Présentation du contexte

Le recyclage des matériaux est une réponse évidente à la nature non renouvelable de nombreuses ressources. Cependant, les mathématiques économiques sont souvent difficiles, car il peut être coûteux de concurrencer les matériaux vierges. Les technologies en évolution rapide comme les véhicules électriques ajoutent une complication supplémentaire : lorsque une voiture est mise au rebut, l'industrie peut avoir déjà adopté une nouvelle chimie de batterie, ce qui réduit la valeur du recyclage de la batterie.

Modélisation des besoins de fabrication

Une étude menée par Xin Xiong à l'Université de Nanjing a modélisé l'approvisionnement en matériaux recyclés par rapport à la demande de fabrication en Chine entre 2010 et 2050. L'étude couvre les matériaux pertinents pour les batteries des véhicules hybrides, électriques et à pile à combustible (lithium, cobalt, nickel, manganèse, phosphore, sodium, soufre et graphite), ainsi que plusieurs éléments critiques utilisés dans les moteurs électriques (cuivre, néodyme, dysprosium, samarium et cérium).

Scénarios technologiques et politiques

Les chercheurs ont considéré quatre scénarios pour la progression technologique, allant d'une transition lente vers des technologies comme les batteries au lithium solide ou les moteurs à faible teneur en terres rares, à une transition plus rapide. Le modèle calcule le « potentiel de circularité » de chaque élément au fil du temps, c'est-à-dire la quantité de la demande de fabrication qui peut être satisfaite par le flux de matériaux recyclés dans la même année. Il prend également en compte les politiques chinoises récentes, qui visent à augmenter les taux de recyclage de certains éléments de batterie de 40 % à au moins 98 %, et à augmenter la part des véhicules électriques dans les ventes neuves de 45 % à 60 % d'ici 2030.

Implications et limites

Bien que les véhicules hybrides et les véhicules hybrides rechargeables disparaissent progressivement, les ventes de véhicules électriques à batterie continuent d'augmenter jusqu'en 2050 dans le modèle. Cela laisse le nombre de véhicules qui arrivent dans les usines de recyclage en retard, mais en augmentation constante. Le modèle suppose que le remplacement des batteries sera courant, car les batteries peuvent perdre de la capacité longtemps avant que le véhicule atteigne la fin de sa vie, principalement dans les environnements commerciaux avec une utilisation intensive.