Les Batteries, de la Matière Première au Recyclage

 
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Les Batteries, de la Matière Première au Recyclage
22/11/2018

Les Batteries,
de la Matière Première au Recyclage

                                          UMICORE Sept. 2018

      J-P Wiaux 22 novembre 2018
  Direction Générale de l’Environnement
             Etat de Genève

   Les Batteries,
   de la Matière Première au Recyclage

LE RECYCLEUR DOIT MAÎTRISER ...

o L’ORIGINE DES DECHETS/ LEUR COMPOSITION

o LES LIMITES DU PROCEDE

o LE CONTEXTE ECONOMIQUE, LEGAL et ENVIRONNEMENTAL

o LES ENJEUX D’UN MARCHE GLOBAL

                                                                       1
Les Batteries, de la Matière Première au Recyclage
22/11/2018

1. Les applications des sources
              autonomes d’électricité

  PILES (Zn-MnO2 et Lithium)
  2000                                2010                             2020

  Plomb-acide                  Lithium-ION > 150 Wh / Kg (3.6 V)
  Ni-Cadmium
  Ni-Metal Hydrures

           2. Les Matériaux du Recyclage

                                                                   BATTERIES DU GRAMME à 2.0 Kg

                                                                   BATTERIES DE X kg A x100 kg

                                                                                                          2
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22/11/2018

                                   2. Les Materiaux du Recyclage (Li-ION)
                                                                                                                                2.
                                                                                                                                Eléments Actifs
1.                                                                                                                              (Cellules & Modules)
Eléments de Structure
(15 % - 20%) de la Batteries                                                                                                    Cobalt
                                                                                                                                Nickel
Acier,                                                                        Source H-E MELIN                                  Aluminium
Aluminium                                                                                                                       Manganèse
Cuivre                                                                                                                          Lithium
Plastique                                                                                                                       Graphite….
                                                                                                                                Phosphate de Fer
Electronique de contrôle                                                                                                        Titanate de Lithium
T°, V, SoC,…
Liquide de Refroidissement
                                                                                                             Source CADENZA

                                                                                                                                   RECUPERATION
                                METALLURGIE                                                                                          SELECTIVE
                                                                                         Source JVPPZL

                                     3. Le recyclage des batteries en Europe (Volumes)
                                                                 PILES ET ACCUMULATEURS
                                                       (Quantités Recyclées Annuellement (EU - 2017))
                                 1000000
                                                                                                         < 1’000’000
                                                                 50’000 / 70’000
                                  100000
QUANTITES ANNUELLES EN TONNES

                                  10000       3’000 / 5’000                                                     2’000 / 3’000

                                    1000

                                    100

                                     10

                                      1
                                           NICKEL (Ni-MH, Ni-   PRIMAIRES (PILES)       ACCUS PLOMB              LITHIUM-ION
                                                                                                                                      RECYCLAGE (+)
                                                 Cd,…)                                                                                RECYCLAGE (-)

                                                                                                                                                               3
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22/11/2018

      3. Le recyclage des batteries (Li-ION) en Europe
                                                  COMPANIES            PROCESS                       CAPACITY T/Y
Li BATTERY RECYCLING C° - EU & NORTH AMERICA
                                                  ACCUREC (D)          Thermal + Pyro + Hydro           2’500 R+Li

                                                  GLENCORE (CAN)       Thermal + Pyro + Hydro           2’000 Ni-B

                                                  RETRIEV (USA)        Low Temp + Hydro                  500 Li-B

                                                  SNAM (F)             Thermal Pretreatment + Pyro       500 R+Li

                                                  AKKUSER OY (Fin)     Mechanical Trt + Pyro           < 300 Li

                                                  EURO DIEUZE Ind (F) Mechanical Trt + Pyro            < 400 P+Li

                                                  BATREC (CH)          Pretreatment & Euro Dieuze       Dvlpt P+Li

                                                  REDUX (D)            Pyro + Hydro                     Dvlpt P+Li

                                                  ERA ELECTRORECYCLING (A)       EAF                    >100 Ni+Li

                                                  NICKELHÜTTE AUE (D)            MECH & PYRO            Dvlpt Ni+Li

                                                  UMICORE (B) (PL)     Thermal & Hydro                  7’000
                                                                                                        Ni+Co+Li

 3. Le recyclage des batteries au Lithium en Europe
 (Procédés Hydro- et Pyro- Métallurgiques)

                                Exemple du Procédé Duesenfeld
                          https://www.duesenfeld.com/efficience.html

                                                                                                                              4
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    4. Pourquoi Recycler les Batteries?

    4.1. Raisons Economiques (Balance
                                                                                                       +
    Economique +)                                                      Revente                    Plomb-acide
                                                                       Matières                   Nickel
                                                                       Valorisables               Lithium (Cobalt)

                                                                                             (Balance Economique +)

                                                                                                        _
 Collecte     Tri     Préparation Transport Traitement Raffinage                                      LiNiMn
                     Désactivation                                                                    LiFeP04
+ gestion des flux t des stocks, investissements et activité commerciale….
                                                                                                     Zinc-Alkaline
                                                        TOTAL des COÛTS

  4. Pourquoi recycler les batteries?
                           Le Recyclage des batteries n’est pas toujours une opération rentable

      4.2. Le contexte Réglementaire

      Directive Européenne EC 2006/66
                Transposée en Droit National dans tous les pays membres + N, CH,
                Assure la Protection de l’Environnement et du Consommateur
                Oblige la collecte et interdit la mise en décharge/incinération des quantités collectées
                Fixe des taux de collecte, des efficacités de recyclage, le marquage, etc…
                Exige le financement des opérations de collecte, transport et recyclage quand nécessaire

      Mouvements Transfrontaliers des Produits Toxiques (Convention de Bâle)

      Transport des matières dangereuses (neuves et déchets)

      EU Circular Economy Policy

                                                                                                                              5
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4. Pourquoi Recycler les Batteries?

4.3. Raisons Environnementales

e.g.

La concentration des métaux dans les piles et accumulateurs
                                                                               Demande en énergie :
est supérieure à celle des minerais
                                                                               Production Primaire (100%) Vs Recyclage
Recycler réduit l’extraction de matières premières et donc l’impact
sur l’environnement de l’exploitation minière

Recycler favorise le regroupement (obtenir une économie d’échelle)
et évite la dispersion dans l’environnement de matières chimiques

Produire des métaux recyclés requiert moins d’énergie
que la production de matière première (de qualité équivalente)

       5. L’Avenir du Recyclage (Enjeux Stratégiques et Géopolitique)

                                                                                      CHINE : Graphite Naturel 69%

                                                                       RD CONGO : Cobalt 64%

               CHILI : Lithium 36%
                                                                      RSA : Manganese 20%

             EUROPEAN BATTERY ALLIANCE: Investissements EU dans la production de batteries (Li-Ion)

                                                                                                                                 6
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                   5. L’Avenir du Recyclage (Enjeux Stratégiques et Géopolitique)

                                                                                                                 2017 – 2030 Marché X 6-7
Energie Produite

                                                                                                                 MOBILITE >>> ELECTRONIQUE

                                                                                                                 CHINE >>> 50 % MOBILITE

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                                                                                                                 De la MOBILITE ELECTRIQUE

                                                                          6. RESUME

                    1. En Europe, il existe une industrie du recyclage des batteries (Li-Ion)

                    2. Elle travaille en sous capacité car les retours de batteries sont beaucoup plus lents
                                que la vitesse des mises sur le marché

                    3. L’exemple des batteries au Plomb, Ni-MH & Ni-Cd confirme que le recyclage joue un rôle
                              dans une économie circulaire appliquée aux nouvelles sources d’énergie électrique

                    4. Les tensions qui vont exister entre l’offre et la demande des matières premières (Co, Li, Ni, Mn, C) pourraient être
                              atténuées par une contribution significative de matières recyclées de qualité équivalente (long terme)

                                                                                                                                                      7
Les Batteries, de la Matière Première au Recyclage
22/11/2018

                                               6. RESUME

5. L’avenir de la mobilité électrique et des sources autonomes d’énergie électrique est aussi lié
           à une gestion responsable des matières premières, des risques
           et des conditions de travail au niveau minier et industriel

6. La politique Européenne d’Economie Circulaire apporte un élément positif au développement des
           sources autonomes d’énergie électrique et de leur recyclage
           >>> Annonce officielle de l’aide au financement de la production de Batteries au Lithium en Europe (EBA)

7. L’impact environnemental de l’utilisation de la batterie est d’autant plus faible que l’énergie
          électrique utilisée pour la recharge est d’origine renouvelable et que ses éléments actifs proviennent
          de matières recyclées

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                                       EN SAVOIR PLUS ?

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Les Batteries, de la Matière Première au Recyclage
22/11/2018

https://www.icm.ch/icbr-2019

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Les Batteries, de la Matière Première au Recyclage
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