A reciclagem da bateria ocupa o assento do motorista

À medida que a mobilidade elétrica aumenta globalmente, o mesmo acontece com a necessidade de baterias de veículos elétricos (EV). Essa demanda levou a um crescimento considerável na produção de baterias, com mais de cinco terawatts-hora (TWh) por ano de capacidade de gigafábrica esperada globalmente até 2030. Há também um crescimento considerável nos volumes de baterias EV à medida que se aproximam do fim de sua vida útil, com mais de 100 espera-se que milhões de baterias de veículos sejam aposentadas na próxima década.1 Estimativa MCFM BI. Passar da mobilidade baseada em combustível fóssil para a elétrica é claramente positivo para o meio ambiente e para o bolso de muitos consumidores, mas a revisão do nosso sistema de transporte exige que novas cadeias de suprimentos sejam projetadas e dimensionadas. Com esse desafio, surge uma oportunidade: escalar uma cadeia de suprimentos mais estável, mais resiliente, mais eficiente e mais sustentável do que a indústria de veículos movidos a combustível fóssil e motores de combustão interna (ICE). A reciclagem de baterias é a chave para buscar essa oportunidade (consulte a barra lateral, "Segunda vida útil das baterias: um fluxo de receita adicional").

Este artigo é um esforço colaborativo de Andreas Breiter, Martin Linder, Thomas Schuldt, Giulia Siccardo e Nikola Vekić, representando pontos de vista da Prática Industrial Avançada da McKinsey.

Na China, Europa e Estados Unidos, que estão passando por uma grande transição de VE, a maior parte do material de bateria adequado para reciclagem ainda vem de células de eletrônicos de consumo, como as de laptops e outros itens domésticos, e sucata de fabricação de células gerada a partir de baterias defeituosas que não passam no controle de qualidade. Com a sucata de fabricação de células chegando a 30% quando uma nova fábrica de baterias é inaugurada, uma fonte significativa de volume para reciclagem se desenvolve em mercados onde a fabricação de baterias de veículos elétricos está em alta velocidade. Em mercados onde a adoção de VEs é difundida há algum tempo, como a China, as baterias de VEs em fim de vida representam um volume maior. No entanto, globalmente, a sucata de produção provavelmente continuará sendo a principal fonte de materiais de bateria para reciclagem até 2030, quando os volumes de baterias EV em fim de vida terão crescido a ponto de ultrapassar (Quadro 1).

Ao contrário das baterias de eletrônicos de consumo, que são muito pequenas para serem integradas em sistemas de segunda vida, e da sucata de produção de células, que não pode ser usada em baterias, as baterias EV em fim de vida podem ser remanufaturadas com lucro e usadas novamente em outras aplicações. Isso pode criar um fluxo de receita adicional para os proprietários de baterias antes que essas baterias sejam recicladas. Ao atingir o fim da vida útil em EVs (normalmente após dez a 15 anos ou mais de 200.000 milhas), as baterias de EV podem encontrar aplicações lucrativas de segunda vida, como energia estacionária de backup, entre outras, que têm demandas de ciclos menos rigorosas do que EVs. As baterias que são adequadas para essas aplicações de segunda vida podem muito bem fazer esse desvio em seu caminho para serem recicladas, mas, ao adotar uma abordagem de maximização de valor, todas as baterias EV devem eventualmente encontrar seu caminho para processos de reciclagem.

Este é especialmente o caso de baterias que usam produtos químicos baseados em insumos de alto valor (por exemplo, cátodos de níquel-manganês-óxido de cobalto) em comparação com produtos químicos com insumos de baixo valor (como cátodos de fosfato de ferro-lítio), embora as commodities voem Ups, choques geopolíticos e regulamentação têm o potencial de mudar o caso de negócios de reciclagem, mesmo para baterias sem níquel e cobalto.

Neste artigo, examinamos o contexto de mercado que levou ao crescimento da reciclagem de baterias, caminhos tecnológicos e modelos de negócios comuns e fatores de sucesso neste setor. Embora nossa pesquisa esteja fortemente focada na reciclagem de baterias, descobrimos que entender o escopo potencial da economia circular para baterias lança luz sobre uma abordagem de cadeia de suprimentos que pode ser adotada por outras indústrias, dentro e fora de energia e transporte, para impulsionar o crescimento sustentável.

Numerosas alavancas estão impulsionando o crescimento na indústria de reciclagem de baterias:

Progresso tecnológico