Recyclage des batteries électriques en Europe, un enjeu de taille
Le recyclage des batteries pour véhicule électrique a longtemps été un frein à son développement à grande échelle.
L’innovation progresse pour résoudre les défis des batteries, mais le recyclage à grande échelle reste crucial.
Le recyclage des batteries est essentiel pour la transition écologique et la mobilité électrique.
Pour devenir un leader dans l’industrie des batteries, l’Europe doit anticiper et organiser le recyclage.
Une dépendance sur la production de batteries:
L’Europe manque de ressources pour produire suffisamment de batteries.
Elle dépend fortement de métaux qu’elle ne possède pas en quantité suffisante.
La demande en cobalt et lithium va considérablement augmenter d’ici 2030.
L’Europe compte sur le recyclage des batteries pour créer ses propres gisements de métaux.
Le lithium et l’enjeu du recyclage à 70%
La réglementation européenne vise un recyclage accru des batteries : 65 % dès 2025, 70 % en 2030.
Chaque métal aura un taux spécifique de recyclage pour compenser les pénuries potentielles, par exemple le lithium à 35 % puis 70 %.
Pour le nickel et le cobalt, l’objectif est un taux de recyclage de 90 % d’ici quatre ans.
Bruxelles exige l’incorporation progressive de matériaux recyclés dans les batteries à partir de 2030.
Par exemple, 4 % de lithium recyclé devra être incorporé dès 2030, augmentant à 10 % en 2035.
Le calendrier est serré car les batteries nécessitent des produits d’une grande pureté, posant des défis pour l’intégration de métaux recyclés.
La pyrométallurgie est le procédé principal utilisé, chauffant la batterie pour récupérer un alliage métallique.
Le problème de cette méthode est qu’elle ne permet pas de recueillir tous les métaux.
De nombreux regards se tournent alors vers l’hydrométallurgie.
L’avenir du recyclage avec l’Hydrométallurgie :
Mais qu’est-ce que l’hydrométallurgie ? C’est une technique d’extraction des métaux qui comporte une étape où le métal est solubilisé pour permettre sa purification. C’est un procédé de traitement des métaux par voie liquide, d’où le nom d’hydrométallurgie.
La batterie exigeant des métaux purs, ce procédé de purification consiste à mettre en solution les différents métaux contenus dans un minerai ou un concentré afin de les séparer pour les valoriser.
L’hydrométallurgie typique est composée des opérations suivantes :
- lixiviation ou dissolution : mise en solution des différents métaux ;
- purification : séparation des différents métaux/constituants entre eux ;
- électrolyse : récupération du métal voulu sous forme métallique.
Les procédés hydrométallurgiques permettent d’obtenir des degrés de pureté des métaux que les autres procédés métallurgiques, tels que la pyrométallurgie, ne permettent pas d’obtenir. Ils ont aussi l’avantage d’être moins énergivores s’inscrivant ainsi dans une démarche écologique recherchée par la filière.
A noter que différents métaux traités par hydrométallurgie sont principalement le zinc, le nickel, le cuivre, le cobalt, l’uranium, le chrome, le manganèse, le lithium…
Cependant l’hydrométallurgie n’est rentable qu’à grande échelle et va exiger de gros investissements qui se chiffreront en centaines de millions d’euros.
Batteries 100 % recyclées : utopie ou réalité ?
Les industriels visent un circuit fermé pour les batteries, produisant des neuves avec des anciennes.
Les tests de recyclage au lithium ont été difficiles en laboratoire, en raison du manque de véhicules électriques en circulation.
L’Europe mise sur l’extraction minière pour combler la potentielle pénurie de métaux nécessaires à son système énergétique décarboné.
À long terme, le recyclage pourrait satisfaire une part importante des besoins en métaux pour les batteries et les énergies renouvelables.
Cependant les contraintes liées au recyclage restent nombreuses. Le nombre de véhicules électriques encore trop marginal, et la plupart pas encore en fin de vie laissent ainsi de nombreuses questions ouvertes sur la durée de vie des batteries, leur collecte, leur état et leur adaptabilité aux processus de recyclage.
Par ailleurs le manque de connaissances sur la fabrication et la composition des batteries s’ompose comme un obstacle à l’efficacité des processus de recyclage. En effet, les marchés des matières premières connaissent une certaine volatilité financière qui rend les investissements dans le recyclage incertains.
Par exemple le cobalt, considéré comme le métal le plus rentable à recycler, a vu son prix tripler entre 2017 et 2019, puis être divisé par quatre en quelques mois, avant de remonter, sans toutefois retrouver ses niveaux antérieurs.
L’utilisation croissante du nickel, qui remplacera partiellement le cobalt in fine, oblige les entreprises à passer du cobalt au nickel. Des questions similaires se posent quant à la « seconde vie » de ces batteries qui serviraient pour des usages stationnaires.
Quels enjeux pour le recyclage :
Le potentiel de recyclage des piles dans l’UE est important et représente un triple enjeu :
- Environnemental : le recyclage permet des économies d’énergie par rapport à l’extraction minière.
- Économique : le développement d’une infrastructure de recyclage et d’un écosystème industriel lié au stockage de l’électricité sera créateur d’emplois et de valeur.
- Stratégique : il permettra de récupérer des ressources minérales que l’UE n’exploite pas sur ses propres terres, et les réinjectera directement dans les industries de l’UE.
Réglementation :
Il faut fournir à l’industrie européenne les moyens réglementaires et financiers pour le recyclage et la production en circuit fermé.
La réglementation devrait imposer des normes précises à chaque étape du cycle de vie des batteries.
Il est essentiel de favoriser une exploitation minière respectueuse de l’environnement et de l’éthique, ainsi que la production de matières premières secondaires par recyclage.
Les normes d’écoconception et d’éco-fabrication des batteries facilitent le recyclage et la récupération des matériaux à moindre coût.
Il faut revoir le ciblage et la comptabilisation du recyclage, réorganiser les systèmes de collecte, certifier les filières de collecte et de recyclage, et réviser rapidement la directive européenne sur les piles pour l’adapter aux nouveaux défis de l’industrie.
Empreinte carbone sur l’ensemble du cycle de vie
L’ACV évalue l’empreinte carbone des piles. Elle mesure l’impact de la fabrication à la fin de vie.
Une vision systémique favorise la coopération entre entreprises. Elle collabore avec les États membres et la Commission européenne.
Les ventes de véhicules électriques augmentent. En 2022, 3 millions ont été vendus de janvier à mai.
10 % des voitures achetées en France en 2021 étaient électriques. Le pays le plus en avance étant la Norvège, avec 64,5 % de part de marché pour le véhicule électrique.
D’ici 2030, le parc mondial de voitures hybrides rechargeables et électriques devrait atteindre 145 millions d’unités (source Agence internationale de l’énergie)
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SNECI soutient le leader européen de la batterie automobile durable à travers son industrialisation
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