Lutte de pouvoir: la crise imminente des batteries de haute technologie

Alors que le monde continue de faire face à une crise de santé publique sans précédent, une petite agence gouvernementale influente a publié un rapport qui pourrait avoir de profondes implications pour le prochain, ainsi que pour notre planète.

Le Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) est une agence gouvernementale réputée, habituée à travailler dans une relative obscurité. Mais son dernier rapport devrait inciter tout le monde à en prendre note.

L’objet? L’action climatique et d’autres forces du marché accélèrent l’adoption de batteries plus grosses, et nous ne faisons pas assez pour comprendre les dangers potentiels, tels que les effets environnementaux de l’exploitation minière pour les matières premières ou les problèmes de sécurité nationale imminents si nous ne parvenons pas à nous verrouiller. un approvisionnement suffisant en matières premières.

Le récent décret du président Joe Biden appelle à un examen des chaînes d’approvisionnement critiques à travers les États-Unis pour garantir une économie plus résiliente et plus sûre alors que les frontières continuent d’être fermées et que l’importation de matières premières importantes est détournée. Cette action révèle la position vulnérable et impuissante dans laquelle les États-Unis pourraient se trouver s’ils ne sont pas traités rapidement.

Les chiffres sont stupéfiants. Au cours des quatre prochaines années seulement, le besoin de grandes batteries dans les installations d’énergie renouvelable sera au moins 10 fois supérieur à ce qu’il est aujourd’hui. D’ici 2035, on s’attend à ce que 46 millions de véhicules électriques circulent sur les routes américaines, chacun avec une batterie sophistiquée. Le cloud computing est une autre source de demande pour ces batteries de haute technologie, des millions de livres de ces appareils étant déjà installés dans des centres de données du monde entier.

Étant donné le rythme du changement dans ces industries et l’accélération de la vitesse d’adoption, ces estimations sont probablement en deçà de ce qui se passera réellement dans les années à venir.

C’est une bonne nouvelle, car cela souligne l’idée que le monde prend le changement climatique au sérieux et que nous faisons enfin ce qu’il faut pour réparer les dommages causés par des siècles de production et d’utilisation d’énergie fossile. Arriver à zéro émission de carbone nécessitera une électrification de masse dans tous les secteurs de la société utilisant des énergies propres. Comme cela n’arrivera pas sans piles, ces tendances sont encourageantes.

Pourtant, comme le souligne NREL, cela ne sera pas sans prix si nous ne trouvons pas comment réutiliser et recycler de manière responsable ces batteries lorsqu’elles commenceront à être mises hors service dans quelques années. Ces batteries plus grosses ont une durée de vie de cinq à dix ans, après quoi elles commencent à perdre de leur efficacité et doivent être remplacées.

Il est important de comprendre ce que sont ces batteries et ce qu’elles ne sont pas.

Tout d’abord, ils sont gros. Dans certains cas, très gros. La batterie d’un véhicule électrique peut peser plus de 1000 livres et avoir à peu près la taille d’un matelas jumeau maigre. Les systèmes de stockage de batteries déployés dans les installations de réseau sont une tout autre chose. Imaginez des rangées de bâtiments de la taille d’un conteneur d’expédition contenant chacun des centaines de modules lithium-ion interconnectés, et vous commencez à avoir une idée de l’ampleur de ces merveilles technologiques.

La chimie qui fait fonctionner ces batteries n’est pas si différente de ce qui se trouve à l’intérieur de votre téléphone portable ou de l’alimentation des vélos électriques et des scooters qui filent tout autour de nous. Tous ces appareils et applications créent une forte demande pour les matières premières nécessaires à leur fonctionnement. Selon le rapport NREL, la demande mondiale de cobalt, de lithium, de nickel, de graphite et de manganèse devrait être multipliée par cinq d’ici 2050, et les pénuries de nickel devraient commencer dans cinq ou six ans. À l’heure actuelle, l’écrasante majorité de ces matériaux est retirée du sol, une situation qui n’est pas durable sur le plan environnemental à long terme.

Pourquoi devrions-nous nous en soucier? Parce que les batteries sont la clé de la vie moderne et d’un climat sain. Et ils comptent sur des matières premières qui seront un jour rares si nous ne faisons pas attention. Il est souvent difficile de voir une révolution technologique lorsque vous êtes au milieu d’une. En ce moment, nous sommes au milieu de la plus grande révolution technologique depuis la première révolution industrielle. Celui-ci a duré près de 100 ans.

Et nous devons apprendre du passé pour éclairer nos solutions pour l’avenir. En 1965, l’Environmental Protection Agency des États-Unis a adopté le Solid Waste Disposal Act (SWDA), la première loi environnementale du pays, visant à réduire les déchets et à protéger la santé humaine et environnementale. L’augmentation de la qualité de vie des produits manufacturés a conduit à une augmentation des déchets, entraînant ainsi des méthodes d’élimination dangereuses ou insalubres des déchets telles que le brûlage des ordures. Au fur et à mesure que la théorie des germes de la maladie se développait à la fin du 19e et au début du 20e siècle, cela a conduit à une attention accrue de l’élimination des déchets en tant que crise de santé publique aux États-Unis.

En 1976, le Resource Conservation and Recovery Act (RCRA) a été créé en tant que premier amendement à la SWDA, traitant des implications des déchets dangereux, en particulier dans le contexte du recyclage et des énergies renouvelables. La nécessité de meilleures pratiques de gestion des déchets atténuerait les risques potentiels pour notre approvisionnement en eau et la qualité de l’air, appelant ainsi le gouvernement à soutenir les communautés locales dans la lutte contre cet effort.

Le gouvernement a un rôle à jouer pour favoriser l’innovation et clarifier le code de la route. De meilleures politiques et incitations économiques sont nécessaires, mais ce n’est que le début. Les entreprises et la société civile ont également un rôle important à jouer. Le capital est nécessaire, tout comme la pensée créative. Nous avons besoin de nos plus grands esprits concentrés sur la résolution de ce problème, comme ils l’ont fait lors de la construction de ces nouveaux outils qui nous permettront de corriger le désordre climatique dans lequel nous nous sommes embarqués.

La bonne nouvelle de NREL est qu’il existe une voie à suivre et que la collaboration est la clé du succès. Le stratège d’affaires réputé Scott Galloway a une façon simple de le dire: «La grandeur est obtenue dans l’action des autres». Le seul moyen d’éviter de donner un coup de pied à cela sur la route est de collaborer avec plusieurs acteurs, chacun jouant sur ses points forts et ne travaillant pas à contre-courant.

Pouvons-nous nous adapter assez rapidement pour faire mieux par la planète cette fois alors que nous effectuons cette transformation?

Nous avons déjà été ici avec des batteries, bien qu’à une plus petite échelle. Il y a plus de 30 ans, les batteries rechargeables étaient sur le marché et les inquiétudes ont commencé à grandir quant à ce qu’il fallait faire face à un problème de déchets imminent. Ce qui semblait un problème monumentalement complexe à l’époque semble maintenant étrange en comparaison. Les gouvernements, les ONG et l’industrie des batteries ont agi, chacun à sa manière.

Le résultat est qu’aujourd’hui, le recyclage des batteries grand public a gagné du terrain. Alors que les taux de recyclage restent obstinément bas, l’infrastructure de la chaîne d’approvisionnement et la capacité de traitement ne sont pas le problème. Si vous souhaitez recycler une batterie grand public, des options sont disponibles à travers les États-Unis où vous pouvez le faire en toute sécurité et de manière responsable. Avec les batteries grand public, l’éducation est plus un obstacle que la possibilité de recycler.

Contrairement aux batteries grand public, ces batteries plus volumineuses présentent un ensemble différent de défis et des parties importantes de l’infrastructure sont encore assez immatures. Pour commencer, ils se présentent sous des formes et des tailles apparemment infinies, ce qui rend la collecte et le recyclage des unités considérablement plus difficiles qu’avec les batteries grand public standard.

Quand devrions-nous commencer? La réponse est hier. Des années plus tard, nous ne voulons pas regarder dans le rétroviseur en nous demandant pourquoi nous n’avons pas réussi à empêcher qu’un autre problème de santé publique et d’environnement ne se reproduise. Mieux vaut y aller.