A circular economy in electric vehicle batteries : a european perspective

Electrification of the automotive industry is an imperative for achieving the sustainability goals of various multilateral agreements. Battery electric vehicles (BEVs) have advantages over internal combustion engines, but lithium-ion batteries, the major component of the BEV powertrain, have significant environmental footprints. Circular economy concepts can mitigate these negative impacts and externalities via closed loop resource systems and second life applications for lifetime extension. The Circular Economy is still in its infancy, but regulation and moves towards decarbonization are strong drivers. This thesis discusses how second life applications associated with the Circular Economy are hindered by technical and economic factors. They compete with closed loop ambitions of recycling activities and market opportunities in the energy storage area are immature. In particular, less than 20-30% of batteries will have a second life. According to experts, battery recycling may become more tenable as increasing numbers of spent batteries enter the market. Scenario planning has shown that the prognosis for Circular Economy in electric vehicle batteries 5 to 10 years from now is optimistic. This scenario is characterized by the highest adoption of Circular Economy levels possible at this time. A consumer survey indicated that consumers fully support the transition to a Circular Economy and are not an impediment to this transition.A eletrificação da indústria automóvel é um imperativo para atingir os objetivos de sustentabilidade de vários acordos multilaterais. Os veículos elétricos a bateria (BEV) têm vantagens sobre os motores de combustão interna, mas as baterias de iões de lítio, o principal componente do grupo motopropulsor BEV, têm pegadas ambientais consideráveis. Os conceitos de economia circular podem mitigar estes impactos negativos e externalidades através de sistemas de recursos de circuito fechado e aplicações de segunda vida para extensão da vida útil. A Economia Circular está ainda a dar os seus primeiros passos, mas a regulação e os movimentos no sentido da descarbonização são fortes impulsionadores. Esta tese discute como as aplicações de segunda vida associadas à Economia Circular são dificultadas por fatores técnicos e económicos. Confrontam-se com as ambições de circularidade nas atividades de reciclagem e as oportunidades de mercado na área do armazenamento de energia são pouco desenvolvidas. Em particular, menos de 20-30% das baterias terão uma segunda vida útil. Segundo os peritos, a reciclagem de baterias pode tornar-se mais sustentável à medida que um número cada vez maior de baterias usadas entra no mercado. O planeamento do cenário revelou que o prognóstico para a Economia Circular em baterias de veículos elétricos daqui a 5 a 10 anos é otimista. Este cenário é caracterizado pela maior adoção possível dos níveis da Economia Circular no presente momento. Um inquérito aos consumidores indicou que estes apoiam plenamente a transição para uma Economia Circular e não são um impedimento a esta transição