Interprétation de l'industrie chinoise du recyclage des piles électriques

Depuis 2018, on dit chaque année que c'est la première année du recyclage des piles électriques. Cependant, le marché du recyclage des piles électriques n'a pas vraiment explosé jusqu'à présent.

Cependant, tout le monde pense que les batteries d'accumulateurs finiront par être retirées du marché. L'industrie du recyclage est comme une corne d'abondance, qui ne manquera pas d'accumuler des centaines de milliards de billions de richesses.

Quel était le statu quo de l'industrie avant l'explosion d'un marché d'un tel billion de dollars ? Cet article vous propose une analyse complète et approfondie.

Petits ateliers et entreprises de recyclage formelles

Le recyclage des piles électriques commence par la promotion des véhicules à énergie nouvelle.

Toutefois, ce ne sont pas les batteries à la retraite qui ont été recyclées au début. Au début de la promotion des véhicules à énergie nouvelle, la technologie de fabrication des batteries d'alimentation était très immature et le taux de rendement était faible. Un certain nombre de petits ateliers ont vu le jour en Chine pour recycler les déchets des cellules de batteries.

Par la suite, les recycleurs ont commencé à collecter des piles usagées ayant une capacité résiduelle élevée et de bons indicateurs de détection, et les ont vendues au prix de l'utilisation en cascade ; après un mauvais démontage manuel, elles ont été vendues à des entreprises de fusion en aval pour en extraire des précurseurs de matériaux cathodiques.

Au cours de cette période, les petits ateliers ont été les principaux acteurs du recyclage des piles.

Avec la promotion continue des véhicules à énergie nouvelle, le recyclage des batteries hors d'usage a progressivement fait l'objet d'une attention particulière de la part des ministères de différents pays. En raison de la pollution possible de l'environnement, il peut également y avoir des risques potentiels pour la sécurité.

C'est pourquoi le gouvernement chinois a mis en place un système de liste blanche pour le recyclage des piles électriques, et il existe donc des entreprises de recyclage officielles pour le recyclage des piles.

Les entreprises chinoises de recyclage de batteries électriques sont passées de plus de 300 en 2017 à près de 3 000 en 2021, mais il n'y a actuellement que 45 entreprises qui répondent aux normes industrielles fixées par le gouvernement chinois.

Beaucoup de ces entreprises ont une grande expérience. Par exemple, Bangpu Cycle, Huayou Cycle, GEM et Ganzhou Highpower sont entrées dans la "liste blanche" du premier lot de recyclage de batteries grâce à leur recyclage précoce de batteries 3C à l'oxyde de lithium et de cobalt et à leurs qualifications en matière de traitement des déchets dangereux.

Derrière Bangpu se trouve l'ère Ningde, Huayou possède des mines et est un leader dans la fusion du cobalt, GEM est le leader des précurseurs ternaires, et il existe un réseau de démantèlement de voitures.

Bien entendu, la liste ne manque pas d'entreprises en phase de démarrage qui, conscientes des possibilités de recyclage des piles électriques, s'y associent.
Au cours de l'épidémie, début 2020, Shenzhen Bus Group a commencé à mettre hors service le premier lot d'autobus à énergie nouvelle, soit un total de plus de 200 véhicules et de plus de 700 tonnes de batteries.

Hengchuangrui a pu faire une offre pour la batterie et a remporté la plus grosse commande de l'histoire du recyclage des batteries électriques. Saidmei peut être considéré comme un travailleur modèle dans l'industrie. En l'absence de fonds et avec peu d'expérience, elle est également devenue l'une des listes blanches du recyclage des batteries grâce à sa technologie de réparation des matériaux.

Avec l'émergence d'entreprises de recyclage régulières, le recyclage des piles électriques est-il sur la bonne voie ? Calculons d'abord combien de piles électriques peuvent être recyclées.

En fonction de la capacité annuelle installée des véhicules à énergie nouvelle, la densité énergétique de la batterie étant de 120wh/kg, celle-ci sera mise hors service et recyclée après 4 ans d'utilisation, et l'échelle des batteries mises hors service sera approximativement calculée.

Environ 240 000 tonnes de piles électriques seront mises au rebut en 2020. Où sont passés ces 240 000 tonnes ? Selon les statistiques de l'industrie, le volume de recyclage des entreprises de recyclage officielles est inférieur à 50 000 tonnes.

En 2021, l'échelle globale de recyclage de chaque entreprise augmentera, et certaines échelles de recyclage doubleront, mais en raison de facteurs tels que la quantité totale de batteries retirées du service, les prix et le transport sur de longues distances, le volume de recyclage de plusieurs grandes entreprises ne dépasse pas 10 000 tonnes, et la plupart des batteries électriques retirées du service sont encore acheminées vers de petits ateliers pour être recyclées sur place.

Toutes les parties ont fait de leur mieux pour recycler les piles, mais comme les enchères pour les piles usagées sont les plus élevées, les petits ateliers osent souvent soumissionner parce qu'ils ne sont pas responsables de la protection de l'environnement et que leurs coûts d'élimination sont faibles.
Le phénomène selon lequel les entreprises de recyclage formelles collectent moins de piles existe toujours.

Les entreprises de recyclage officielles collectent non seulement moins de piles, mais ont également du mal à faire des bénéfices.

L'orientation politique ne suffit pas

En Chine, il n'est pas raisonnable de choisir une entreprise de recyclage en mettant aux enchères les piles usagées dont le prix est le plus élevé.  

De nombreux pays européens et américains ont adopté une législation visant à établir un système juridique et réglementaire complet pour le recyclage des déchets, à clarifier les sanctions pour les opérations illégales et à coopérer avec le "système de dépôt" pour le recyclage des piles.

Le Japon met en œuvre le recyclage inversé, encourageant les citoyens à s'efforcer volontairement de renvoyer les piles usagées aux fabricants de piles, puis à les confier à des entreprises professionnelles de recyclage de piles pour qu'elles les éliminent.

Dans de nombreux pays, les piles usagées sont classées comme des déchets dangereux, et leur détenteur ne peut pas seulement les vendre pour de l'argent, mais doit aussi payer des entreprises de recyclage de piles pour un traitement inoffensif.

Pour Umicore, une entreprise de matériaux de renommée mondiale, le prix d'un four de combustion pour le recyclage des batteries s'élève à 1 milliard de yuans. Le coût du recyclage est donc élevé et le gouvernement et les entreprises attachent une grande importance à la protection de l'environnement.

Par conséquent, des orientations politiques sont effectivement nécessaires pour tenir compte de l'énorme coût social du recyclage des piles et prendre des mesures de contrôle strictes.

Itinéraire technique

Les batteries d'alimentation ont des normes et des modèles différents, ce qui complique l'utilisation en cascade et le recyclage des batteries. L'utilisation en cascade nécessite un démontage, des tests, une répartition des volumes et une réorganisation, principalement manuelle et semi-automatique.

Le recyclage peut être divisé en deux catégories : le prétraitement et le traitement ultérieur. Le processus de prétraitement se divise en deux parties : le démantèlement des décharges et le broyage des charges. Après le broyage électrifié, les feuilles de cuivre, les feuilles d'aluminium, la poudre noire, l'enveloppe, le diaphragme et d'autres matériaux sont triés. Les traitements ultérieurs comprennent la pyrolyse à haute température, l'hydrométallurgie, la pyrométallurgie, la réparation des matériaux, etc.

L'industrie du recyclage des piles électriques en est encore à ses débuts et d'innombrables méthodes de recyclage font l'objet de recherches, mais rien de plus que les itinéraires techniques susmentionnés.

Selon les itinéraires techniques actuels, le taux de récupération des matériaux et les normes industrielles exigent que le taux de récupération global du nickel, du cobalt et du manganèse ne soit pas inférieur à 98%, que le taux de récupération du lithium ne soit pas inférieur à 85% et que le taux de récupération global d'autres métaux précieux importants tels que les terres rares ne soit pas inférieur à 97%. Pas moins de 97%.

Bien entendu, plus le taux de récupération est élevé, mieux c'est. Cependant, l'amélioration du taux de récupération nécessite non seulement des compétences techniques propres, mais dépend également de la qualité des matériaux lors de l'étape de prétraitement.

Si l'on prend l'exemple des batteries au phosphate de fer lithié, la demande du marché pour la poudre noire cassée est supérieure à 2,5% de teneur en lithium, de préférence 3,8%. Les feuilles d'électrodes positives et négatives sont démontées manuellement, et la teneur en lithium de la poudre d'électrode positive pure peut facilement atteindre la norme la plus élevée, tandis que la teneur en lithium après broyage mécanique en poudre mixte d'électrode positive et négative est fondamentalement inférieure à 3,0%.

Cela conduit au phénomène de la mauvaise monnaie qui chasse la bonne. Un grand nombre de piles sont recyclées par de petits ateliers et désassemblées manuellement en coquilles, feuilles de cuivre, feuilles d'aluminium et poudre noire. Il existe de nombreuses entreprises de recyclage officielles qui confient les piles à de petits ateliers pour le démontage et le prétraitement, et qui recyclent ensuite les matériaux par hydrométallurgie.

Le recyclage à faible coût et à haute valeur ajoutée est l'avantage des petits ateliers. Le coût du démontage et du tri manuels d'une tonne de piles est de 600 yuans, soit moins de la moitié du coût du démontage et du tri de l'équipement dans les entreprises de recyclage ordinaires. Bien sûr, le prix est au détriment de l'environnement et de la santé des personnes. J'espère sincèrement que l'État mettra en place des mesures de supervision et de gestion dès que possible afin de réaliser véritablement le recyclage inoffensif et ordonné des piles électriques.

L'itinéraire technique du recyclage des piles électriques évolue également, car l'itinéraire technique des piles électriques n'a pas encore été finalisé. Au début de leur développement, les piles à hydrure métallique de nickel, le manganate de lithium, le phosphate de fer de lithium, le lithium ternaire, le titanate de lithium et d'autres piles dans les piles électriques ont montré leurs pouvoirs magiques et ont tous été commercialisés.

Par la suite, les piles au phosphate de fer-lithium et les piles ternaires au lithium sont devenues la norme absolue en raison de leurs avantages en termes de performances. Cependant, les accidents de sécurité des batteries ternaires sont fréquents. D'ici 2021, le phosphate de fer-lithium sera le choix principal pour les batteries d'énergie.

Le développement se poursuit. On s'attend à ce que dans les 3 à 5 prochaines années, les batteries semi-solides commencent à être utilisées à grande échelle. Dans les dix prochaines années, les piles à l'état solide devraient occuper une place de choix. Suite à ces changements, la technologie et l'équipement de recyclage des piles seront confrontés à des défis plus importants.

Modèle d'entreprise à améliorer

Pour établir un modèle commercial de recyclage des piles électriques, il faut d'abord disposer d'une bonne source de recyclage. Il existe peu d'ensembles de batteries qui peuvent être recyclés mais qui peuvent être recyclés à partir de l'usine du moteur principal, allant de quelques batteries à des dizaines de batteries, dont la plupart ont une valeur d'utilisation en cascade. Après l'expérience violente des véhicules individuels, la batterie peut être directement recyclée si elle est brûlée ou endommagée. 

Une autre bonne source de recyclage consiste à recycler les déchets de pièces de poteaux, les cellules non injectées de liquide, les cellules de qualité B et C, les blocs de piles, etc. provenant de l'usine de piles.

Le marché du matériau de la pièce polaire est stable et difficile à ébranler. La batterie de qualité B et C peut être utilisée comme batterie d'utilisation en cascade pour les véhicules à basse vitesse, les véhicules à deux roues, les alimentations de secours, les lampadaires, les trésors de charge, etc. et la demande du marché est très importante.

D'autres sources de recyclage idéales sont les batteries des autobus à énergie nouvelle mis hors service par les compagnies d'autobus, et des centaines de tonnes de batteries au phosphate de fer lithié peuvent être recyclées à partir d'un lot de véhicules mis hors service. Les entreprises de recyclage font des appels d'offres pour les batteries, et le prix varie de 100 à 200 yuans par kilowattheure en fonction de l'année de production, de la marque et de l'état de la batterie.

Démontage manuel sur site et retour à l'usine pour inspection et triage, le 80% peut généralement être utilisé en cascade et vendu aux entreprises ou aux négociants pour une utilisation en cascade à un prix de 200 à 300 yuans.

Bien entendu, le prix du carbonate de lithium continue de monter en flèche, et le carbonate de lithium de qualité batterie a atteint 400 000 yuans/tonne. Désormais, le prix du recyclage doit également tenir compte de la valeur du recyclage.

Les batteries d'alimentation des véhicules à énergie nouvelle mis au rebut par les usines de démantèlement automobile sont également populaires. En 2018, plus de 1 000 véhicules à énergie nouvelle ont été mis au rebut dans l'usine de démantèlement, et 80% possédaient des batteries ; en 2019, l'usine de démantèlement automobile a également recyclé plus de 1 000 véhicules à énergie nouvelle, et 80% des batteries de véhicules ont été démantelées et vendues aux enchères avant la date prévue.

Avant les véritables entreprises de recyclage en cascade, il y a aussi des négociants qui passent par là. Les négociants sont doués pour les ventes adossées, ils trouvent des sources de piles, s'informent de l'état des piles, de la fourchette de prix et d'autres informations, se préparent à faire une offre après inspection et vérification sur place et recherchent des acheteurs en même temps.

L'achat de batteries d'occasion est une transaction au comptant, le paiement est effectué et il n'y a jamais d'arriérés, mais le bénéfice est la différence. Les vendeurs les plus assidus conduisent même leur voiture personnelle pour balayer les rues. Les ateliers de réparation, les ferrailleurs et les vendeurs de véhicules électriques sont leurs points de chute habituels.

Après avoir obtenu une bonne source de marchandises, comment une véritable entreprise de recyclage peut-elle gagner de l'argent ? L'activité de recyclage de piles des petits ateliers est flexible et comporte de nombreuses routines, au détriment de l'environnement et de la sécurité personnelle des employés, qui ne seront pas décrites en détail ici.

Bien que les entreprises de recyclage officielles puissent établir une coopération stratégique avec les équipementiers et les usines de batteries, et que certaines entreprises automobiles financées par l'étranger fournissent gratuitement le traitement des batteries, le volume de recyclage est limité, et le modèle commercial existant est encore difficile à rentabiliser.

Il existe également de nouveaux modèles d'entreprise.

Afin de verrouiller la source des batteries à l'avance et de les recycler par lots, les entreprises de recyclage ont commencé à déployer des activités d'échange de batteries. Le modèle d'échange de batteries pour les véhicules à énergie nouvelle a été exploré et NIO est autonome dans la construction de stations d'échange de batteries, qui sont appréciées par les utilisateurs.

Aodong a créé une plateforme d'échange d'énergie pour fournir des services d'échange d'énergie aux taxis, et certains sites ont déjà réalisé des bénéfices. Le mode d'échange de batteries réduit le coût d'achat des voitures, résout le problème du chargement, améliore l'efficacité de l'utilisation et favorise également le développement durable des entreprises de recyclage.

Sur la base du remplacement des piles électriques, les entreprises de recyclage poussent également le mode de remplacement des piles lorsqu'elles sont utilisées en cascade. Un exemple typique est le remplacement de la batterie d'un deux-roues. Les conducteurs de véhicules à emporter ont été les premiers à utiliser des batteries au plomb, qui interrompaient souvent le service parce qu'elles ne pouvaient pas être rechargées à temps. Le mode de remplacement de la batterie des véhicules électriques à deux roues a très bien résolu ce problème et a été le premier à être commercialisé et à générer des bénéfices.

En outre, dans le processus de recyclage des batteries, il arrive souvent que plusieurs tonnes de batteries dispersées ne suffisent pas à remplir une voiture et à la transporter jusqu'à l'usine pour y être traitée.

Les recycleurs peuvent choisir de stocker temporairement les déchets dans des centres de recyclage, d'économiser 30 tonnes, puis d'utiliser un chariot de 15 mètres pour les emporter en une seule fois. Il est difficile de faire des bénéfices en construisant une succursale seule, et le coût d'exploitation annuel est d'environ 300 000 euros. Par conséquent, la co-construction et le partage des points de recyclage sont les points forts des entreprises de recyclage.

Hausse des prix des matériaux

Les avantages du recyclage des piles sont soit l'utilisation en cascade, soit la valeur du recyclage des matériaux.

Avant 2021, le recyclage et le traitement des piles au lithium-fer-phosphate peuvent être utilisés en cascade, mais il est courant dans l'industrie de perdre de l'argent pour le recyclage. La plupart des entreprises sont réticentes à recycler, et il est arrivé que quelques centaines de yuans par tonne soient même donnés gratuitement, et que le fret soit pris en charge par l'entreprise elle-même.

Fin 2020, le prix du carbonate de lithium était encore à un niveau historiquement bas, et il a commencé à augmenter en 2021, passant de 50 000 yuans/tonne à 350 000 yuans/tonne à la fin de l'année. Le 17 février 2022, le prix moyen du carbonate de lithium dépassait 430 000 yuans/tonne.

En conséquence, le prix du recyclage des batteries lithium-fer-phosphate usagées a également augmenté, et le prix des batteries à coque en aluminium est passé d'environ 2 000 yuans/tonne début 2021 à 15 000 yuans/tonne (hors taxes et frais de transport).

Il est évident que si les prix des matériaux continuent d'augmenter, les bénéfices de l'activité de recyclage des piles électriques s'en trouveront accrus. Quelle est donc l'évolution du prix des matériaux pour batteries ? Le prix des matériaux de batteries monte en flèche. Nous nous intéressons principalement au carbonate de lithium et au cobalt.

Trois raisons principales expliquent l'essor du carbonate de lithium de qualité batterie en 2021.

Premièrement, les ventes de véhicules à énergie nouvelle ont doublé au-delà des attentes, l'offre de ressources importées est insuffisante et les entreprises chinoises de fonderie ne peuvent pas produire à pleine capacité.

Deuxièmement, la capacité d'extraction de lithium du lac salé est affectée par la réduction de la production en hiver, la période de maintenance des équipements et le stockage en fin d'année, et l'offre est réduite.

Troisièmement, 52% des réserves mondiales prouvées de lithium se trouvent au Chili, où le président chilien Boric a remporté les élections à la fin de 2021, il a mis l'accent sur le changement social, a promis d'augmenter les redevances minières et les impôts sur les sociétés, et a augmenté le coût de l'exploitation minière.

En outre, la dynamique des véhicules à énergie nouvelle ne faiblira pas en 2022. Certains experts prévoient que l'objectif de vente de 5 millions de véhicules en 2025 sera atteint plus tôt que prévu cette année, et qu'il pourrait même atteindre 6 millions de véhicules. Le stockage d'énergie par batteries au lithium se développe également rapidement, et la demande de batteries au lithium devrait dépasser celle des véhicules électriques à l'avenir.

Du côté de l'offre de carbonate de lithium, de nombreux nouveaux projets ne seront pas mis en production avant le second semestre 2023 au plus tôt. Il est donc fort probable que le prix du carbonate de lithium continue d'augmenter cette année et se maintienne à un niveau élevé.

La répartition des ressources mondiales en minerai de cobalt est concentrée, principalement au Congo africain (RDC). Les ressources chinoises en cobalt sont très rares et les batteries ternaires au lithium recyclent principalement le cobalt et le nickel. Aujourd'hui, le prix d'achat des déchets de batteries ternaires à enveloppe souple (système 523) est proche de 40 000 yuans/tonne, et elles restent la coqueluche des entreprises de recyclage.

Le prix du cobalt fluctue fortement et périodiquement. Au premier trimestre 2018, le prix estimé a atteint un sommet historique de 680 000 yuans/tonne, puis a fortement chuté, tombant à 340 000 yuans/tonne à la fin de l'année 2018.

La raison principale est que le taux de croissance des véhicules à énergie nouvelle a ralenti après mai 2018, et que la demande a été plus faible que prévu. Dans le même temps, à partir du deuxième trimestre, le plan d'augmentation de la production de minerai de cobalt a été progressivement réalisé, et l'offre a fortement augmenté.

En 2019-2020, le prix du cobalt a fluctué et s'est ajusté, se maintenant dans une fourchette basse de 200 000-300 000 yuans/tonne. En 2021, la demande de matières premières sera serrée et le prix du cobalt continuera d'augmenter pour atteindre plus de 400 000 yuans. Le 17 février 2022, le cobalt électrolytique atteindra 530 000 yuans/tonne.

Le Congo africain (RDC) lui-même est un pays politiquement turbulent, et sa capacité logistique n'est pas développée. Heureusement, la part des batteries lithium-fer-phosphate augmente progressivement, et l'application des batteries 811 à faible teneur en cobalt s'est accrue. La demande de ressources en cobalt n'est pas aussi urgente que celle du lithium, qui pourrait rester à 50 cette année. -Le prix du cobalt, soit 600 000 yuans/tonne, a fluctué à un niveau élevé.

Le prix de la poudre noire de batterie ternaire recyclée sur le marché est principalement calculé en fonction de la teneur en cobalt, de la teneur en nickel et du coefficient de prix du cobalt. Le cobalt se situe dans la fourchette haute, le coefficient de prix est également élevé, et la valeur de recyclage de la poudre noire pour cathode ternaire augmente en conséquence, ce qui est favorable au développement de l'industrie.

Le prix élevé des matériaux est l'une des conditions préalables au fonctionnement des entreprises de recyclage. Récemment, on a appris que, dans certains cas, le prix des piles usagées n'est pas inférieur à celui des piles neuves, car les recycleurs apprécient la valeur du recyclage des matériaux.

Conclusion

Par conséquent, en termes de politiques, il est nécessaire que l'État établisse un mécanisme de supervision et de sanction, lance un plan visant à inclure les piles électriques usagées dans la "liste des déchets dangereux" et mette progressivement en œuvre la gestion des qualifications en matière de recyclage des piles électriques usagées.

En ce qui concerne la société, on espère que les constructeurs automobiles mettront en place un mécanisme de recyclage des batteries, ou qu'ils échangeront les vieilles batteries contre des neuves, et qu'ils guideront les utilisateurs individuels pour qu'ils remettent directement les batteries qu'ils possèdent à des entreprises de recyclage officielles, de manière à réduire les liens avec les intermédiaires.

En termes de technologie, on espère que les entreprises de recyclage renforceront la recherche et le développement de la technologie et de l'équipement de traitement, qu'elles prêteront attention au développement des voies technologiques des piles électriques, qu'elles planifieront la direction et l'orientation de la recherche et du développement, et qu'elles s'engageront dans des solutions globales pour un recyclage sûr, respectueux de l'environnement, raffiné et automatisé.

La raison pour laquelle l'industrie du recyclage des piles électriques est intéressante est principalement due à l'incertitude de la valeur des piles usagées. Tout comme les paris sur les pierres, il est difficile de déterminer la quantité de jade que contient une pierre et la valeur de ce jade.

Bien entendu, les recycleurs de piles expérimentés peuvent évaluer la valeur des piles usagées de la manière la plus précise possible grâce à certaines méthodes et à l'aide de certains outils d'assistance à l'analyse. En outre, tout dépend également de la capacité de la technologie de recyclage à transformer les déchets en trésors.