Dans une nouvelle revue complète de la littérature, des chercheurs du National Renewable Energy Laboratory (NREL) du Département américain de l’énergie ont découvert que les alternatives au recyclage peuvent avoir un potentiel inexploité pour construire une économie circulaire efficace pour les technologies solaires photovoltaïques (PV) et de batteries. Ces stratégies alternatives, telles que la réduction de l’utilisation de matériaux vierges dans la fabrication, la réutilisation pour de nouvelles applications et l’allongement de la durée de vie des produits, peuvent ouvrir de nouvelles voies pour créer des cycles de vie durables des produits.
Ces informations proviennent d’une analyse de plus de 3 000 publications scientifiques explorant le cycle de vie des technologies de batteries PV et lithium-ion les plus courantes, y compris les matériaux de départ, les impacts environnementaux et les options de fin de vie. Les chercheurs du NREL ont examiné 10 voies possibles vers une économie circulaire. Les résultats mettent en évidence des informations clés, des lacunes et des opportunités de recherche et de mise en œuvre d’une économie circulaire pour les technologies photovoltaïques et de batteries, y compris des stratégies qui sont actuellement sous-utilisées.
La demande de panneaux photovoltaïques et de batteries lithium-ion devrait augmenter à mesure que les États-Unis abandonnent les combustibles fossiles et déploient davantage d’énergie propre. La création d’une économie circulaire robuste pour ces technologies pourrait atténuer la demande de matières premières et réduire les déchets et les impacts environnementaux. Les stratégies d’économie circulaire ont également le potentiel de créer des emplois dans les énergies propres et de répondre aux préoccupations de justice environnementale.
Les chercheurs ont noté que l’accent mis sur le recyclage peut négliger les défis et les opportunités que la recherche sur d’autres stratégies pourrait révéler. “Si vous pouvez les conserver plus longtemps en tant que produit fonctionnel, c’est mieux que de le déconstruire jusqu’aux éléments qui se produisent lors du recyclage”, a déclaré Garvin Heath, scientifique principal en environnement et analyste énergétique et membre émérite du personnel de recherche du NREL. “Et lorsqu’un produit arrive en fin de vie, le recyclage n’est pas la seule option.”
Le processus de déconstruction nécessite plus d’énergie et génère plus d’émissions de gaz à effet de serre associées pour ensuite être intégré à un autre produit que de conserver le premier produit plus longtemps, a-t-il déclaré. Heath, avec son collègue du NREL Dwarakanath Ravikumar, sont les principaux auteurs de la 52e revue critique annuelle de l’Air & Waste Management Association, intitulée “A Critical Review of Circular Economy for Lithium-Ion Batteries and Photovoltaic Modules — Status, Challenges, and Opportunités », qui paraît dans l’édition de juin du Journal de l’Association de gestion de l’air et des déchets.
Leurs co-auteurs, également du NREL, sont Brianna Hansen et Elaine Kupets.
“Les gens résument souvent le cycle de vie du produit par” prendre, fabriquer, gaspiller “”, a déclaré Heath. “Le recyclage a reçu beaucoup d’attention car il traite de la partie des déchets, mais il existe également des moyens de soutenir une économie circulaire dans la partie prise et la partie fabrication.”
Le recyclage pour récupérer les matériaux utilisés dans les technologies est préférable à leur mise au rebut dans une décharge, a-t-il dit, “mais si nous pouvons penser à concevoir un produit pour commencer à utiliser moins de matériaux, ou moins de matériaux dangereux, cela devrait être la première stratégie .”
Les auteurs ont également noté que des défis subsistent dans le développement de méthodes de recyclage du PV et des batteries. Il n’existe actuellement aucun processus de recyclage intégré capable de récupérer tous les matériaux pour l’une ou l’autre technologie, et les recherches existantes se sont davantage concentrées sur les méthodes à l’échelle du laboratoire.
NREL mène déjà des efforts pour améliorer la fiabilité du PV, prolonger la durée de vie du PV, réduire l’utilisation de matières dangereuses et diminuer la demande de matières premières. Cela comprend la direction du Consortium sur les matériaux de modules durables (DuraMAT), qui recherche des moyens de prolonger la durée de vie utile des modules photovoltaïques, et le Consortium des technologies bio-optimisées pour empêcher les thermoplastiques de se retrouver dans les décharges et l’environnement (BOTTLE), qui développe des moyens de améliorer le recyclage des plastiques.
NREL est également partenaire du consortium ReCell, dirigé par le Laboratoire national d’Argonne, qui travaille avec l’industrie, les universités et les laboratoires nationaux pour faire progresser les technologies de recyclage tout au long du cycle de vie des batteries pour les chimies actuelles et futures des batteries.
Le Bureau de la fabrication avancée et le Bureau des technologies de l’énergie solaire du Département américain de l’énergie ont financé la recherche.
