l'année précédente. Plus de 90 % de cette production provient d'outre-mer. La production de l'Afrique du Sud, du Gabon et de l'Australie s'élève respectivement à 7,2 millions, 4,6 millions et 3,3 millions de tonnes. La Chine, quant à elle, produit 990 000 tonnes de minerai de manganèse, soit seulement 5 % de la production mondiale.
La répartition du minerai de manganèse en Chine est inégale, principalement concentrée dans le Guangxi, le Guizhou et d'autres régions. Selon l'étude « Recherche sur les ressources en minerai de manganèse et les enjeux de sécurité de la chaîne industrielle en Chine » (Ren Hui et al.), les minerais de manganèse chinois sont principalement des carbonates de manganèse, avec des quantités moindres d'oxydes de manganèse et d'autres types de minerais. D'après le ministère des Ressources naturelles, les réserves chinoises de minerai de manganèse s'élevaient à 280 millions de tonnes en 2022. La région possédant les plus importantes réserves est le Guangxi, avec 120 millions de tonnes, soit 43 % des réserves nationales ; vient ensuite le Guizhou, avec 50 millions de tonnes, soit 43 % des réserves nationales.
Les gisements de manganèse en Chine sont de petite taille et de faible teneur. Le pays compte peu de mines de manganèse à grande échelle, et la plupart produisent des minerais pauvres. Selon l'étude « Recherche sur les ressources en minerai de manganèse et les enjeux de sécurité de la chaîne industrielle en Chine » (Ren Hui et al.), la teneur moyenne du minerai de manganèse en Chine est d'environ 22 %, ce qui est faible. Il n'existe pratiquement aucun minerai de manganèse riche conforme aux normes internationales, et les minerais pauvres ne peuvent être utilisés qu'après enrichissement par traitement.
La Chine dépend à près de 95 % des importations de minerai de manganèse. En raison de la faible teneur de ses ressources, de leur forte concentration en impuretés, des coûts d'extraction élevés et des normes strictes de sécurité et de protection de l'environnement en vigueur dans le secteur minier, la production chinoise de minerai de manganèse est en baisse constante. Selon les données de l'Institut d'études géologiques des États-Unis (USGS), cette production est en recul depuis dix ans, avec des chutes significatives entre 2016 et 2018, ainsi qu'en 2021. La production annuelle actuelle avoisine le million de tonnes. La Chine est fortement dépendante des importations de minerai de manganèse, et sa dépendance extérieure a dépassé les 95 % ces cinq dernières années. D'après les données de Wind, la production chinoise devrait atteindre 990 000 tonnes en 2022, tandis que les importations s'élèveront à 29,89 millions de tonnes, soit une dépendance aux importations de 96,8 %.
1.3 Manganèse électrolytique : La Chine représente 98 % de la production mondiale et sa capacité de production est concentrée.
La production chinoise de manganèse électrolytique est concentrée dans les provinces du centre et de l'ouest. Plus précisément, elle est principalement concentrée dans les provinces du Ningxia, du Guangxi, du Hunan et du Guizhou, représentant respectivement 31 %, 21 %, 20 % et 12 % de la production mondiale. Selon l'industrie sidérurgique, la Chine assure 98 % de la production mondiale de manganèse électrolytique et est le premier producteur mondial.
L'industrie chinoise du manganèse électrolytique présente une capacité de production concentrée, Ningxia Tianyuan Manganese Industry représentant à elle seule 33 % de la capacité nationale. Selon Baichuan Yingfu, en juin 2023, la capacité de production chinoise de manganèse électrolytique s'élevait à 2,455 millions de tonnes. Parmi les dix principaux acteurs figurent Ningxia Tianyuan Manganese Industry, Southern Manganese Group et Tianxiong Technology, avec une capacité de production totale de 1,71 million de tonnes, soit 70 % de la capacité nationale. À elle seule, Ningxia Tianyuan Manganese Industry dispose d'une capacité de production annuelle de 800 000 tonnes, représentant 33 % de la capacité de production nationale.
Affectés par les politiques industrielles et les pénuries d'électricité,manganèse électrolytiqueLa production a diminué ces dernières années. Avec l'introduction du double objectif carbone de la Chine, les politiques de protection de l'environnement se sont durcies, le rythme de la modernisation industrielle s'est accéléré, les capacités de production obsolètes ont été éliminées, les nouvelles capacités de production sont strictement contrôlées et des facteurs tels que les restrictions d'approvisionnement en électricité dans certaines régions ont limité la production, entraînant une baisse en 2021. En juillet 2022, le Comité spécialisé du manganèse de l'Association chinoise de l'industrie des ferroalliages a proposé de limiter et de réduire la production de plus de 60 %. En 2022, la production chinoise de manganèse électrolytique a chuté à 852 000 tonnes (en baisse de 34,7 % par rapport à l'année précédente). Le 22 octobre, le Comité de travail sur l'innovation en matière de manganèse électrolytique de l'Association minière chinoise a proposé d'arrêter toute production en janvier 2023 et de la réduire de moitié de février à décembre. Le 22 novembre, le Comité de travail sur l'innovation en matière de manganèse électrolytique de l'Association minière chinoise a recommandé aux entreprises de poursuivre la suspension et la modernisation de leur production, et d'organiser leur production à 60 % de leur capacité. Nous prévoyons que la production de manganèse électrolytique n'augmentera pas significativement en 2023.
Le taux d'utilisation des capacités se maintient autour de 50 % et connaîtra de fortes fluctuations en 2022. En raison du plan d'alliance mis en place en 2022, ce taux devrait fortement varier pour les entreprises chinoises de production de manganèse électrolytique, avec une moyenne annuelle de 33,5 %. Des suspensions et des mises à niveau de la production ont été effectuées au premier trimestre 2022, et les taux d'utilisation en février et mars n'ont atteint que 7 % et 10,5 % respectivement. Suite à la réunion de l'alliance fin juillet, les usines membres ont réduit ou suspendu leur production, et les taux d'utilisation en août, septembre et octobre ont été inférieurs à 30 %.
1.4 Dioxyde de manganèse : Stimulée par le manganate de lithium, la croissance de la production est rapide et la capacité de production est concentrée.
Poussée par la demande de matériaux à base de manganate de lithium, la Chinedioxyde de manganèse électrolytiqueLa production a considérablement augmenté. Ces dernières années, sous l'effet de la demande en manganates de lithium, la demande en dioxyde de manganèse électrolytique a fortement progressé, entraînant une hausse de la production chinoise. Selon l'étude « A Brief Overview of Global Manganese Ore and China's Manganese Product Production in 2020 » (Qin Deliang), la production chinoise de dioxyde de manganèse électrolytique s'élevait à 351 000 tonnes en 2020, soit une augmentation de 14,3 % par rapport à l'année précédente. En 2022, certaines entreprises interrompront leur production pour maintenance, ce qui devrait entraîner une baisse de la production de dioxyde de manganèse électrolytique. D'après les données du Shanghai Nonferrous Metal Network, cette production devrait atteindre 268 000 tonnes en 2022.
La production chinoise de dioxyde de manganèse électrolytique est concentrée dans les provinces du Guangxi, du Hunan et du Guizhou. La Chine est le premier producteur mondial de dioxyde de manganèse électrolytique. Selon l'Institut de recherche industrielle de Huajing, la production chinoise représentait environ 73 % de la production mondiale en 2018. Cette production est principalement concentrée dans les provinces du Guangxi, du Hunan et du Guizhou, le Guangxi assurant la plus grande part. Toujours selon l'Institut de recherche industrielle de Huajing, la production du Guangxi représentait 74,4 % de la production nationale en 2020.
1.5 Sulfate de manganèse : bénéficiant d'une capacité de batterie accrue et d'une capacité de production concentrée
La production chinoise de sulfate de manganèse représente environ 66 % de la production mondiale, avec une capacité de production concentrée dans le Guangxi. Selon QYResearch, la Chine est le premier producteur et consommateur mondial de sulfate de manganèse. En 2021, sa production représentait environ 66 % de la production mondiale totale ; les ventes mondiales totales de sulfate de manganèse en 2021 s'élevaient à environ 550 000 tonnes, dont environ 41 % de sulfate de manganèse de qualité batterie. Les ventes mondiales totales de sulfate de manganèse devraient atteindre 1,54 million de tonnes en 2027, dont environ 73 % de sulfate de manganèse de qualité batterie. Selon l'étude « A Brief Overview of Global Manganese Ore and China's Manganese Product Production in 2020 » (Qin Deliang), la production chinoise de sulfate de manganèse en 2020 était de 479 000 tonnes, principalement concentrée dans le Guangxi, qui représentait 31,7 % de la production mondiale.
Selon Baichuan Yingfu, la capacité de production annuelle de sulfate de manganèse de haute pureté en Chine devrait atteindre 500 000 tonnes en 2022. Cette capacité est concentrée : 60 % de cette capacité est issue de l’industrie du manganèse de catégorie 3 (CR3), pour une production de 278 000 tonnes. La nouvelle capacité de production devrait atteindre 310 000 tonnes (300 000 tonnes pour Tianyuan Manganese Industry et 10 000 tonnes pour Nanhai Chemical).
2. Demande de manganèse : Le processus d’industrialisation s’accélère et la contribution des matériaux de cathode à base de manganèse augmente.
2.1 Demande traditionnelle : 90 % d'acier, devrait rester stable
L'industrie sidérurgique représente 90 % de la demande en aval de minerai de manganèse, et l'utilisation des batteries lithium-ion est en pleine expansion. Selon le rapport annuel de la conférence IMnI EPD (2022), le minerai de manganèse est principalement utilisé dans la sidérurgie. Plus de 90 % de ce minerai sert à la production d'alliages silicium-manganèse et de ferroalliages de manganèse, tandis que le reste est principalement utilisé pour la production de dioxyde de manganèse électrolytique et de sulfate de manganèse, ainsi que d'autres produits. D'après Baichuan Yingfu, les industries en aval du minerai de manganèse sont les alliages de manganèse, le manganèse électrolytique et les composés de manganèse. Dans ces secteurs, 60 à 80 % du minerai sont utilisés pour la fabrication d'alliages (pour l'acier et la fonderie, etc.), 20 % pour la production de manganèse électrolytique (utilisé pour la production d'acier inoxydable, d'alliages, etc.) et 5 à 10 % pour la production de composés (utilisés pour la production de matériaux ternaires, de matériaux magnétiques, etc.).
Manganèse pour l'acier brut : La demande mondiale devrait atteindre 20,66 millions de tonnes d'ici 25 ans. Selon l'Association internationale du manganèse, le manganèse est utilisé comme désulfurant et additif d'alliage sous forme d'alliages fer-manganèse à haute, moyenne ou basse teneur en carbone et d'alliages silicium-manganèse lors de la production d'acier brut. Il permet de prévenir l'oxydation excessive pendant l'affinage et d'éviter la fissuration et la fragilité. Il améliore la résistance, la ténacité, la dureté et la formabilité de l'acier. La teneur en manganèse des aciers spéciaux est supérieure à celle des aciers au carbone. La teneur moyenne mondiale en manganèse de l'acier brut devrait être de 1,1 %. À partir de 2021, la Commission nationale du développement et des réformes et d'autres organismes mettront en œuvre un programme national de réduction de la production d'acier brut, qui se poursuivra en 2022, avec des résultats prometteurs. De 2020 à 2022, la production nationale d'acier brut devrait diminuer, passant de 1,065 milliard de tonnes à 1,013 milliard de tonnes. À l'avenir, la production d'acier brut en Chine et dans le monde devrait rester stable.
2.2 Demande de batteries : contribution incrémentale des matériaux de cathode à base de manganèse
Les batteries au lithium-manganèse sont principalement utilisées sur le marché des appareils numériques, celui des petits appareils de forte puissance et celui des véhicules particuliers. Elles présentent un haut niveau de sécurité et un faible coût, mais une faible densité énergétique et une durée de vie limitée. Selon Xinchen Information, les livraisons chinoises de matériaux de cathode au manganate de lithium ont été respectivement de 7,5 000 tonnes en 2019, 9,1 000 tonnes en 2021 et 102 000 tonnes en 2022, pour atteindre 66 000 tonnes. Cette baisse s'explique principalement par le ralentissement économique en Chine en 2022 et la hausse continue du prix du carbonate de lithium, matière première en amont. Ces hausses de prix ont entraîné une faible demande.
Manganèse pour cathodes de batteries au lithium : La demande mondiale devrait atteindre 229 000 tonnes en 2025, soit l’équivalent de 216 000 tonnes de dioxyde de manganèse et de 284 000 tonnes de sulfate de manganèse. Le manganèse utilisé comme matériau de cathode pour les batteries au lithium se divise principalement en manganèse pour batteries ternaires et manganèse pour batteries au manganate de lithium. Avec la croissance future des livraisons de batteries ternaires de puissance, nous estimons que la consommation mondiale de manganèse pour ces batteries passera de 61 000 tonnes à 92 000 tonnes entre 2022 et 2025, et la demande correspondante de sulfate de manganèse (le sulfate de manganèse étant la source de manganèse du matériau de cathode des batteries ternaires) de 186 000 tonnes à 284 000 tonnes. Selon Xinchen Information et Boshi, la croissance de la demande de véhicules électriques à deux roues devrait entraîner une augmentation des livraisons mondiales de cathodes de manganate de lithium de 224 000 tonnes en 25 ans, correspondant à une consommation de manganèse de 136 000 tonnes et à une demande correspondante de dioxyde de manganèse de 216 000 tonnes (le dioxyde de manganèse étant la source de manganèse du matériau de cathode de manganate de lithium).
Les sources de manganèse présentent l'avantage d'être abondantes, peu coûteuses et compatibles avec les hautes tensions des matériaux à base de manganèse. Avec les progrès technologiques et l'accélération de l'industrialisation, des fabricants de batteries comme Tesla, BYD, CATL et Guoxuan High-tech ont commencé à utiliser des matériaux de cathode à base de manganèse.
L'industrialisation du phosphate de fer-manganèse lithié devrait s'accélérer. 1) Combinant les avantages du phosphate de fer lithié et des batteries ternaires, il offre à la fois sécurité et densité énergétique. Selon le Réseau des métaux non ferreux de Shanghai, le phosphate de fer lithié est une version améliorée du phosphate de fer lithié. L'ajout de manganèse permet d'augmenter la tension de la batterie. Sa densité énergétique théorique est supérieure de 15 % à celle du phosphate de fer lithié, et il présente une bonne stabilité matérielle. Une tonne de phosphate de fer-manganèse contient 13 % de lithium et de manganèse. 2) Progrès technologiques : L'ajout de manganèse aux batteries au phosphate de fer lithié souffre de problèmes tels qu'une faible conductivité et une durée de vie réduite. Ces problèmes peuvent être résolus grâce à la nanotechnologie des particules, la conception morphologique, le dopage ionique et le revêtement de surface. 3) Accélération du processus industriel : Des entreprises comme CATL, China Innovation Aviation, Guoxuan Hi-Tech et Sunwoda produisent déjà des batteries au phosphate de fer lithié. Des entreprises spécialisées dans les cathodes, telles que Defang Nano, Rongbai Technology, Dangsheng Technology, etc., utilisent des matériaux de cathode au phosphate de fer et de manganèse lithium. Les véhicules électriques de la série GOVAF0 du constructeur automobile Niu sont équipés de batteries au phosphate de fer et de manganèse. NIO a lancé une production à petite échelle de ces batteries à Hefei, et Fudi Battery (BYD) a commencé à s'approvisionner en matériaux au phosphate de fer et de manganèse lithium. Le modèle 3 restylé de Tesla, commercialisé en Chine, utilise la nouvelle batterie au phosphate de fer et de manganèse M3P de CATL.
Manganèse pour cathode de phosphate de lithium-fer-manganèse : Dans des hypothèses neutres et optimistes, la demande mondiale de cathode de phosphate de lithium-fer-manganèse devrait être de 268 000/358 000 tonnes dans 25 ans, et la demande correspondante de manganèse est de 35 000/47 000 tonnes.
Selon les prévisions de Gaogong Lithium Battery, d'ici 2025, le taux de pénétration du marché des matériaux de cathode en phosphate de fer-manganèse (LiFeMp) dépassera 15 % par rapport aux matériaux LiFeP. Par conséquent, dans des conditions neutres et optimistes, les taux de pénétration du LiFeMp d'ici 23 à 25 ans sont respectivement de 4 %, 9 % et 15 %, puis de 5 %, 11 % et 20 %. Marché des deux-roues : nous prévoyons une accélération de la pénétration des batteries LiFeMp sur le marché chinois des deux-roues électriques. Les marchés étrangers ne seront pas pris en compte en raison de leur faible sensibilité aux coûts et des exigences élevées en matière de densité énergétique. Dans des conditions neutres et optimistes, la demande de cathodes LiFeMp devrait atteindre 1,1 à 15 000 tonnes d'ici 25 ans, et la demande correspondante de manganèse 0,1 à 0,2 million de tonnes. Marché des véhicules électriques : en supposant que le phosphate de fer-manganèse lithié remplace complètement le phosphate de fer lithié et soit utilisé en combinaison avec des batteries ternaires (selon la proportion des produits connexes de Rongbai Technology, nous supposons que le taux de dopage est de 10 %), on s’attend à ce que, dans des conditions neutres et optimistes, la demande de cathodes de phosphate de fer-manganèse lithié soit de 257 000/343 000 tonnes, et la demande correspondante de manganèse soit de 33 000/45 000 tonnes.
Actuellement, les prix du minerai de manganèse, du sulfate de manganèse et du manganèse électrolytique se situent à des niveaux historiquement bas, tandis que celui du dioxyde de manganèse est relativement élevé. En 2021, en raison des mesures de contrôle de la consommation d'énergie et des pénuries d'électricité, la production a été suspendue conjointement par les acteurs du secteur. L'offre de manganèse électrolytique a diminué, entraînant une forte hausse des prix et, par conséquent, des prix du minerai de manganèse, du sulfate de manganèse et du manganèse électrolytique. Après 2022, la demande en aval s'est affaiblie, ce qui a fait baisser le prix du manganèse électrolytique, ainsi que celui du dioxyde de manganèse électrolytique. Pour le manganèse, le sulfate de manganèse, etc., la correction des prix reste modérée grâce à la forte croissance du marché des batteries au lithium. À long terme, la demande en aval concerne principalement le sulfate de manganèse et le dioxyde de manganèse utilisés dans les batteries. L'augmentation des volumes de matériaux de cathode à base de manganèse devrait contribuer à une hausse des prix.