L’essor des batteries d’occasion: Une solution EV de plusieurs milliards de dollars

L’adoption des véhicules électriques (VE) croît rapidement, leurs ventes mondiales ayant augmenté de 25 % pour atteindre 17,1 millions en 2024, stimulées par les incitations gouvernementales et les efforts de décarbonation. 

Le marché des VE devrait en fait connaître un taux de croissance annuel stable de 6,95 % au cours des quatre prochaines années pour atteindre un volume de plus d’un billion de dollars. Les revenus du marché, quant à eux, devraient atteindre 828,6 milliards de dollars dans le monde. 

Plus important encore, on s’attend à ce que les VE jouent un rôle clé dans la réalisation de l’ambitieux objectif de zéro émission d’ici 2050. Cependant, pour cela, les fabricants de VE doivent réduire le coût de leurs véhicules, car bien que les ventes de VE augmentent, leur rythme de croissance a ralenti. Sans oublier que les VE ont également un impact environnemental négatif.

La production de véhicules électriques est un processus gourmand en ressources, nécessitant en moyenne six fois plus d’intrants minéraux critiques tels que le lithium, le cobalt, le cuivre, le nickel, le manganèse et le graphite que les véhicules à moteur à combustion interne, ce qui rend l’empreinte environnementale des VE 50 % plus élevée que celle des VICE lors de la production. 

Le recyclage de ces batteries peut réellement changer la donne. Il peut aider à réduire l’empreinte carbone en diminuant le coût de l’électricité, le besoin d’extraire des matières premières pour fabriquer de nouvelles batteries, ainsi que les déchets en prolongeant la durée de vie des batteries existantes et, ce faisant, en rendant les VE moins chers.

Une autre façon d’améliorer l’efficacité de ces batteries tout en réduisant leur impact est de les réutiliser. La réutilisation d’une batterie de VE peut lui donner une seconde vie, les batteries de VE de seconde vie maximisant la valeur des batteries et augmentant leur durée de vie.

Les dernières recherches et rapports constatent que le recyclage et la réutilisation offrent de grands avantages et ne feront que croître à partir de maintenant. 

Recyclage des batteries de VE

Nouvelle recherche^1, qui est la première analyse du cycle de vie connue du recyclage des batteries lithium-ion (LIB) basée sur des données d’une installation de recyclage à l’échelle industrielle, a constaté que le recyclage offre d’importants avantages environnementaux.

De la consommation d’eau et d’énergie aux émissions de gaz à effet de serre, tout est sensiblement réduit lorsque les batteries sont recyclées plutôt que d’extraire des métaux vierges pour produire de nouvelles LIB.

La production de LIB connaît une croissance exponentielle en raison de l’essor de l’électrification des véhicules ainsi que de la production intermittente d’énergie renouvelable. L’utilisation des LIB a largement dépassé les appareils électroniques grand public. De plus, ces autres cas d’utilisation croissent à un rythme soutenu.

Le secteur des VE, en particulier, devrait dominer la croissance des LIB d’ici 2030, représentant jusqu’à 82 % de la production mondiale totale estimée de LIB.

Cependant, bien que la demande de batteries lithium-ion croisse rapidement, les matériaux critiques nécessaires aux principales chimies de batteries au lithium sont en offre limitée. On s’attend à ce qu’ils connaissent un important déficit dans l’équilibre mondial offre‑demande avant la fin de cette décennie. De plus, l’extraction de ces matériaux aggrave les préoccupations économiques, environnementales, relatives aux droits humains et à la sécurité nationale.

Non seulement l’extraction de ces matériaux critiques, mais aussi l’élimination inappropriée des LIB en fin de vie nuit aux écosystèmes naturels et humains.

C’est là que le recyclage des matériaux critiques dans les LIB en fin de vie peut être d’une aide immense pour atténuer les préoccupations environnementales croissantes. Cela est également essentiel pour la durabilité à long terme du transport électrifié, car le recyclage peut même contribuer à atténuer l’insécurité d’approvisionnement à long terme de ces minéraux critiques des batteries à grande échelle.

Aujourd’hui, les recycleurs de LIB obtiennent les matériaux soit à partir de batteries « mortes », principalement collectées sur les lieux de travail, soit à partir de déchets défectueux provenant des fabricants de batteries. Dans le processus de recyclage, des métaux tels que le lithium, le nickel, le cuivre, le cobalt, le manganèse et l’aluminium sont extraits de ces deux sources.

L’étude d’analyse du cycle de vie de l’Université de Stanford a quantifié l’empreinte environnementale de ce processus et a constaté qu’il émet moins de la moitié des gaz à effet de serre (GES) du minage et du raffinage traditionnels de ces métaux. Il utilise également environ un quart de l’eau et de l’énergie nécessaires à l’extraction de nouveaux métaux.

Lorsque les matériaux de rebut défectueux sont utilisés pour le recyclage, les avantages environnementaux sont encore plus importants. Les rebuts représentaient en fait environ 90 % de l’approvisionnement recyclé étudié, et leurs résultats étaient de 11 % de la consommation d’énergie du minage et du traitement, 12 % de la consommation d’eau et 19 % des émissions de GES. La réduction de la consommation d’énergie correspond également à moins de polluants atmosphériques tels que la suie et le soufre, bien que cela n’ait pas été mesuré spécifiquement.

Cette étude, selon son auteur principal William Tarpeh, professeur adjoint de génie chimique à l’École d’ingénierie, « nous indique que nous pouvons concevoir l’avenir du recyclage des batteries afin d’optimiser les avantages environnementaux ».

Les impacts environnementaux des batteries dépendent en réalité fortement de l’emplacement de l’installation de traitement ainsi que de sa source d’électricité.

Comme l’une des trois principales investigatrices de l’étude, Samantha Bunke, doctorante à Stanford, l’a souligné, si une usine de recyclage dépend fortement d’électricité produite par la combustion du charbon, elle verrait son avantage climatique diminuer. Cependant, dans les régions où l’électricité est plus propre, les pénuries d’eau douce constituent une préoccupation majeure.

Un autre facteur clé est le transport en raison de la localisation géologique de l’approvisionnement en matériaux.

En ce qui concerne le cobalt, 80 % de son approvisionnement mondial se trouve et est extrait en République démocratique du Congo, la grande majorité étant transportée par rail, route et mer vers la Chine pour le raffinage destiné aux batteries. De même, l’approvisionnement mondial en lithium est principalement concentré au Chili et en Australie, d’où il est acheminé vers la Chine. L’étude estime que la distance totale de transport uniquement pour l’extraction et le raffinage des métaux actifs des batteries moyenne environ 35 000 miles (57 000 kilomètres).

Un processus similaire s’applique au recyclage des batteries, où les batteries usagées et les rebuts sont d’abord collectés puis envoyés au recycleur. Cependant, la distance totale de transport des batteries usagées depuis nos téléphones ou VE vers une installation de raffinage hypothétique en Californie n’est que d’environ 140 miles (225 kilomètres), en se basant sur des emplacements optimaux présumés pour les futures installations de raffinage au sein d’une abondance de batteries recyclables aux États‑Unis.

Une opportunité massive

Les données de cette étude proviennent de Redwood Materials au Nevada, qui est la plus grande installation de recyclage de batteries lithium-ion à l’échelle industrielle en Amérique du Nord. L’installation bénéficie du mix énergétique plus propre du pays, incluant le solaire, l’hydroélectricité et la géothermie.

Fondée par le cofondateur et ancien directeur technique de Tesla (TSLA ), Redwood possède deux installations, une au Nevada et l’autre en Caroline du Sud. Il y a quelques mois, le constructeur automobile allemand BMW a signé un accord avec l’entreprise pour recycler les batteries Li-ion de tous ses VE, couvrant à la fois les batteries et les hybrides.

Redwood recycle déjà les batteries de VE de Tesla, Toyota (TM ), Ford (F ), Nissan, Lyft (LYFT ), General Motors (GM ), Amazon (AMZN ), et d’autres. Elle recycle également les batteries stationnaires.

L’entreprise traite les matériaux d’anode et de cathode et les transforme en matériaux de batterie « haute qualité ». Selon l’entreprise, elle récupère jusqu’à 98 % de ces matériaux et les réintègre dans la chaîne d’approvisionnement.

Aujourd’hui, pour l’étude, Redwood Materials n’a pas seulement fourni les données mais a même appliqué ses enseignements à ses opérations et à son empreinte environnementale.

« Les enseignements de cette recherche ont joué un rôle clé dans le raffinement des processus de recyclage des batteries de Redwood. »

– Fondateur et directeur général JB Straubel

Il a ajouté :

« Grâce aux observations des chercheurs. Nous avons encore réduit notre empreinte environnementale tout en améliorant à la fois l’efficacité des ressources et l’évolutivité du processus. »

Il convient de noter que le processus de recyclage de Redwood implique une « calcination réductive », qui n’utilise pas de combustibles fossiles, nécessite des températures nettement plus basses et produit plus de lithium que les méthodes typiques.

Cela signifie que les résultats environnementaux de l’entreprise ne représentent pas la performance environnementale globale de l’industrie en matière de recyclage des batteries usagées. Cependant, d’autres procédés pyrométallurgiques émergent dans les laboratoires et ne sont pas aussi énergivores que les méthodes conventionnelles.

Avec cette étude, les chercheurs visent à informer l’expansion des entreprises de recyclage de batteries de l’importance de choisir de bons emplacements pour les nouvelles installations et de se préparer au problème d’approvisionnement en minéraux à venir.

Selon Tarpeh, l’opportunité est importante car seulement 2 % à 47 % des batteries lithium-ion sont recyclées à l’échelle mondiale malgré le fait qu’elles contiennent des matériaux dont la valeur économique est environ 10 fois supérieure à celle des batteries au plomb, dont 99 % ont été recyclées aux États‑Unis depuis des décennies.

« Pour un avenir avec une offre largement accrue de batteries usagées, nous devons concevoir et préparer dès aujourd’hui un système de recyclage, de la collecte au traitement, afin de les transformer en nouvelles batteries avec un impact environnemental minimal, » a déclaré Tarpeh. « Espérons que les fabricants de batteries prendront davantage en compte la recyclabilité dans leurs futurs conceptions, également. »

Réutilisation des batteries de VE

Bien que les batteries lithium-ion puissent être recyclées pour récupérer des matières premières précieuses et critiques, puis réintroduites dans de nouvelles batteries de VE, les réutiliser pour des applications de seconde vie avant le recyclage offre également d’immenses avantages. Selon un nouveau rapport, ces avantages sont bien supérieurs à ceux de la simple réutilisation d’une batterie Li-ion.

Le rapport d’IDTechEx a examiné en profondeur les batteries de VE de seconde vie, qui sont retirées une fois qu’elles ne répondent plus aux exigences de performance du VE. Cela se produit à la fin de leur première vie.

Lorsque les batteries de VE sont recyclées, elles sont réutilisées pour des VE à faible puissance ou pour le stockage d’énergie stationnaire, ce qui, selon IDTechEx, constitue des cas d’utilisation moins exigeants que ceux des VE.

Cependant, le rapport a noté que la réutilisation des batteries Li-ion maximise leur valeur, prolonge leur durée de vie et contribue à une économie circulaire des batteries. Dans certains cas, même leur première vie peut être prolongée dans une application VE en remplaçant certains modules ou cellules d’un pack de batteries.

IDTechEx prévoit que le marché des batteries de VE de seconde vie atteindra 4,2 milliards de dollars d’ici 2035, à mesure que la disponibilité des batteries de VE retirées augmentera au cours des dix prochaines années.

Cela se produit déjà à un rythme croissant dans le monde entier. Aux États‑Unis et en Europe, les réutilisateurs continuent d’augmenter régulièrement le volume de déploiements de batteries de seconde vie. Principalement, ces systèmes stationnaires ou mobiles sont installés pour des clients commerciaux et industriels (C&I) afin d’optimiser la recharge des VE, de réduire la consommation d’électricité lorsque la demande est à son pic et d’encourager l’autoconsommation d’énergie renouvelable.

Certaines entreprises de réutilisation ont également développé des technologies de stockage de batteries résidentielles, tandis que d’autres construisent des systèmes de stockage d’énergie par batterie (BESS) plus grands pour des applications à l’échelle du réseau.

La Chine mène actuellement les déploiements de batteries de seconde vie et a également intensifié ses activités. Le pays utilise les batteries de seconde vie pour les applications d’alimentation de secours des télécommunications.

En dehors de la Chine, l’Europe connaît le niveau d’activité le plus élevé, IDTechEx identifiant 20 réutilisateurs développant des batteries de seconde vie dans la région.

En ce qui concerne le coût de ces batteries de VE de seconde vie, le rapport note que les importantes réductions de coûts des technologies BESS Li-ion de première vie ont rendu très difficile pour les réutilisateurs de rester compétitifs sur les prix de leurs systèmes pour les clients. Pour que leur adoption augmente, les batteries de VE de seconde vie doivent être proposées à un prix inférieur à celui des BESS Li-ion de première vie.

Ces batteries ont déjà subi une dégradation lors de leur première vie, ce qui signifie que leurs performances sont affectées dans leur seconde vie.

Quant aux facteurs contribuant au coût plus élevé de ces systèmes de stockage d’énergie par batterie de seconde vie, le rapport a souligné les composants de la batterie et la logistique de livraison des batteries de VE retirées. Le processus de réutilisation lui-même contribue aux coûts, incluant les temps de classification des batteries, le démontage et le remontage. Ainsi, les réutilisateurs devront cibler tous ces aspects pour réduire leurs coûts.

Déjà, des technologies avancées de classification des batteries sont développées, comme les tests de batterie en fin de vie à bord du véhicule pour déterminer l’état de santé (SOH) de la batterie en quelques minutes au lieu de plusieurs heures selon les techniques de cyclage habituelles, ce qui réduit à la fois le temps de test et le coût.

De plus, de nombreux projets utilisent des technologies de démontage semi‑automatisées des batteries. Si ces projets émergents réussissent, ils peuvent réduire le besoin d’intervention humaine à certaines étapes, ce qui diminuerait les coûts de main‑d’œuvre et, par conséquent, le coût des batteries réutilisées.

La réutilisation des batteries retirées, selon le rapport, peut se faire à différents niveaux de démontage. Cela peut être au niveau du pack, du module ou de la cellule.

Plus le démontage est approfondi, plus cela prend de temps et plus les coûts de main‑d’œuvre sont élevés. Cependant, cela permet le remontage des modules ou cellules les plus performants, créant ainsi un système plus performant. Selon le rapport, les réutilisateurs adoptent principalement des techniques de réutilisation au niveau du pack ou du module, et il est prévu que cela se poursuive.

Les tendances des batteries de VE devraient également influencer la viabilité économique de la réutilisation à long terme. « IDTechEx montre comment les conceptions cell‑to‑pack (CTP) peuvent améliorer la densité énergétique d’un pack de batteries et, par conséquent, l’autonomie d’un VE. Cependant, ces conceptions nécessitent généralement une utilisation accrue du soudage par points ou d’adhésifs. Leur suppression requiert de la chaleur ou des solvants, augmentant ainsi le coût du démontage. »

Un autre élément important dans la croissance des batteries de seconde vie est la réglementation, qui a été un facteur majeur de l’essor des VE. Des politiques telles que les incitations fiscales pour réduire les coûts des VE, les mandats et exigences d’émissions pour encourager les ventes de VE ainsi que les infrastructures de recharge et les interdictions des VICE ont grandement bénéficié au marché des VE.

Parallèlement, les incitations financières, les programmes de rachat et la fixation d’objectifs de récupération, de collecte et de recyclage contribuent à la croissance du recyclage des batteries. Mais bien qu’il existe des réglementations pour le recyclage des batteries dans différentes régions, peu de politiques traitent spécifiquement des batteries de VE de seconde vie.

Les États‑Unis, la Chine et l’UE, cependant, ont commencé à travailler sur leurs cadres réglementaires pour faciliter les batteries de seconde vie et leur réutilisation.

Des politiques telles que le Passeport Batterie de l’UE qui suit le cycle de vie d’une batterie, la mise à disposition des données de fin de vie des batteries à partager entre les parties prenantes, et la responsabilité élargie du producteur (EPR) qui rend les fabricants responsables de la collecte, de la réutilisation et du recyclage des batteries, favorisent la réutilisation des batteries.

Bien que les pays commencent à saisir la valeur potentielle des batteries de seconde vie, le rapport a souligné qu’il faut accorder une attention particulière à inciter les acteurs à réutiliser plutôt qu’à recycler prématurément les batteries.

Entreprises pertinentes 

Comme nous l’avons indiqué précédemment, Redwood Materials, société privée, est un grand nom du recyclage des batteries. Quant à ceux impliqués dans la réutilisation des batteries, le rapport IDTechEx met en avant Higher Wire, Smartville, Terrepower, RePurpose Energy et B2U en Amérique du Nord. En Europe, des entreprises telles que Zenobe, Allye Energy, Cidetec, Betteries, Covalion et Ecobat, entre autres, sont des réutilisateurs et remanufacturiers de seconde vie de premier plan.

Examinons maintenant quelques sociétés cotées en bourse dans ce domaine:

1. Li-Cycle Holdings

Cette société est impliquée dans la récupération de matériaux critiques pour un avenir énergétique propre. L’entreprise utilise les technologies brevetées Spoke & Hub pour recycler les batteries lithium-ion.

Li-Cycle Holdings a une capitalisation boursière de 35,78 millions de dollars, tandis que ses actions se négocient actuellement à 1 $, en baisse de 43,5 % depuis le début de l’année. Son BPA (TTM) est de -5,88, tandis que le ratio P/E (TTM) est de -0,17. Pour le troisième trimestre 2024, l’entreprise a annoncé un chiffre d’affaires de 8,4 millions de dollars, reflétant une croissance de 79 % d’une année sur l’autre. Elle a également clôturé un prêt de 475 millions de dollars, augmenté, du DOE.

2. American Battery Technology Company

Cette société se concentre sur le recyclage des batteries et l’extraction de ressources. Elle a une capitalisation boursière de 138 millions de dollars, tandis que ses actions se négocient à 1,52 $, en baisse de 34,15 % depuis le début de l’année.

American Battery a un BPA (TTM) de -0,96 et un ratio P/E (TTM) de -1,68. Pour les trois mois se terminant le 30 septembre 2024, ABTC a déclaré un chiffre d’affaires d’un peu plus de 200 K $, et a reçu une subvention de 150 millions de dollars du DOE pour la construction d’une deuxième installation de recyclage de batteries lithium-ion. À la fin de cette période, l’entreprise disposait de 5,8 millions de dollars en liquidités.

Conclusion

Les véhicules électriques sont appelés à jouer un rôle clé dans la réalisation des objectifs de zéro émission fixés pour 2050, mais bien sûr, des préoccupations subsistent en termes de coût et d’impact environnemental. Cependant, les chercheurs découvrent des méthodes encore meilleures et plus récentes pour les rendre plus rentables et respectueux de l’environnement. Ainsi, le recyclage et la réutilisation des batteries lithium-ion, qui sont le type le plus courant utilisé dans les VE, émergent comme des solutions prometteuses pour répondre aux préoccupations de durabilité de la révolution VE.

Le recyclage des batteries, comme nous l’avons vu, a le potentiel non seulement de réduire le coût des VE et d’accélérer leur adoption, mais aussi d’être bénéfique pour l’environnement. Les applications de batteries de seconde vie, quant à elles, peuvent prolonger leur durée de vie et leur valeur. Ces solutions offrent un moyen d’obtenir des VE plus durables et rentables ainsi qu’une transition accélérée vers un avenir plus vert.

Cliquez ici pour obtenir une liste des meilleures actions VE à investir.