Veículos elétricos: as baterias do futuro serão recicladas

Com o número de veículos elétricos nas estradas a aumentar exponencialmente, é estratégico reciclar baterias de iões de lítio, também presentes, por exemplo, em smartphones e computadores. Este setor, promissor para o futuro, visa melhorar a reutilização de metais raros e estratégicos, simultaneamente reduzindo o seu impacto ambiental e social.

 

Na Europa, o mercado de automóveis elétricos está a crescer rapidamente (+80% em 2019), prevendo um volume muito maior de baterias de iões de lítio usadas. Os fabricantes e recicladores de automóveis já prevêem o rápido crescimento do mercado de tratamento de baterias, que deverá, segundo certas estimativas, atingir 130.000 toneladas até 2030. O desenvolvimento de um setor de reciclagem parece agora ser uma necessidade, não só para melhorar a gestão da duração de vida dos acumuladores em questão, que, enquanto resíduos, são perigosos, mas também para reduzir o impacto do seu fabrico no ambiente. 

A extração de metais estratégicos pesa muito na balança. Particularmente no caso do cobalto e do lítio. O primeiro, que é simultaneamente raro e tóxico, provém da República Democrática do Congo (RDC) (60%), onde várias ONG alertaram para as condições de trabalho nas minas, onde por vezes são empregadas crianças. As estimativas prevêem que as reservas esgotar-se-ão dentro de 22 a 57 anos. Quanto ao lítio, é extraído em grande parte na América Latina, nos chamados salares, com técnicas de extração que consomem grandes quantidades de água. Embora o acesso a este mineral não esteja ameaçado a curto ou médio prazo - o stock global está avaliado em 80 milhões de toneladas de acordo com as últimas estimativas divulgadas pelo Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS), em crescimento de ano para ano. O lítio custa atualmente o dobro em relação a 2015 - mais uma razão para investir na sua reciclagem.

 

Na Europa, o mercado de automóveis elétricos aumentou 80% em 2019.

O mercado para o tratamento de baterias está avaliado em 130.000 toneladas até 2030.

Impacto ambiental e social, a extração de metais estratégicos pesa muito na balança.

 

 

Fechar o ciclo

Na Europa, a indústria já está mobilizada. O projeto European Battery Alliance (EBA), também conhecido como "o Airbus das baterias", foi lançado em outubro de 2017, e Portugal integra a rede. A EBA espera encontrar o seu lugar no mercado de baterias de iões de lítio, atualmente dominado em 90% pela Ásia, e metade desse mercado pela China. A reciclagem deverá ajudar a EBA, assegurando o fornecimento de minerais estratégicos.

Atualmente, a legislação Europeia exige que os fabricantes de automóveis reciclem pelo menos 50% do total das suas baterias usadas. Mas as fábricas de reciclagem estão a apontar para mais. Nas instalações da Euro Dieuze Industrie (EDI), uma filial da Veolia em Moselle, França, fundada em 1991, esta proporção atinge 80%, com 700 toneladas de baterias processadas em 2020 e a ambição de processar 10.000 toneladas em 2025. Em curso, está também a elaboração do regulamento europeu para as baterias e resíduos de baterias, que poderá ficar fechado até final do ano.

O processo de reciclagem é complexo: após uma fase de descarga elétrica (por razões de segurança), seguida do desmantelamento de cada elemento e corte para extração das células ativas e, finalmente, desfibramento mecânico, as baterias usadas são tratadas a frio por um processo hidrometalúrgico para extrair uma mistura concentrada de metais recicláveis e recuperá-los. O resultado é então vendido a um metalúrgico, que o purificará para lhe dar uma segunda vida em novas aplicações industriais.

A parceria assinada entre a Veolia e o grupo químico Belga Solvay em setembro de 2020 representou um novo passo rumo à economia circular. "Com a tecnologia Solvay, iremos mais longe na cadeia de valor", diz Shabnam Gholamifard, que coordena a transferência de conhecimento e o desenvolvimento da reciclagem internacional de baterias de iões de lítio no departamento da Veolia para o tratamento e valorização de resíduos perigosos. "Os métodos de extração líquido-líquido permitem-nos purificar os metais – níquel, cobalto, lítio... – que serão depois reutilizáveis pelos fabricantes de baterias".

Se este processo funcionar e puder ser utilizado à escala industrial, estima-se que 10.000 toneladas de baterias serão recicladas todos os anos.

 

Uma bateria tem várias vidas…

O desafio para esta nova mas promissora atividade é simultaneamente tecnológico e económico. "Atualmente, há muito poucos intervenientes neste mercado e poucos industriais dominam os processos", explica Shabnam Gholamifard. "Além disso, as baterias de automóveis elétricos têm uma vida útil de cerca de dez anos, pelo que o volume disponível no mercado não é, de momento, muito elevado". E isto sem ter em consideração que a composição dos acumuladores pode muito bem mudar nos próximos anos, obrigando os recicladores a adaptarem-se. "Desde há vários anos, temos vindo a caminhar para menos cobalto nas pilhas, substituindo-o por metais que estão disponíveis em maior quantidade, e menos dispendiosos", afirma. "Mas para a segurança das nossas baterias, não podemos ir abaixo de certos limiares". Estão em curso projetos que envolvem baterias sem cobalto, como o COBRA (CObalt-free Batteries for FutuRe Automotive Applications - baterias sem cobalto para futuras aplicações automotivas), co-financiado pelo programa Horizon 2020 da Comissão Europeia. Poderá a bateria de iões de sódio sem cobalto e lítio, desenvolvida pela empresa francesa Tiamat, entre outras, ter um futuro promissor? A quantidade de energia armazenada por unidade é ainda 40% inferior às melhores baterias de iões de lítio, mas o progresso é rápido. Especialmente porque o sódio é muito mais abundante na Terra do que o lítio e menos caro.

 

"Vários dos nossos clientes, em particular na indústria automóvel, pedem-nos soluções para a reutilização de baterias que chegaram ao fim da sua vida útil", diz Shabnam Gholamifard. "Ainda possuem entre 70 a 80% das suas capacidades e é do nosso interesse reutilizá-las noutros produtos, nomeadamente aqueles que requerem menos energia". Experiências, conduzidas nomeadamente pela Renault, para otimizar o armazenamento de energia renovável, aumentar pontos de recarga, alimentar o sistema de refrigeração em certos modelos e mesmo barcos elétricos...

Uma bateria tem várias vidas.
É tempo de as explorar a todas.

Uma alternativa em análise é a reutilização.

 

France

Grupo Renault, Veolia e Solvay

Unidos na reciclagem de metais de baterias de veículos elétricos em fim de vida

O consórcio é exemplo de um novo tipo de colaboração para o ciclo de vida das baterias, de forma a preservar recursos, reduzir emissões de carbono e criar valor.

O Grupo Renault, importante player no mercado automóvel, com a Veolia, líder na gestão eficiência de recursos, e a Solvay, empresa química de referência,  anunciaram uma parceria que irá promover a economia circular dos metais das baterias de veículos elétricos em fim de vida na Europa, fechando o ciclo da reciclagem deste tipo de material.