Qu'est-ce qui arrive aux batteries EV utilisées (et peuvent-elles être recyclées)

Les véhicules électriques ont la même durée de vie attendue que les véhicules à moteur à combustion, à environ 15 ans. Cependant, leurs batteries ne durent pas aussi longtemps. Les garanties typiques pour les batteries de véhicules électriques (EV) sont de 8 à 10 ans, ce qui signifie que le VE moyen aura besoin d'un remplacement complet de la batterie au moins une fois dans sa vie professionnelle. Cela soulève la question: que se passe-t-il à ces batteries massives une fois qu'ils atteignent leur date d'expiration?

La bonne nouvelle est qu'une grande partie d'une batterie EV peut être recyclée. La mauvaise nouvelle est que de nombreuses pièces d'une batterie EV ne peuvent pas être recyclées. Le lithium, par exemple, est notoirement difficile à traiter pour la réutilisation, et les estimations de son taux de recyclage varient sauvagement. En raison de ces défis dans le recyclage, il n'est pas rare qu'une batterie EV entière soit jetée à la poubelle. Cependant, certains experts prédisent que les percées révolutionnaires pour l'industrie VE dans les années à venir amélioreront l'efficacité et la durée de vie des nouvelles batteries EV, ce qui signifierait moins de déchets électroniques. Le développement de nouvelles technologies de batterie peut également produire des conceptions plus durables et respectueuses de l'environnement.

Même si l'avenir du recyclage de la batterie EV est optimiste, le sort d'une batterie EV aujourd'hui dépend de nombreux facteurs. Actuellement, la dépendance de l'industrie au lithium et à d'autres matériaux non recyclables signifie qu'aucune batterie EV en fonctionnement aujourd'hui ne sera jamais recyclée à 100%. Ainsi, si vous voulez savoir ce qui arrivera à la batterie de la demi-tonne de votre VE, vous devrez décomposer ses pièces pour voir ce qui est recyclé.

Lorsqu'une batterie EV est recyclée, seules certaines pièces sont extraites, tandis que les autres sont jetés. La raison est double. D'une part, certains matériaux comme le graphite sont trop bon marché pour que le recyclage soit logique. Les autres matériaux sont difficiles à recycler. Le recyclage du lithium, par exemple, a un risque de libérer des produits chimiques toxiques et même d'explosion, avec une petite marge d'erreur.

Les métaux les plus précieux des batteries EV sont toujours les premiers à être extraits. Ceux-ci se trouvent généralement dans la cathode de la batterie. La cathode fait partie d'une batterie qui agit comme un terminal positif et peut contenir des éléments précieux comme le nickel, le cobalt et le manganèse. De tels métaux sont présents en petites quantités, mais leur valeur élevée fait que les extraire valent les tracas. Et c'est un problème. Les cathodes sont composés de nombreux alliages métalliques, donc séparer les différents éléments et les affiner en lingots purs nécessite des processus chimiques intenses. Les deux processus d'extraction les plus courants sont la pyrométallurgie et l'hydrométallurgie.

Comme son nom l'indique, la pyrométallurgie allume la batterie à haute température, ce qui brûle les non-valeurs comme le plastique et liquifie le métal. Une chaleur supplémentaire peut ensuite être appliquée pour extraire les métaux précieux. L'hydrométallurgie implique le trempage des matériaux dans l'acide. De tels processus entraînent des sous-produits toxiques, donc le recyclage n'est pas toujours aussi respectueux de l'environnement que vous le pensez.

D'autres métaux recyclables, comme le cuivre et l'aluminium, peuvent être trouvés dans le blindage, les harnais et les fils de la batterie. Ils sont plus faciles à obtenir, car ils peuvent être retirés pendant le démontage. Enfin, une fois que tous les recyclables ont été extraits, les trucs qui restent, y compris le plastique, les métaux bon marché à repensé et d'autres sous-produits, sont jetés. Certains scientifiques prédisent un avenir dans lequel 100% des batteries pourront être recyclées, mais nous n'y sommes pas encore. Seul le temps nous le dira.

L'idée que toutes les batteries EV se retrouvent dans les décharges est l'un des six mythes communs entourant les véhicules électriques, mais beaucoup le font quand même. Les batteries EV utilisées peuvent également être réutilisées pour des choses comme les panneaux solaires, les éoliennes et les unités de secours. Un exemple de batteries EV réutilisé peut être trouvé dans l'aréna Johan Cruijff d'Amsterdam. Il s'agit de la plus grande installation commerciale de stockage d'énergie à utiliser des batteries EV en Europe, avec une capacité de stockage de 3 mégawatts. Cette capacité massive est grâce à près de 150 batteries Nissan Leaf neuves et utilisées. Les batteries sont chargées pendant la journée par les panneaux solaires du stade. Plus impressionnant, le stade propose des bornes de recharge EV dans le parking, apportant le concept de « réutilisation ».

La réutilisation dépend de la capacité restante de la batterie utilisée. Une batterie EV atteint son état de fin de vie une fois qu'il ne peut stocker qu'environ 75% de sa capacité d'origine, à quel point il peut être réutilisé comme stockage pour les maisons, les installations et les stades de football susmentionnés. Les batteries EV réutilisées peuvent fournir jusqu'à 10 ans de service supplémentaires.

Mais une fois qu'une batterie est totalement morte, il n'y a que deux options: recycler ou lancer. Pour les batteries totalement dépensées, de nombreux pays ont fixé des objectifs pour augmenter le taux de recyclage. L'UE s'est engagée à recycler 70% des batteries de lithium mortes d'ici 2030, tandis que le gouvernement américain a mis en œuvre plusieurs politiques pour inciter une augmentation du recyclage des batteries. Les taux de recyclage actuels ne sont pas aussi élevés. Un nombre couramment cité pour les taux de recyclage des batteries EV n'est que de 5% dans le monde. Cependant, les sceptiques ont remis en question la validité du «mythe à 5%», le fait que les taux de recyclage sont probablement plus élevés. Quoi qu'il en soit, le taux de recyclage est presque certainement loin de l'objectif de 70% de l'UE.

Bien que les faibles taux de recyclage de la batterie EV soient préoccupants, même le processus de recyclage lui-même peut être respectueux de l'environnement. Le recyclage des batteries menace souvent la santé de l'écosystème voisin et la santé des travailleurs de l'établissement. Ainsi, que ce soit recyclé, réutilisé ou pur et simple, chaque batterie EV conduit finalement à des sous-produits toxiques entrant dans l'environnement. Le processus pyrométallurgique émet des quantités massives de gaz à effet de serre car les composants plastiques et autres matériaux non recyclables sont brûlés en fumée. Les bains acides utilisés dans l'hydrométallurgie produisent également une quantité importante de déchets, laissant des liquides toxiques et des solides qui ne peuvent pas être réutilisés ou recyclés.

Lorsque les batteries au lithium et leurs sous-produits sont éliminées dans des décharges, ils ne sont pas seulement dangereux pour l'écologie locale. Ils peuvent également provoquer des incendies dangereux qui émettent de la fumée toxique, allument les déchets environnants et menacent la sécurité des travailleurs. Par exemple, près de la moitié de tous les incendies de déchets au Royaume-Uni sont provoqués par des batteries au lithium mélangés avec le reste des ordures. Les pompiers risquent leur sécurité personnelle pendant des semaines ou même des mois à essayer de contrôler l'incendie. Pendant tout ce temps, les tonnes d'eau ont utilisé pour lutter contre les toxines d'incendie du site de décharge dans l'approvisionnement en eau alors que des panaches de gaz à effet de serre se jettent dans le ciel.

Même si une batterie au lithium n'éclate pas en flamme, elle a toujours la puissance de polluer. Au fil du temps, les cellules permettent des toxines dans les environs. Des métaux lourds comme l'arsenic, le cadmium, le chrome, le nickel et le plomb peuvent tous être trouvés dans les batteries EV, et ils sont tous liés à plusieurs formes de cancer. Lorsqu'une batterie brûle, ces métaux entrent dans l'air; Quand ce n'est pas le cas, ils peuvent entrer dans le sol et la nappe phréatique.

Bien que l'état actuel du recyclage des batteries EV et de son impact environnemental puissent sembler sombres, il y a de bonnes nouvelles pour l'avenir. D'une part, de nouvelles technologies de batterie sont à l'horizon, avec certaines alternatives proposées remplaçant des pièces non recyclables avec des matériaux plus sûrs et plus abondants comme le sodium, le verre et même l'eau. (Avec une batterie à base d'eau, vous pouvez oublier ces incendies de poubelle causés par des batteries au lithium.)

D'autres percées potentielles dans la technologie des batteries pourraient faire durer des batteries plus longtemps. En augmentant la durée de vie d'une batterie, de telles innovations réduiraient le taux auquel les batteries sont saccagées. Un exemple est appelé «charge de courant d'impulsion», qui fournit essentiellement une période de refroidissement intermittent tout en chargeant une batterie. La charge de courant d'impulsion est utilisée dans diverses applications aujourd'hui, mais les scientifiques prédisent qu'il pourrait être optimisé pour augmenter la durée de vie d'une batterie d'ici des décennies.

Même si les nouvelles technologies de la batterie ne se déplacent pas pour sauver la journée, il y a encore de fortes chances que les techniques de recyclage augmentent en échelle et en efficacité. Une des raisons pour lesquelles peu de batteries sont recyclées est qu'il n'y a actuellement pas assez d'installations pour les traiter. Mais grâce aux pressions gouvernementales et économiques, l'industrie du recyclage des véhicules électriques se développe à mesure que les fabricants privés de véhicules électriques assument la responsabilité du recyclage. Volkswagen a récemment inauguré une installation de recyclage pilote et Tesla a des partenariats pour s'assurer que leurs batteries d'occasion ne se dirigent pas directement vers les décharges.

De nombreux gouvernements incitent l'expansion des usines de recyclage de la batterie EV. Aux États-Unis, des subventions existent pour les entreprises qui utilisent des matériaux recyclés pour leurs batteries EV, tant que le recyclage a eu lieu sur le sol américain. Et en 2023, le Département américain de l'énergie a fourni 200 millions de dollars de financement pour la recherche sur la réduction du coût du recyclage des batteries EV. Espérons que de tels exemples ne sont que la pointe de l'iceberg.