Fraunhofer développe un outil pour le recyclage des batteries
Fraunhofer FFB et l’Université RWTH d’Aix-la-Chapelle ont développé un modèle d’évaluation pour le recyclage des batteries au lithium-ion. Il permet de comparer différents processus en fonction de leurs coûts et de leurs émissions de CO₂.
Le modèle tient également compte des mix énergétiques régionaux ainsi que de l’utilisation des usines de recyclage.
Image : Fraunhofer FFB
Ce modèle de calcul a pour but d’aider les entreprises de recyclage, les fournisseurs de technologies et les fabricants de batteries à évaluer différents processus de recyclage de manière uniforme, tant sur le plan économique que sur le plan écologique.
Une étude récente menée dans le cadre du projet de recherche de l’UE Safeloop a mis en évidence les défis économiques importants liés au recyclage des batteries. Selon les résultats, le recyclage des batteries lithium-ion en Europe, dans les conditions examinées, entraîne actuellement une perte moyenne d’environ 1,90 € par kilogramme de batterie. Les chercheurs ont identifié le transport de marchandises dangereuses, le démontage et les incertitudes liées au recyclage des matériaux comme les principaux facteurs de coût.
Le nouveau modèle Fraunhofer se concentre sur l’évaluation des processus de recyclage individuels. Les méthodes disponibles diffèrent non seulement en termes de consommation d’énergie et de taux de récupération, mais aussi quant à l’impact des décisions prises au stade initial sur la qualité des matériaux récupérés ainsi que sur les efforts nécessaires aux étapes suivantes. Afin de prendre en compte ces relations, l’outil divise toute la chaîne de recyclage en domaines, étapes de processus et technologies distincts, en s’appuyant sur un principe modulaire. Par exemple, il est possible de comparer différents processus de broyage et d’analyser leur effet sur le processus de recyclage ultérieur.
Le modèle Fraunhofer tient compte de l’emplacement et de l’utilisation
Cet outil est basé sur une base de données contenant des informations sur les différentes étapes de processus. Les utilisateurs peuvent spécifier des paramètres tels que le débit de matière et la composition des batteries à recycler, puis créer des chaînes de processus personnalisées.
Le modèle suit les flux de matières tout au long de la chaîne de recyclage et les relie aux indicateurs de performance économiques et écologiques clés. Sont pris en compte des facteurs tels que la consommation d’énergie, les émissions de CO₂, les coûts d’exploitation et d’investissement, ainsi que les revenus provenant des matières premières récupérées. Les coûts de traitement, la composition énergétique régionale, les coûts de main-d’œuvre et l’utilisation des installations peuvent également être intégrés aux calculs.
Lorsque des paramètres individuels tels que le débit, l’efficacité de séparation ou le taux de récupération changent, l’outil affiche l’impact sur les étapes ultérieures du processus, les coûts et les émissions. Cela permet d’identifier les domaines particulièrement coûteux ou émetteurs et d’examiner divers scénarios pour développer industriellement le recyclage des batteries.
« Avec cet outil, nous visons à permettre une comparaison entre différents concepts de recyclage sur une base commune, afin de créer une base solide pour les décisions technologiques et stratégiques », explique Benedikt Gruber, chercheur au Fraunhofer FFB. Ce modèle peut être utilisé tant pour optimiser les processus de recyclage existants que pour évaluer de nouvelles technologies.
Le Modular Lifecycle Tool a été développé dans le cadre d’une étude menée en consortium avec des partenaires issus de l’industrie du recyclage, de l’ingénierie industrielle et du conseil. À l’avenir, ce cadre d’évaluation devrait être étendu pour inclure d’autres chimies de batteries, des ensembles de données différenciés selon les régions et des scénarios réglementaires.