Quel est l’impact environnemental de la fabrication et du recyclage des batteries de véhicules électriques ?
Une mise en garde majeure à la diffusion des véhicules électriques est la question de savoir ce que nous allons faire de toutes ces batteries de voiture une fois leur temps écoulé. On s'inquiète également de l'impact environnemental de l'extraction du lithium, sans parler de celui d'autres métaux essentiels, comme le cobalt et le nickel. Prenons le temps d'examiner ce qui se passe dans les batteries des véhicules électriques, où elles vont lorsqu'elles sont mortes et si les véhicules électriques sont toujours le meilleur choix pour l'environnement.
Les batteries de VE sont-elles recyclables ?
Les batteries EV sont hautement recyclables. Plus de 95 % des composants d'une batterie lithium-ion peuvent être extraits par hydrométallurgie. Cela implique de broyer les composants de la batterie et de les faire passer dans une solution acide. Une série de solvants et de cycles de galvanoplastie sont capables d'extraire des éléments individuels de la solution. La récupération par fusion est courante mais plus énergivore et moins efficace. La pollution causée par ce procédé de recyclage est négligeable . Le problème actuel est que nous n'avons pas suffisamment d'installations de recyclage fonctionnant actuellement à l'échelle nécessaire pour faire face au déluge de batteries de VE qui arrivent en fin de vie. Nous ne recyclons actuellement qu'environ 5 % de nos batteries lithium-ion , mais heureusement, la valeur croissante du lithium, du cobalt et du nickel rend la perspective de leur récupération beaucoup plus attrayante.
Rendre le processus de recyclage rentable peut être difficile, selon les matériaux que vous ciblez, mais cette étude résume assez bien les aspects économiques .
« La plupart des voies de traitement atteignent des rendements élevés pour les métaux précieux que sont le cobalt, le cuivre et le nickel. En comparaison, le lithium n'est récupéré que dans peu de procédés et avec un rendement plus faible, bien qu'avec une valeur économique élevée. La récupération des composants de faible valeur que sont le graphite, le manganèse et les solvants électrolytiques est techniquement réalisable mais économiquement difficile.
Quel est l'impact environnemental de l'extraction du lithium ?
Bien qu'il s'agisse d'un composant essentiel des batteries, le lithium ne représente qu'environ 11 % de la masse totale d'une cellule . Vous pouvez voir comment cela prend en compte la chimie de la batterie ici . L'Australie, le Chili et la Chine produisent la part du lion de l'approvisionnement mondial en lithium. Les applications automobiles consomment environ 31 % de cette offre , mais cette demande devrait poursuivre sa forte trajectoire ascendante.
Il existe deux façons d'extraire le lithium : les salines et l'extraction de roches dures. Lorsque le minerai de spodumène dur est extrait, il est décomposé, séparé, soumis à un bain d'acide et, éventuellement, le sulfate de lithium peut être retiré du mélange. Il s'agit d'une méthode minière très traditionnelle avec tous les risques habituels d'accumulation de polluants dans les bassins de décantation. C'est un processus relativement bon marché par rapport au traitement des salines, mais il produit également un produit de qualité inférieure. L'Australie, avec un énorme 46% de la production mondiale de lithium , dépend fortement de l'exploitation minière en roche dure. Étant donné que cette méthode est si exigeante en main-d'œuvre, il n'est pas surprenant qu'elle produise environ le triple d'émissions par tonne métrique de lithium, par rapport aux salines .
Les salines sont créées lorsque l'eau est pompée sous terre et retourne à la surface avec des minéraux dissous. Cette saumure est répartie sur de larges bassins pour s'évaporer, laissant derrière elle les minéraux à séparer et à traiter. Les salines sont courantes dans un triangle chevauchant le Chili, l'Argentine et la Bolivie. Les montagnes des Andes voisines ont créé de grands gisements non loin sous la surface grâce à l'activité géothermique qui lixivie les minéraux de la roche volcanique. Une altitude plus élevée favorise également une évaporation plus rapide dans les bassins de saumure.
Le principal coût de l'extraction du lithium dans les salines est la consommation d'eau. Obtenir des chiffres exacts est cependant difficile. Les estimations vont de 250 gallons d'eau par livre de lithium , jusqu'à un million de gallons . Les données du gouvernement chilien suggèrent que la production de saumure dans les plaines d'Atacama dépasse la capacité de recharge de l'aquifère d'environ 30 % . Environ 65% de l'eau de la région est utilisée pour l'extraction du lithium. Ces opérations se déroulent dans des déserts où l'approvisionnement en eau est déjà précaire pour les populations locales et exerce une pression supplémentaire sur l'agriculture locale . En plus de faire face à une eau de plus en plus rare dans les endroits les plus secs de la planète, les groupes autochtones qui habitent les régions voisines risquent également de faire face à des matériaux abandonnés et à des écosystèmes perturbés en raison de l'industrie minière. Beaucoup ont déjà été victimes de ce type d'abus de la part de sociétés minières internationales dans le passé. En conséquence, ils se sont soit opposés fermement aux nouveaux projets, soit en ont revendiqué une propriété importante.
Qu'en est-il des autres matériaux utilisés dans les batteries ?
Les batteries contiennent de nombreux autres matériaux, comme le nickel, le cobalt et le graphite.
Le cobalt est principalement extrait du Congo, qui produit environ la moitié de l'approvisionnement mondial. De lourds investissements chinois ont entraîné la construction de nombreuses exploitations minières industrielles pour répondre à leurs besoins de production, mais les travailleurs locaux sont souvent exclus de cette entreprise. Au lieu de cela, ils sont relégués à creuser leurs propres mines artisanales avec peu de précautions de sécurité et peu de recours en cas de blessure. Ils finissent par vendre leur cobalt aux mêmes commerçants qui transportent le cobalt extrait industriellement vers les raffineurs en Chine.
La production de nickel est moins lourde, mais pas sans coût . Il est largement exploité dans le monde, l'Indonésie fournissant environ 30 % de l'approvisionnement total . La majeure partie est consacrée à la fabrication d'acier inoxydable et seulement 6 % aux batteries.
Les véhicules électriques sont-ils toujours meilleurs pour l'environnement une fois la production et le recyclage des batteries pris en compte ?
Collectivement, cela peut sembler un coût élevé pour faire de nos véhicules électriques une réalité. Les évaluations du cycle de vie comparant les voitures électriques aux voitures traditionnelles montrent que les véhicules électriques sont en effet chargés à l'avant avec des émissions grâce au coût des batteries. Là où cette différence est compensée, c'est sur la durée de vie du véhicule. Les moteurs à combustion interne rendent les voitures entre 60 % et 68 % plus émissives que les véhicules électriques aux États-Unis. Compte tenu du rôle démesuré du carburant dans ce calcul, nettoyer le réseau électrique est presque aussi important que de mettre un tas de véhicules électriques sur la route. Les économies moyennes d'émissions en Europe peuvent varier entre 28 % et 72 % selon la façon dont les véhicules électriques sont rechargés.
En fin de compte, les véhicules électriques sont toujours une transition nécessaire à faire pour réduire les émissions mondiales. Cela dit, ceux qui vivent à proximité des mines sont toujours confrontés à de nombreux défis. Ils sont confrontés aux affreux effets environnementaux de l'exploitation minière bien avant ceux du changement climatique. Les gouvernements devront faire un meilleur travail en tenant l'industrie minière responsable de la bonne gestion du site avant que nous ne devenions trop suffisants pour peupler un avenir vert plein de véhicules électriques.