Lithium, mon amour!

(Source: https://librec.ch/fr/innovation/)

Que ce soit pour des véhicules neufs ou re-motorisés (retrofit) ou encore pour l’entretien des véhicules électriques existants, il va nous falloir des quantités astronomiques de matières premières pour produire les batteries et réaliser la transition vers l’électromobilité. A commencer par la lithium qui est à la base des batteries les plus performantes actuellement (Li-ion, code 16 06 97). On a déjà produit des millions de tonnes de batteries, mais il n’existe pas encore de solution opérationnelle pour leur recyclage. Aïe!

Lors du Recyclingkongress du 28.01.2022 (en ligne, pour cause de COVID-19), la société suisse Librec a présenté son projet pour le recyclage des batteries de véhicules électriques en Europe (voir 3_Jodok_Reinhardt.pdf sur https://www.congresrecyclage.ch/presentations-2022/).

On estime que, pour l’Europe, la demande en matière de recyclage s’élève à environ 150’000 t en 2022 et devrait atteindre plus de 300’000 t en 2025, alors que la capacité de recyclage serait actuellement de 100’000 t. A l’horizon 2050, une fois la transition vers l’électromobilité réalisée, les capacités de recyclage devraient atteindre 4 millions de tonnes par an.

C’est un défi sur lequel Librec semble plutôt bien positionnée. Grâce à sa technologie de séchage sous vide, elle affirme pouvoir recycler plus de 90% des matières premières (tout, y compris le graphite, sauf le liant), contre 70% pour ses concurrents, comme Hydrovolt (N) et Northvolt (S),  qui ne parviennent à récupérer que le nickel, le cobalt, le cuivre, le lithium, l’aluminium et l’électrolyte. Surtout, Librec dit parvenir à un degré de pureté de plus de 99% pour les éléments récupérés, contre moins de 80% pour ses concurrents.

Malheureusement, la première installation pilote (capacité de 6’000 t/an) ne devrait entrer en activité en Suisse qu’en 2024, suivie par une autre en Pologne (50’000 t/an).

Selon Wikipedia, les réserves mondiales de lithium étaient estimées par l’USGS, à la fin de 2010, à 13 millions de tonnes, dont 58 % en Bolivie et 27 % en Chine. En janvier 2021, cette estimation de l’USGS est passée à 21 millions de tonnes, et l’ensemble des ressources identifiées à 86 millions de tonnes, dont 24 % en Bolivie, 22 % en Argentine, 11 % au Chili, 7 % en Australie et 6 % en Chine. La production mondiale, quant à elle, s’est élevée à 82 000 tonnes en 2020, assurée essentiellement par l’Australie (49 %), le Chili (22 %), la Chine (17 %) et l’Argentine (8 %).

Au rythme de 2018-2020 (~90 kt/an), ces réserves (21 Mt) correspondent ainsi environ à 200–250 ans de production. Mais si, comme cela est probable et même souhaité, la demande est multipliée par 10, on a 20-25 ans devant nous pour parvenir à le recycler à >90% et n’utiliser les ressources naturelles encore disponibles que pour compenser les inévitables pertes…

Toujours selon Wikipedia, le risque de pénurie, en l’état actuel des technologies, est important. Il relève en outre les impacts environnementaux et sociaux de l’extraction du lithium, dommages dénoncés notamment par Les Amis de la Terre.

Je suis cependant heureux de constater que tous les acteurs du recyclage des batteries Li-ion adhèrent au concept de 2nd life. En effet, lorsque la batterie d’une voiture électrique a perdu 20 à 30% de sa capacité – et donc de l’autonomie du véhicule en terme de distance parcourue – elle peut encore être très utile pour stocker, par exemple, l’énergie fournie par une éolienne ou une centrale photovoltaïque et la restituer au réseau lors des pointes de consommation.

Ce n’est qu’à la fin de cette deuxième vie que le recyclage “matière” doit être envisagé. Selon l’ADAC allemande, une batterie de 400 kg d’une capacité de 50 kWh contient:

– 4 kg de lithium (1%),

– 11 kg de manganèse (2,8%),

– 12 kg de cobalt (3%),

– 12 kg de nickel (3%),

– et 33 kg de graphite (8%).

Le même article mentionne une capacité de recyclage de 377’000 t/an en Europe à l’horizon 2030, ainsi que d’un objectif réaliste de recyclage à 90%, mais ne dit rien des capacités actuelles. Il est juste rappelé que les volumes actuels de batteries à recycler sont insuffisants pour justifier économiquement les investissements dans des installations de recyclage ayant une taille suffisante pour que le recyclage soit économiquement justifié.

Nous revoilà devant le fameux problème de la poule et de l’œuf! En l’absence de capacités de recyclage existantes, personne ne va collecter des batteries en fin de vie. Et si, comme on peut s’y attendre, ce recyclage coûte nettement plus cher que la valeur des matières premières secondaires récupérées, on voit mal, par exemple, les constructeurs automobiles payer pour un hypothétique recyclage et s’exposer ainsi à des accusations de green washing.

Cela me rappelle les investissements consentis en Suisse par Batrec pour le recyclage des batteries Ni-Cd (code EU 16 06 02), avec le soutien de la Confédération suisse. Au final, les batteries Ni-Cd ont été interdites en Europe en raison de la pollution induite (surtout par le cadmium) si elles ne sont pas recyclées. Du coup, les quantités ont chuté  et j’ignore si les installations fonctionnent encore pour traiter les dernières batteries collectées quelques dizaines d’années après leur mise sur le marché…

Comme les batteries Li-ion sont massivement utilisées dans le domaine des ordinateurs portables, des tablettes et des smartphones, mais aussi les outils électroportatifs ou les rasoirs, j’ai consulté le dernier rapport 2022 de SENS et Swico (PDF, 2,7 Mo). Sans surprise, on y apprend que les batteries Li-ion constituent un danger pour l’environnement et pour le personnel affecté au démantèlement des appareils en fin de vie, mais je n’ai pas trouvé un mot sur le recyclage de ces produits ou leur stockage dans l’attente d’une solution de recyclage. Je note en passant que les batteries, qui représentent 0,6% de la masse des déchets électroniques sont classées dans la catégorie Polluants et pas dans la catégorie Matériaux recyclables (p. 11).

En conclusion, je me demande toujours pourquoi l’on autorise la mise sur le marché de produits polluants ou contenant des matières premières de plus en plus rares sans exiger qu’ils soient repris par le fabricant pour être recyclés de manière écologiquement et économiquement favorable. Je pensais naïvement que le scandale de l’amiante aurait servi de mise en garde, mais l’attrait de la nouveauté et du bénéfice à court terme semble toujours l’emporter…

Une réflexion au sujet de « Lithium, mon amour! »

  1. Excellentes informations qui j espère feront prendre conscience du potentiel du recyclage et donc de gagner de l argent à moyen terme pour des entrepreneurs. Puisque c est le seul moyen de motiver les troupes!

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