Gold de ouro com reciclagem de bateria EV

enquanto o veículo totalmente elétrico (EV) continua a Faça incursões com os consumidores, indo em direção a um projetado 40% das vendas globais de carros Até 2030, proteger materiais de bateria suficientes-especialmente para o cátodo de baterias de íons de lítio (íons de li)-está assumindo maior urgência. Para fabricantes de baterias e OEMs automotivos, as possíveis interrupções da cadeia de suprimentos e a volatilidade dos preços que reduzem a disponibilidade desses materiais ou tornam -os excessivamente caros são os obstáculos preocupantes para uma rápida expansão na produção de bateria de VE. Além disso, a pegada de carbono das baterias de EV é uma preocupação para os potenciais compradores em potencial ambientalmente consciente, o que também pode impactar negativamente a captação de EV. Sob essa abordagem, os recicladores recuperam uma grande parte dos materiais em baterias EV envelhecidas ou de sucata de fabricação-e esse conteúdo "secundário" recuperado é usado em novas baterias. De uma perspectiva econômica, essa é uma idéia convincente se realizada em escala. No entanto, por vários graus de formuladores de políticas, estão pressionando o setor de EV a garantir que as baterias sejam projetadas para a circularidade, que as baterias novas contenham conteúdo reciclado e que os recicladores recuperem compartilhamentos maiores de materiais. (Consulte “Regulamentos globais de reciclagem de bateria EV EV.”)

Faced with these uncertainties, automotive and battery companies are increasingly pinning their hopes on the emergence of EV battery recycling as a solution. Under this approach, recyclers recover a large share of the materials in aged-out EV batteries or from manufacturing scrap—and this reclaimed “secondary” content is then used in new batteries. From an economic perspective, this is a compelling idea if undertaken at scale.

Today, only China has a recycling industry large enough to harness these cost advantages, whereas in the EU and the US, the industry is still in the build-up phase. However, by varying degrees policymakers are pressuring the EV sector to ensure that batteries are designed for circularity, that new batteries contain recycled content, and that recyclers recover larger shares of materials. (See “Global EV Battery Recycling Regulations.”)

Reciclagem é apenas uma Circularidade opção. O reparo e a reutilização da bateria em veículos elétricos-ou dando a eles uma segunda vida em uma aplicação relacionada, como armazenamento estacionário de energia-são outras possibilidades. Mas a economia dessas alternativas não é favorável, especialmente para baterias que são dominantes hoje, que são altas em níquel e cobalto. Acreditamos que melhorias tecnológicas e economias de escala continuarão a favorecer a reciclagem como a estratégia de circularidade preferida. Nossa mensagem é clara: para todas essas empresas, este é um período de oportunidade significativa de aproveitar um mercado crescente e pools de lucro atraentes. Os fabricantes de células de bateria estão construindo instalações de reciclagem no local ou perto do local. Recicladores independentes estão começando a investir em suas próprias plantas de reciclagem de bateria de íon de lítio. Nos últimos dois anos, mais de 20 empresas nos setores automotivo e de reciclagem anunciaram planos para novas parcerias. No entanto, nossa melhor estimativa é que a China agora tem a capacidade de reciclar mais de meio milhão de toneladas por ano. A trilha dos EUA e da Europa, com cerca de 200.000 toneladas métricas de capacidade anual de reciclagem cada. A UE espera dobrar isso até 2025.

In this article, we provide a window into the landscape, profit pools, value chain, risks, and uncertainties for companies in the EV battery ecosystem—including mining businesses, battery (cell) manufacturers, automotive OEMs, and recyclers. Our message is clear: for all of these companies, this is a period of significant opportunity to take advantage of a growing market and attractive profit pools.

EV Battery Recycling Is on the Rise

Globally, EV battery recycling capacity is expanding. Battery cell manufacturers are building recycling facilities on-site or close-to-site. Independent recyclers are starting to invest in their own Li-Ion battery recycling plants. Over the past two years alone, more than 20 companies in the automotive and recycling sectors have announced plans for new partnerships.

The overall capacity of EV battery recycling is difficult to assess because details about the size and scope of new recycling facilities are often incomplete. However, our best estimate is that China now has the capacity to recycle over half a million metric tons per year. The US and Europe trail, with about 200,000 metric tons of annual recycling capacity each. The EU hopes to double that by 2025.

Claro, com poucos veículos elétricos atualmente na estrada e quase todos eles relativamente novos, a reciclagem de bateria de EV não é tão necessária agora quanto será na próxima década. Espera -se que a demanda por materiais catódicos seja mais que o dobro entre 2025 e 2030 devido a um aumento acentuado nas vendas de VE, enquanto as baterias geralmente não são aposentadas até 10 anos de uso ou mais. Assim, a maior parte do material disponível para reciclagem será a sucata de produção até 2035. A parcela do material secundário disponível em comparação com a demanda geral do material do cátodo será baixa ao longo da década (cerca de 16% até 2035). (Veja o Anexo 1.) Além de 2035, volumes substanciais de sucata pós-consumidor (de baterias EV aposentadas) ultrapassarão a sucata de produção como a fonte mais importante de material secundário.

Given this timeline, in the EU scrap from retired EV batteries alone will likely be insufficient to meet the regulatory quotas for lithium and nickel established in 2023. (See Exhibit 2.) Only cobalt might have ample post-consumer volumes if EV battery cell manufacturers can tap into recycled cobalt from batteries in consumer electronic products. With these looming shortfalls, EU authorities are allowing production scrap to be counted towards meeting recycled content quotas.

Attractive Profit Pools Exist Along the Value Chain

The recycling value chain for end-of-life EV batteries can be broken down into four steps: (1) battery collection, logistics, and sorting; (2) battery discharge and dismantling; (3) pretreatment with battery shredding and black mass production; and (4) battery materials recovery with chemical processes. The last step, which includes refining and possibly blending with primary materials to deliver attractive volumes of battery grade content, is critical to closing the circularity loop. It includes both pyrometallurgy (a thermal-based extraction and purification process) and hydrometallurgy (using aqueous chemistry for extraction and purification)—or only hydrometallurgy. Pyrometallurgy is the more robust technology, but it recovers fewer recycled materials, leading to different economics.

Overall, profit potential is highest in the battery materials recovery stage, due to the possible upside in the price of these recycled materials when sold to battery manufacturers as well as higher margins resulting from significant scale. (See Exhibit 3.) Nevertheless, this stage also has the steepest entry barriers due to significant capex requirements and the expert knowledge necessary to specialize in this work. By contrast, activities earlier in the value chain have a smaller margin potential, but they also have a lower commodity price risk and require fewer skills.

Value-chain activities with low barriers to entry, such as shredding, already face overcapacity in part due to a lack of scrap for recycling. This in turn lowers margins and is not very attractive to ambitious players, who will focus more on the tail end of the value chain. Hence, traditional recycling players are advised to compete for a piece of the overall materials recovery profit pool and not just the front end.

Heterogeneous Archetypes Form Recycling Ecosystems

Across the four steps in battery recycling, companies can choose among different stages as an entry place into the market. (See Exhibit 4.) Each offers various profit pools and requires specific skill sets. The decision of which archetypical value play to engage in and how to position a company along the value chain will depend on (1) the current business model and existing know-how, and (2) future goals and expected strategic gains from recycling.

The current long list of archetypes arises from companies trying to establish a foothold in niches of the battery recycling market where they best fit depending on their capabilities. For instance, a Provedor de logística integrado para frente Ambos coletariam baterias antigas e desmontá-las em preparação para a trituração. Dado o estado nascente do setor de reciclagem de bateria de EV, esperamos que essa heterogeneidade não desapareça tão cedo. Por exemplo, dado que o mercado de reciclagem está atualmente com uma alta demanda por massa preta (essencialmente, produtos químicos de bateria triturados), um triturador ou um refinador a montante precisa estar intimamente integrado a um ecossistema que pode proteger o fornecimento de matéria-prima e garantir uma base de clientes confiável para vender seus produtos. Somente a tecnologia não será capaz de criar vantagem competitiva se estiver faltando esses relacionamentos com o fornecedor e do cliente. Essas grandes empresas - ou às vezes outras empresas consideráveis ​​na cadeia de valor - podem também atuar como orquestradores entre os membros do ecossistema para reduzir o atrito, aumentar a eficiência e permitir taxas de recuperação mais altas.

With so many different types of activities along the value chain, success will be tied to the ability of companies to forge closed-loop ecosystems. For instance, given that the recycling market is currently supply-constrained with a high demand for black mass (essentially, crushed battery chemicals), a shredder or an upstream refiner needs to be closely integrated into an ecosystem that can secure feedstock supply and ensure a reliable customer base to sell their products. Technology alone will not be able to create competitive advantage if these supplier and customer relationships are lacking.

The key to success for smaller players lies in integrating their capabilities into functioning ecosystems that often will be formed around large OEMs and battery cell manufacturers. These large companies—or sometimes other sizeable businesses in the value chain—may also act as orchestrators among the ecosystem members to reduce friction, increase efficiency, and enable higher recovery rates.

Observe as principais incertezas

Como as empresas consideram seu lugar no setor de reciclagem de baterias de EV, é importante estar atento aos desafios e incertezas que devem ser abordados e superados. Quatro riscos primários se destacam. Por exemplo, embora os trituradores possam ser usados ​​para uma variedade de tecnologias de cátodo, o cobalto de níquel manganês (NMC) e as baterias de fosfato de ferro (LFP) de lítio (LFP), duas das químicas de íons de lítio mais usadas, requerem técnicas de reciclagem separadas e instalações na parte traseira da cadeia de valor. A evolução das químicas do cátodo pode até dificultar a regulamentação governamental existente e antecipada. Algumas regras exigem taxas de recuperação de materiais com base no peso da bateria. No entanto, essas taxas podem não ser atingíveis pela reciclagem de baterias de íons de sódio, que estão apenas começando a surgir, mas são mais pesadas e têm menos materiais valiosos que as células de íons de lítio. Além disso, a regulamentação desempenha um papel vital na formação do negócio de exportação de veículos. A atividade de exportação excessiva para veículos de segunda mão ou fim de vida leva a uma disponibilidade reduzida para a reciclagem local e a diminuição da matéria-prima. Por exemplo, um processo conhecido como reciclagem direta pode recuperar o PCAM (Materiais ativos do cátodo precursor) ou CAM (Materiais ativos do cátodo) - os pontos de partida para a fabricação de cátodo - a um custo mais baixo do que as técnicas de reciclagem tradicionais. Essa tecnologia pode ter seu maior impacto na reciclagem de certas formas de baterias de fosfato de ferro de lítio e pode canibalizar os lucros dos metalurgistas tradicionais, obrigando -os a reconfigurar seus processos a um possível custo substancial. Além disso, a restrição de exportação chinesa à grafite pode pressionar outras nações a aumentar seus esforços de reciclagem para recuperá-la. A atratividade financeira no caso de altos preços dos materiais pode ser revertida se os preços caírem, dificultando a previsão e o planejamento de retornos consistentes em um ambiente de mercado tão dinâmico. As incertezas podem ser atenuadas pela formação de parcerias inteligentes para acessar tecnologias de matéria -prima e reciclagem de bateria - e tomando decisões informadas sobre os melhores retornos para o futuro com base no atual impulso estratégico de uma empresa. Ignorar isso pode significar perder um mercado lucrativo em evolução. Não apenas se alinha às mudanças regulatórias globais, mas também é essencial para uma vantagem competitiva aprimorada da segurança e da eficiência do suprimento. Ao forjar parcerias com recicladores experientes, os OEMs podem garantir um suprimento constante de matérias-primas críticas através da recuperação de componentes valiosos de baterias de fim de vida, mitigando os riscos associados à volatilidade do preço da matéria-prima e às interrupções do fornecimento. Além disso, o envolvimento em operações de reciclagem-de forma independente ou através de colaborações-representa os OEMs favoravelmente no mercado como jogadores responsáveis ​​e com visão de futuro. Isso também posiciona os recicladores tradicionais como líderes na promoção de práticas sustentáveis, fornecendo acesso a novos mercados, parcerias e fluxos de receita. Ao se envolver ativamente com o diálogo com as partes interessadas, defendendo estruturas regulatórias de apoio e participando de colaborações do setor, os recicladores tradicionais podem se tornar os principais facilitadores de uma economia circular para baterias e EVs.

Evolution of cell technologies

A shift in cell technologies could threaten the economic viability of investments in recycling activities related to older battery types. For example, while shredders can be used for a variety of cathode technologies, Nickel Manganese Cobalt (NMC) and Lithium Iron Phosphate (LFP) batteries, two of the most commonly used Lithium-Ion chemistries, require separate recycling techniques and facilities at the back end of the value chain. The evolution of cathode chemistries could even make existing and anticipated government regulations difficult to achieve. Some rules mandate materials recovery rates based on battery weight. However, those rates may not be attainable by recycling Sodium-Ion batteries, which are just beginning to surface but are heavier and have fewer valuable materials than Lithium-Ion cells.

Regulatory risks

Legal and political changes affecting the ability to either purchase, transport, or sell waste batteries and intermediate products, such as black mass, could change the contours of the industry. Also, regulation plays a vital role in shaping the vehicle export business. Excessive export activity for second-hand or end-of-life vehicles leads to reduced availability for local recycling and decreased feedstock.

Advances in battery recycling technologies and processes

The evolution of new recycling technologies could harm recyclers that have adopted older methodologies. For instance, a process known as direct recycling can recover pCAM (precursor cathode active materials) or CAM (cathode active materials)—the starting points for cathode manufacturing—at a lower cost than traditional recycling techniques. This technology may have its biggest impact on recycling certain forms of Lithium Iron Phosphate batteries and could cannibalize profits of traditional metallurgists, compelling them to reconfigure their processes at a possible substantial cost. In addition, the Chinese export restriction on graphite might pressure other nations to scale-up their recycling efforts in order to recover it.

Volatility of commodity prices

The value of raw materials recovered from recycled batteries can vary significantly with market demand and supply, which presents a dual challenge and opportunity. Financial attractiveness in the case of high material prices can be reverted if prices drop, making it difficult to predict and plan for consistent returns in such a dynamic market environment.

The Time for Action Is Now

Despite the challenges, the recycling market is a sizable opportunity for a broad range of companies. Uncertainties can be mitigated by forming intelligent partnerships to access battery feedstock and recycling technologies—and by making informed decisions about the best returns for the future based on a company’s current strategic thrust. Ignoring this can mean missing out on a lucrative evolving market.

For OEMs, creating sustainable, circular supply chains by engaging in recycling partnerships is imperative. It not only aligns with global regulatory shifts but also is essential for a competitive edge honed from supply security and cost-efficiency. By forging partnerships with seasoned recyclers, OEMs can ensure a steady supply of critical raw materials through the recovery of valuable components from end-of-life batteries, mitigating the risks associated with raw material price volatility and supply disruptions. Moreover, engaging in recycling operations—either independently or through collaborations—positions OEMs favorably in the market as responsible and forward-thinking players.

For traditional recyclers, EV battery circularity opens new avenues of business and innovation through collaboration with automotive and battery manufacturers. This also positions traditional recyclers as leaders in promoting sustainable practices, providing access to new markets, partnerships, and revenue streams. By actively engaging in dialogue with stakeholders, advocating for supportive regulatory frameworks, and participating in industry collaborations, traditional recyclers can become the key enablers of a circular economy for batteries and EVs.

Abraçando a onda de reciclagem para essas empresas - bem como para jogadores de pós -venda, fornecedores de células de bateria e empresas adjacentes - não é uma opção, mas um imperativo estratégico para permanecer à frente em um setor que está passando por uma transformação. As etapas proativas hoje são a pedra angular de um modelo de negócios sustentável, lucrativo e resiliente no Indústria automotiva FUTURO ELTILIFICADO. Além disso, gostaríamos de compartilhar nosso apreço pelos muitos executivos automotivos e de reciclagem que concordaram em ser entrevistados para este relatório. O insight significativo deles informou bastante nosso pensamento sobre esse tópico. Inscreva -se

The authors wish to thank Berit Leinhaeuser, Diana Stimmler-Caesmann, and Adrian Brandenburg for their research and analytical support in putting this report together. Also, we would like to share our appreciation for the many automotive and recycling executives that agreed to be interviewed for this report. Their significant insight greatly informed our thinking on this topic.