Il s’agit d’une version étendue de l’article publié à l’origine sur le Marché de l’innovation en matière de mobilité de l’IET.
La révolution de la mobilité électrique a besoin de son propre « carburant » : des millions de batteries composées de tonnes de matières premières rares. Heureusement, contrairement au pétrole, ce carburant peut être maintenu dans le circuit. Dans cet article, Piotr Grudzień, spécialiste de la circularité des batteries chez Bax, explore plusieurs exemples de la manière dont les entreprises de batteries innovantes créent de la valeur à partir de pratiques circulaires, en se basant sur les observations de première main des partenaires du projet BatteReverse.
Tous les modèles commerciaux présentés ont un point commun : ils exploitent la puissance de la collaboration pour optimiser l’utilisation des batteries des véhicules électriques.
– Piotr Grudzień, spécialiste de la circularité des batteries
Rien qu’en 2030, l’Europe devra produire plus de neuf millions de véhicules électriques, ce qui nécessitera des batteries contenant environ un million de tonnes de matières premières essentielles telles que le cobalt, le nickel, le manganèse et le lithium. Ces métaux rares, dont l’origine et le traitement se situent principalement hors d’Europe, constituent un défi majeur pour la chaîne d’approvisionnement de l’industrie automobile, tout comme le traitement efficace et sûr des déchets de batteries générés. On estime que plus de 300 000 tonnes de piles devront être collectées et recyclées en 2030, mais comment le faire de manière efficace et sûre ? Le projet BatteReverse, une initiative financée par l’UE et lancée en 2023, vise à améliorer la logistique inverse des batteries de véhicules électriques en développant de nouvelles technologies, en optimisant les processus existants et en mettant en place des collaborations innovantes.
Dans le cadre de ce projet, Bax a cartographié plus de 150 entreprises clés en Europe et analysé plus de 20 types de parties prenantes, comme le montre l’image ci-contre.
Étant donné que la logistique inverse n’a pas encore été normalisée, les processus et les rôles au sein des entreprises continuent d’évoluer. Cela crée un espace dynamique plein d’opportunités pour les acteurs industriels établis, tels que les fabricants d’équipements d’origine (OEM) et les recycleurs, et pour les nouveaux venus sur le marché, tels que les start-ups qui se concentrent sur les solutions de gestion des données ou les produits de batteries de seconde vie. Les quatre études de cas suivantes présentent des exemples de collaboration entre ces acteurs clés et d’autres entreprises afin d’améliorer la circularité des piles, tout en réduisant les coûts et en générant des bénéfices.
Aucune batterie ne doit être gaspillée – l’approvisionnement en batteries pour une seconde vie chez Škoda Auto
Le visuel d’introduction illustre le fait que les déchets de piles ne sont pas uniquement générés après leur utilisation. Actuellement, la plupart des piles nécessitant un traitement sont celles qui sont mises au rebut pendant la phase de production. Cela s’explique principalement par le fait que la plupart des batteries de VE sont encore sur les routes et qu’il faut généralement entre 10 et 15 ans pour qu’elles atteignent leur fin de vie. C’est également le cas de Škoda Auto, un constructeur automobile relativement novice en matière de production de masse de véhicules électriques. À l’instar d’autres équipementiers de véhicules électriques, Škoda constate qu’un certain pourcentage de ses batteries est jugé inadapté au cours des processus d’assurance qualité et de recherche et développement. Même si ces batteries ne répondent pas aux normes applicables aux nouveaux véhicules, elles conservent souvent une durée de vie utile considérable (plus de 70 %), ce qui les rend viables pour d’autres utilisations, telles que les systèmes de stockage stationnaires.
C’est pourquoi l’équipementier conclut des accords avec divers partenaires d’intégration afin d’explorer les possibilités de seconde vie des batteries. Des projets pilotes ont montré que, dans les systèmes stationnaires, la capacité des cellules des batteries ne diminue que d’environ 2 % par an, ce qui peut prolonger leur durée de vie jusqu’à 15 ans. Cette approche permet de réduire considérablement l’empreinte carbone associée à l’ensemble du cycle de vie des batteries.
Du point de vue de Škoda Auto, chaque batterie réutilisée pour une seconde vie représente non seulement une réduction ou un report des coûts de recyclage, mais aussi une source de revenus potentiels. Pour ce faire, des accords sont conclus avec des entreprises de recyclage de batteries ou des clients à la recherche de solutions de stockage d’énergie, tels que les fournisseurs de stations de recharge et les services publics d’énergie. Pour ces clients, il est essentiel que ces batteries proviennent directement de l’équipementier.
Škoda Auto connaît parfaitement l’état de santé et l’historique de chaque batterie, ce qui garantit la fiabilité et la traçabilité de l’origine de la batterie. Une fois que ces batteries ont atteint leur deuxième vie, elles peuvent être recyclées conformément aux principes de l’économie circulaire, ce qui permet de récupérer leurs matières premières pour la production de nouvelles cellules.
Maximiser la durée de vie des batteries : surveillance de la flotte par Bib Batteries
Il n’est pas toujours facile de choisir la stratégie la plus efficace pour les batteries de véhicules électriques hors d’usage. Bib Batteries, une entreprise française, a mis au point une solution basée sur les données pour résoudre ce problème. Leur algorithme évalue la valeur marchande résiduelle des batteries, ce qui leur permet de proposer aux exploitants de parcs de batteries la meilleure solution : réparation, utilisation de seconde vie ou recyclage. Ce système comprend un registre numérique permettant aux techniciens de scanner et de gérer les batteries du parc par le biais de codes QR, ce qui facilite le signalement des incidents et fournit des instructions spécifiques pour la réparation, les applications de seconde vie ou le recyclage. Les gestionnaires obtiennent des informations grâce à des tableaux de bord qui affichent les mesures des batteries, les besoins opérationnels et les indicateurs financiers, ainsi qu’à des outils permettant d’organiser le transport des batteries et de suivre leur dépréciation économique.
La proposition de valeur de Bib Batteries est centrée sur la minimisation des coûts des opérateurs de véhicules en les aidant à surveiller et à optimiser leurs parcs de batteries, ainsi qu’à maintenir des pratiques efficaces de maintenance et de gestion circulaire. L’entreprise offre généralement une alternative plus rentable au recyclage pur, permettant aux opérateurs et aux fabricants de préserver leur trésorerie tout en éliminant les piles de manière responsable. Actuellement, si la plupart des clients de Bib Batteries sont des opérateurs de micromobilité, la start-up française étend ses services aux équipementiers de véhicules électriques.
La force principale du modèle économique de Bib Batteries réside dans son réseau de partenaires capables de transporter, de réparer et de recycler les batteries. À cela s’ajoutent leurs algorithmes exclusifs, qui analysent parfaitement les données relatives aux batteries. Bib Batteries met en œuvre un modèle d’abonnement mensuel, facturant les clients en fonction du nombre de batteries dans leur flotte. Cela permet de disposer d’un flux de revenus constant. En outre, l’entreprise génère des revenus grâce aux commissions qu’elle perçoit en facilitant les transactions entre diverses entités, telles que la vente de piles usagées à des entreprises de recyclage.
Donner une seconde vie aux modules de batteries de véhicules électriques usagés : le recyclage chez betteries AMPS
La réutilisation des batteries usagées des véhicules électriques est devenue un modèle commercial à part entière, et de nombreuses start-ups innovantes ont vu le jour en Europe. Si la plupart des entreprises se concentrent sur les batteries de post-production, comme celles de Škoda Auto, seules quelques-unes s’attaquent au problème plus complexe des batteries de véhicules électriques de post-consommation.
La start-up berlinoise betteries AMPS en est un exemple. Cette entreprise est spécialisée dans la création de systèmes de stockage d’énergie certifiés, circulaires, mobiles, modulaires et polyvalents qui constituent des alternatives écologiques aux générateurs traditionnels alimentés par des combustibles polluants.
betteries AMPS s’approvisionne principalement en batteries de VE usagées auprès du groupe Renault. Ces packs sont démontés en modules de batterie dans le centre de reconditionnement de Renault, la Refactory, situé près de Paris. En fonction de leur capacité restante, les modules sont triés et recyclés en blocs modulaires, appelés betterPacks. Une fois les modules assemblés et équipés d’un système de gestion des batteries (BMS), ces systèmes énergétiques sont connectés à une plateforme commerciale numérique, facilitant le suivi des actifs et la gestion de l’énergie.
Les produits de seconde vie de Betteries AMPS sont principalement utilisés dans les régions isolées qui ont besoin d’une alimentation électrique propre et fiable hors réseau, comme les pays en développement, l’industrie du cinéma et de l’éclairage, les festivals et les chantiers de construction. Les clients apprécient les avantages environnementaux de ces solutions de seconde vie, leur facilité d’utilisation et la possibilité de contrôler et de gérer les modules. Cependant, les entreprises de recyclage telles que betteries AMPS rencontrent souvent des difficultés pour assurer un approvisionnement régulier en batteries de VE usagées. La formation de partenariats avec les grands équipementiers, les opérateurs de flottes, les ateliers de réparation et les démanteleurs est donc cruciale pour le succès de toute entreprise de batteries de seconde vie.
Transformer les batteries en fin de vie en matériaux de base : le recyclage à TES
Lorsque toutes les autres options circulaires pour les VE ont été explorées, le recyclage devient la dernière étape pour récupérer les matières premières secondaires pour la production de nouvelles batteries. Ce processus, entrepris par des recycleurs tels que TES, partenaire de BatteReverse, est divisé en deux étapes : le prétraitement et le recyclage hydrométallurgique. Lors de la phase de prétraitement du recyclage des batteries de véhicules électriques, le bloc-batterie est déchargé pour des raisons de sécurité, ouvert manuellement et ses modules sont extraits. Les composants restants sont triés et recyclés, les modules réutilisables étant évalués en fonction de leur état de santé. Les modules jugés inutilisables sont ensuite déchargés et séparés, puis transformés en substances fines. Ces substances sont ensuite séparées en acier, en plastique et en matériaux actifs sous la forme d’une masse noire. Cette masse noire est ensuite transportée vers une autre installation pour y subir un traitement hydrométallurgique. Ce traitement comprend une série de sous-processus tels que la flottation par mousse, la lixiviation, l’extraction, la précipitation et la cristallisation, afin de séparer la masse noire en matériaux de valeur tels que le lithium, le nickel, le cobalt et le manganèse.
TES exploite un modèle d’entreprise axé sur les services avec des possibilités supplémentaires de récupération de la valeur. Les clients paient pour les services de recyclage, ce qui leur assure un flux de revenus prévisible. Les revenus sont complétés par des retours de valeur provenant de la vente de pièces récupérées et de matériaux recyclés, qui sont partagés avec des clients stratégiques plus importants. D’autres entreprises de recyclage s’appuient principalement sur la vente de masse noire ou de matières premières secondaires, un modèle qui dépend de la demande mondiale et des prix du marché des matériaux de batteries.
Pour accroître la rentabilité de ces modèles commerciaux, les processus de recyclage doivent surmonter plusieurs goulets d’étranglement. Le démontage du bloc-batterie prend beaucoup de temps et nécessite une main-d’œuvre importante. C’est pourquoi, dans BatteReverse, nous explorons la collaboration homme-robot pour automatiser le processus. Un autre problème est l’échelle limitée des opérations.
Le nombre d’installations de recyclage en Europe augmente, mais il reste insuffisant pour traiter le volume de déchets de piles qui croît rapidement, ce qui entraîne l’envoi d’une grande partie de la masse noire vers l’Asie. Davantage d’usines hydrométallurgiques doivent être déployées en Europe pour éviter une logistique inutile et minimiser l’empreinte carbone des processus de traitement des batteries.
La valeur de la collaboration : le plus grand réseau d’experts en circularité des batteries
Tous les modèles commerciaux présentés ci-dessus ont un point commun : ils exploitent la puissance de la collaboration pour optimiser l’utilisation des batteries des véhicules électriques. Conscients de l’importance de ces liens précieux, nous avons créé la communauté BatteReverse, le plus grand réseau d’experts en matière de circularité des batteries. Sur la plateforme, les entreprises, les chercheurs et les décideurs politiques peuvent discuter des questions les plus urgentes en matière de logistique inverse, échanger des bonnes pratiques et forger de nouvelles collaborations. L’équipe de BatteReverse publie régulièrement les nouvelles les plus pertinentes et les points de vue sur les développements politiques, commerciaux et technologiques. Les membres de la communauté ont la possibilité de s’engager les uns avec les autres en utilisant des espaces thématiques dédiés et de se connecter lors de notre série de webinaires « Short Circuit ». Si vous avez atteint la fin de l’article, cela signifie que vous devriez nous rejoindre et contribuer à ces conversations essentielles.
En savoir plus sur le travail de l’équipe Batteries
Nous aidons la chaîne de valeur des batteries et l’industrie automobile à mettre en œuvre des solutions et des modèles commerciaux innovants pour maximiser la valeur des batteries de mobilité électrique, tout en minimisant leur empreinte environnementale. Prenez contact avec nous pour en savoir plus :
batteries@baxcompany.com
