(Les opinions exprimées ici sont celles de Gavin Maguire, chroniqueur pour Reuters.)
L’évolution vers les véhicules électriques, les énergies renouvelables, le stockage sur batterie et l’expansion des réseaux électriques entraîne une augmentation de la demande de cuivre, de terres rares, d’argent et d’autres matériaux. Mais la poussée de l’électrification commence également à créer sa propre offre.
Selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE), les technologies énergétiques propres nécessitent des quantités de minéraux bien plus importantes que les systèmes énergétiques conventionnels, et la demande liée à la transition énergétique ne fera que croître au cours des prochaines décennies.
Cette accélération de la demande contraste avec des perspectives d’offre de matériaux clés qui sont limitées par de nouvelles mines, des capacités de raffinage et des infrastructures de traitement dont le développement peut prendre des années.
Cette énigme oblige les gouvernements et les entreprises à repenser la provenance des futurs approvisionnements.
Une nouvelle source d’approvisionnement de plus en plus viable provient d’une source inattendue : les infrastructures de transition énergétique elles-mêmes.
Partout dans le monde, les avancées en matière de recyclage transforment les vieilles batteries, les panneaux solaires mis au rebut, les éoliennes mises hors service et les équipements de réseau vieillissants en sources de plus en plus précieuses des mêmes matériaux nécessaires au maintien de la dynamique de transition énergétique.
Ce qui a commencé comme un défi de gestion des déchets est en train de devenir une opportunité industrielle stratégique, à mesure que les composants existants de la transition énergétique deviennent une base de ressources à part entière.
Base de batterie
Les batteries offrent l’exemple le plus clair de l’importance croissante du recyclage dans l’offre.
Pendant des années, les inquiétudes concernant l’approvisionnement futur en batteries se sont concentrées sur la disponibilité du lithium, du nickel, du cobalt et du graphite provenant des mines.
Mais l’attention se tourne désormais vers la récupération de ces mêmes matériaux à partir des batteries déjà en circulation.
La société américaine Redwood Materials affirme récupérer plus de 95 % du lithium, du nickel, du cobalt et du cuivre des batteries usagées et des déchets de fabrication.
L’entreprise traite chaque année plus de 20 gigawattheures de batteries lithium-ion et produit plus de 60 000 tonnes de matériaux critiques.
Il décrit ces matériaux récupérés comme une source d’approvisionnement nationale croissante qui peut réduire la dépendance à l’égard de nouvelles activités minières et d’importations.
Alors que la première génération de batteries pour véhicules électriques à grande échelle arrive à maturité, le volume de batteries disponibles devrait continuer à augmenter. Cela pourrait à son tour encourager un recyclage plus répandu, susceptible de réduire la demande de composants de batterie neufs.
L’impact sur l’offre mondiale pourrait être significatif. Selon l’AIE, entre 20 et 30 % de la demande mondiale de lithium, de nickel et de cobalt pourraient provenir d’une intensification des efforts de recyclage d’ici 2050.
En Europe, où les politiques de recyclage des matériaux sont parmi les plus ambitieuses au monde, les chercheurs ont estimé qu’environ 15 % du lithium, du nickel et du manganèse et environ 25 % des approvisionnements en cobalt pourraient provenir de sources de recyclage d’ici 2030.
Le propre flux de déchets de l’énergie solaire
L’énergie solaire se trouve confrontée à une opportunité similaire.
L’industrie augmente sa capacité de production à un rythme record, mais consomme également de grandes quantités d’argent, de silicium et d’autres matériaux pour fabriquer des panneaux.
Jusqu’à présent, les efforts de recyclage se sont concentrés principalement sur la récupération du verre et de l’aluminium des panneaux mis au rebut ; d’autres matériaux sont souvent restés difficiles ou peu rentables à récupérer.
Mais une série de percées technologiques récentes améliorent la rentabilité du recyclage des panneaux solaires, permettant de récupérer plus efficacement des matériaux précieux tels que l’argent et le silicium.
Des chercheurs de l’Organisation néerlandaise pour la recherche scientifique appliquée (TNO) ont récemment démontré un processus de recyclage assisté par laser capable de récupérer du silicium avec des niveaux de pureté allant jusqu’à 99,998 % et de l’argent avec une pureté de 99,7 %, tout en atteignant des rendements de récupération d’environ 97 %.
En Australie, des chercheurs de l’Université de Newcastle ont démontré une récupération de près de 100 % de l’argent des panneaux solaires en fin de vie en utilisant des techniques de flottation déjà familières à l’industrie minière et qui sont commercialement évolutives.
Des taux de récupération aussi élevés de certains des composants les plus recherchés des panneaux solaires ont le potentiel de faire passer le recyclage solaire d’une activité secondaire à une industrie lucrative.
En effet, les consultants en énergie de Rystad Energy estiment que la valeur totale des matériaux recyclables provenant des panneaux solaires pourrait passer d’environ 2 milliards de dollars actuellement à environ 80 milliards de dollars d’ici 2050, compte tenu de l’ampleur du déploiement mondial des systèmes solaires et de l’augmentation attendue des prix des matériaux.
D’ici 2035, jusqu’à 8 % du polysilicium, 11 % de l’aluminium, 2 % du cuivre et 21 % de l’argent nécessaires à la production de panneaux solaires pourraient provenir du recyclage des panneaux installés en 2020, selon une étude de Rystad.
Le déploiement futur de l’énergie solaire pourrait donc ne plus nécessiter de s’appuyer sur de l’argent et du silicium nouvellement produits, mais plutôt sur des matériaux récoltés dans les générations précédentes de parcs solaires.
Des éoliennes alimentent le secteur du ciment
L’énergie éolienne connaît sa propre percée en matière de recyclage.
Une éolienne peut déjà être largement recyclée, mais les pales ont longtemps représenté un défi technique en raison des matériaux composites utilisés dans leur construction.
Cependant, des avancées récentes suggèrent qu’une solution est en train d’émerger, qui pourrait s’avérer une aubaine pour les fabricants de ciment et les entreprises de construction cherchant à réduire leur propre empreinte carbone.
La multinationale française Veolia VIE.PA a développé un procédé permettant de broyer des lames de fibre de verre auparavant non recyclables en granulés pouvant remplacer le charbon, la silice et le calcaire dans les fours à ciment.
La société américaine REGEN Fiber applique un procédé similaire pour créer des fibres de renforcement destinées aux industries du béton, de l’asphalte et des composites.
Même si le résultat de ces processus ne produit pas d’intrants pour l’industrie des énergies renouvelables elle-même, les matériaux recyclés peuvent remplacer des volumes importants de matières premières vierges dans les secteurs du ciment et de la construction.
Une analyse réalisée par Quantis US, une société de conseil en environnement, a révélé que l’introduction d’une lame déchiquetée de 7 tonnes dans un four à ciment réduit la consommation de charbon de 5 tonnes tout en évitant 2,7 tonnes de silice, 1,9 tonne de calcaire et près d’une tonne de minéraux supplémentaires.
À leur tour, les aubes de turbine recyclées peuvent réduire la demande d’activités minières, d’exploitation en carrière et de traitement de matériaux à forte intensité énergétique, réduisant ainsi l’empreinte globale des ressources et des émissions de la transition énergétique.
Exploitation minière en grille
L’une des opportunités de recyclage les moins évoquées réside dans le réseau électrique lui-même.
Les pays se lancent dans des programmes massifs d’expansion du réseau pour accélérer la production d’énergies renouvelables, électrifier les transports et soutenir la demande croissante d’électricité. Ces investissements nécessitent d’énormes quantités de cuivre, d’aluminium et d’acier.
Une grande partie des discussions autour de ces projets se concentrent sur la provenance de ces matériaux, négligeant les vastes stocks déjà intégrés dans des infrastructures vieillissantes.
Les services publics remplacent les transformateurs, les sous-stations et les équipements de transmission qui, dans de nombreux cas, contiennent de grandes quantités de cuivre, d’aluminium, d’acier et d’autres composants clés de haute qualité.
Les programmes de recyclage récupèrent de plus en plus ces matériaux et les renvoient aux chaînes d’approvisionnement industrielles.
Le sidérurgiste américain Nucor (NYSE : NUE) exploite des installations de récupération spécialisées qui traitent les équipements mis hors service pour doubler leur volume de cuivre et de métaux non ferreux récupérés, qui sont utilisés dans la construction de nouveaux composants de transmission.
Cette opportunité va croître à mesure que la modernisation du réseau s’accélère. Chaque transformateur et actif de transport mis hors service représente une source concentrée de matériaux raffinés qui peuvent être redéployés dans la prochaine génération d’infrastructures électriques.
Se nourrir
Le thème commun aux batteries, aux panneaux solaires, aux éoliennes et aux équipements de réseau est que la transition énergétique crée son propre inventaire croissant de matériaux récupérables.
L’exploitation minière restera bien entendu indispensable. La croissance de la demande mondiale reste trop importante pour que le recyclage seul puisse y répondre.
Mais l’industrie découvre de plus en plus que l’approvisionnement futur ne dépend pas exclusivement de ce qui peut être extrait du sol.
Alors que les inquiétudes grandissent concernant les pénuries de minéraux critiques et la sécurité de la chaîne d’approvisionnement, la nouvelle mine la plus importante de l’ère de transition énergétique pourrait s’avérer être celle qui a déjà été construite.
(Reportage de Gavin Maguire ; édité par Marguerita Choy et Anna Szymanski)
