Synthèse Beesnest : adopter l'économie circulaire dans le recyclage des batteries
L’utilisation des batteries est sur le point de connaître une hausse spectaculaire, faisant de l’économie circulaire un élément essentiel pour tous les acteurs de la chaîne de valeur. La demande annuelle de batteries lithium-ion en 2022 était d’un peu plus de 750 GWh et devrait augmenter six fois d’ici 2030 pour atteindre plus de 4 500 GWh. Cette hausse est principalement due à l’augmentation des véhicules légers électriques à batteries (BEVs), qui devraient représenter plus de 47% des ventes mondiales de véhicules légers d’ici 2030. La demande annuelle de batteries pour ce segment passera de 490 GWh à près de 3 300 GWh.
Le défi pour les producteurs de batteries ne réside pas seulement dans la satisfaction de la demande croissante, mais aussi dans le devenir des batteries une fois qu’elles ne sont plus utilisées.
La durée de vie d’une batterie dépend de nombreux facteurs, et son état de santé (SoH) peut varier considérablement. Les cellules LFP (lithium fer phosphate) ont généralement une durée de vie plus longue que les cellules NCM (lithium nickel manganèse cobalt oxyde). De plus, l’utilisation et l’emplacement d’une batterie ont un impact significatif sur sa durée de vie : des taux de charge élevés et un stress thermique accélèreront le vieillissement des cellules.
1. Recycle to recover materials
- Recycling involves retrieving materials such as nickel, cobalt, lithium, and graphite from used batteries.
- The rate at which a battery maker produces scrap and waste varies, with the ramp-up phase of a gigafactory potentially resulting in as much as 30–50% of output being rejected.
- Some battery recyclers claim to recover up to 95% of key battery materials, promoting a circular economy and reducing the need to import virgin materials.
- However, recycling removes the option of repurposing batteries for alternative applications and requires a significant lead time and ramp-up phase.
2. Offer the battery a second life with repurposing
- Repurposing involves modifying a used battery for a different purpose, such as using automotive battery cells for stationary energy storage systems.
- Repurposing leverages the remaining functionality of a battery, especially relevant for cell chemistries such as LFP, which has a longer lifetime and is less commercially attractive for recycling.
- However, used batteries are often eight to ten years old or more when they become available for repurposing, and technology may have progressed in the meantime.
3. Reuse the battery through repair or remanufacturing
- Reuse involves repairing, refurbishing, or remanufacturing a battery for the same purpose or application as it was originally designed for.
- Reuse enables slightly aged and minimally damaged cells to stay in circulation.
- However, batteries are currently not designed for reuse, and use cases are limited. Efficient collection of used battery cores requires certain economies of scale and strong cooperation throughout the value chain.
Which option is the best ?
The decision between recycling, repurposing, or reusing a battery depends on a variety of factors, including the battery’s design and chemistry, remaining state of health (SoH), and charging cycles, as well as the cost per charging cycle compared with new batteries.
For battery producers, recycling may offer greater benefits, depending on cell chemistry. The EU’s extended producer responsibility means they are obligated to take back waste batteries.
Veuillez noter qu’il ne s’agit pas d’une liste exhaustive de toutes les informations contenues dans le rapport, mais plutôt d’un résumé de certains points et chiffres clés. Pour plus d’informations, veuillez lire le rapport complet.
Informations sur l'étude
- Cabinet de conseil : Roland Berger
- Date de publication : Juin 2023
- Auteurs : Wolfgang Bernhart, Hasmeet Kaur, Tim Hotz et Sebastian Koper
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