Plusieurs défis ont été soulignés et discutés lors de l’atelier organisé par WeLOOP et Renault pendant le congrès LCM, qui a eu lieu en septembre 2023, sur la réalisation de déclarations d’empreinte carbone des batteries de véhicules électriques basées sur le nouveau règlement européen sur les batteries.

Trois sujets principaux ont été discutés lors de cet atelier : L’unité fonctionnelle (FU), la disponibilité des données et leur influence sur les résultats, et l’application de la CFF en mettant l’accent sur les processus de recyclage et les matériaux recyclés.

Voici un résumé des sujets abordés, complété par quelques nouvelles et progrès récents dans l’évaluation environnementale des batteries.

Unité fonctionnelle (FU)

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Le règlement sur les batteries définit l’unité fonctionnelle (annexe II) comme « un kWh (kilowattheure) de l’énergie totale fournie par le système de batterie pendant la durée de vie de la batterie, mesurée en kWh. L’énergie totale est obtenue en multipliant le nombre de cycles par la quantité d’énergie fournie au cours de chaque cycle« .

Au cours de l’atelier, Renault a présenté deux interprétations différentes de cette unité fonctionnelle :

Sur la base de ces deux sous-unités fonctionnelles, les impacts sur le changement climatique des différentes tailles de batteries ont été calculés et comparés à une troisième unité fonctionnelle couramment utilisée dans la littérature et basée sur la capacité d’un pack de kWh. Les résultats ont montré que l’unité fonctionnelle proposée (normes, lignes directrices et littérature) peut encourager les gros blocs-batteries et les EV à forte consommation.

Le problème est que les consommateurs opteraient pour de plus gros véhicules avec de plus grosses batteries, pensant qu’ils sont plus respectueux de l’environnement, même s’ils ne sont pas nécessaires ou adaptés à leurs besoins.

En outre, l’application des normes 1A ou 1B présente des difficultés. D’une part, la durée de vie des services EV est difficile à estimer et il n’existe pas de normes pour les batteries moyennement lourdes. D’autre part, les tests de cycle sont longs et coûteux, et les seuils SOCE (State of Certified Energy)/SOH (State Of Health) peuvent surestimer l’utilisation réelle de la batterie.

Sur la base de cette observation, Renault a proposé deux autres unités fonctionnelles :

Note : Les mêmes propositions pourraient être appliquées aux véhicules M2, M3, N1, N2, N3, L6 et L7 avec des valeurs de consommation d’énergie spécifiques (fixes) pour chaque catégorie.

Au cours de l’atelier, il est apparu clairement que les questions relatives au meilleur choix d’unité fonctionnelle étaient légitimes, car les avis divergeaient même au sein de la communauté des batteries, et le sujet était source de débat.

Beaucoup s’accordent à dire que l’unité de mesure doit être choisie en fonction de l’utilisation qui sera faite des déclarations d’empreinte carbone. Si elles sont utilisées pour comparer deux batteries de deux équipementiers différents, la capacité en kWh du berceau à la tombe est peut-être la plus appropriée, alors que si elles sont utilisées pour examiner la fonctionnalité, le kilomètre semble plus logique.

L’application de la batterie semble être particulièrement importante dans les applications de mobilité, contrairement au stockage stationnaire, où l’unité de mesure basée sur la capacité est moins problématique.

Certains avis étaient même drastiques, allant jusqu’à remettre en question l’introduction d’une empreinte carbone de la batterie, considérant que celle-ci devrait être appliquée à l’échelle du véhicule électrique et que l’empreinte de la batterie devrait être comprise dans celle du véhicule dans son ensemble.

D’un point de vue plus technique, il a été souligné qu’il n’est actuellement pas possible de prendre en compte correctement le vieillissement de la batterie en raison de ses phases de décharge. Pour l’instant, il est donc préférable de laisser de côté l’utilisation de la batterie dans l’unité fonctionnelle.

L’unité fonctionnelle parfaite n’existe peut-être pas encore, mais à l’avenir, l’unité fonctionnelle pourrait se trouver dans un modèle avancé de vieillissement de la batterie, comprenant le cyclage et le vieillissement calendaire. En attendant, pour éviter que l’unité fonctionnelle choisie ne soit trompeuse en mettant en avant les plus gros blocs-batteries et, par conséquent, les plus gros véhicules électriques, il a été demandé que les déclarations d’empreinte carbone affichent également les valeurs absolues de l’empreinte carbone de la batterie.

Disponibilité des ensembles de données et influence

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Le document du JRC indique clairement que l’acte délégué qui sera bientôt publié encouragera fortement, voire obligera, les entreprises à collecter des données primaires pour les parties les plus importantes et les plus pertinentes, principalement le processus de fabrication et les matières premières. Néanmoins, l’utilisation de données secondaires sera inévitable, par exemple pour les produits auxiliaires.

Cependant, on sait que pour un produit unique, les différences d’impact entre les ensembles de données provenant de différentes bases de données peuvent être significatives. Ces différences sont cruciales lorsqu’il s’agit de classifier les batteries et d’interdire certaines catégories sur le marché européen. Pour harmoniser les empreintes carbone des batteries, il serait essentiel que la Commission européenne fournisse les données secondaires nécessaires.

En effet, à ce jour, la CE a fourni la base de données EF 3.1 pour des activités telles que l’énergie, le transport, l’emballage, la fin de vie, les produits chimiques, les métaux et minéraux, les denrées alimentaires/aliments pour animaux et les matériaux d’origine biologique. Toutefois, cette base de données est actuellement incomplète et ne permet pas de modéliser les batteries conformément au règlement. Elle travaille actuellement à la mise à jour de EF 3.1 vers EF 4.0, pour laquelle 3 300 ensembles de données couvrant tous les secteurs seront créés. WeLOOP a contribué à la consultation pour une révision de la liste des ensembles de données à développer dans le cadre de RECHARGE.

WeLOOP a acquis une expertise dans les processus de recyclage EoL et a développé des ensembles de données pour les processus de recyclage conventionnels et innovants et les matériaux recyclés. WeLOOP participe à des projets de recherche proposant des solutions innovantes pour la mise en place de processus éco-conçus et le développement d’inventaires afin de créer un lien avec les acteurs industriels. C’est pourquoi la plateforme BATTERS a été créée, afin de fournir une bibliothèque de tous les inventaires disponibles pour mettre en relation, par exemple, les équipementiers à la recherche de processus innovants. Les ensembles de données concernant les matériaux recyclés, la fabrication des batteries et les processus de recyclage sont disponibles sur demande.

Enfin, en réponse à la consultation sur la révision des ensembles de données EF 3.1, l’association RECHARGE a écrit une lettre à la Commission européenne pour lui faire part des préoccupations de ses membres, telles que la représentativité géographique et technologique des ensembles de données, les dates d’expiration des ensembles de données EF 3.1, la stabilité et la maintenance des ensembles de données lorsque des seuils sont mis en place, les éventuelles mises à jour des seuils avec les ensembles de données, etc.

Application de la formule CFF : processus de recyclage et les matériaux recyclés

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L’application de la formule CFF est un facteur clé de l’empreinte carbone des batteries. L’un des principaux défis de la réglementation est de parvenir à un niveau élevé d’intégration des matériaux recyclés et de faire en sorte que cela se reflète dans les déclarations d’empreinte carbone.

Dans le cadre de la collaboration avec Renault, WeLOOP a modélisé différents processus de recyclage de batteries avec différentes compositions de black mass (BM). Il s’est avéré que la variation de la masse noire pouvait avoir un impact considérable sur un processus donné, ce qui soulève la question de la pureté de la masse noire afin de réduire l’impact environnemental des processus, et la nécessité d’harmoniser les ensembles de données disponibles.

Cela a également soulevé la question de l’unité fonctionnelle pour les processus de recyclage. Le recyclage doit être considéré comme un processus de production d’un matériau recyclé, de sorte que l’unité fonctionnelle choisie devrait être une quantité de matériau recyclé d’une qualité donnée, car tous les processus n’ont pas les mêmes qualités de coproduits.

Pour modéliser ces matériaux recyclés, il faut répartir les impacts des processus de recyclage entre les différents coproduits. Pour ce faire, l’allocation économique semble être l’option la plus plausible. Sur ce point, le document du JRC fait référence à la règle suivante : « L’allocation économique est appliquée lorsque la différence de prix entre les différents produits est supérieure à un facteur de quatre. Soixante mois de moyenne mondiale des prix (ou des recettes ou des coûts) sont utilisés au minimum pour évaluer les différences de prix. Tous les facteurs d’allocation, l’approche utilisée pour les calculer et les sources de données sous-jacentes doivent être indiqués dans l’étude justificative de la BFC. Si le processus est opérationnel depuis moins longtemps, une période plus courte (au moins un an) peut être utilisée si cela est dûment justifié dans l’étude justificative de la DGCCRF. Dans ce cas, le BFC doit être mis à jour au plus tard lorsque des valeurs moyennes sur cinq ans sont disponibles ».

Cependant, dans le contexte actuel, les processus de recyclage à l’échelle industrielle ne seraient opérationnels que depuis peu de temps, et la valeur économique des coproduits fluctue considérablement en fonction du contexte géopolitique mondial. Les déclarations d’empreinte carbone en seront donc fortement affectées.

Un autre défi méthodologique important réside dans le fait que les données secondaires relatives aux matières actives appliquent également des allocations économiques à l’extraction des matières. Par conséquent, les données secondaires seront associées à une certaine allocation économique, à un certain calendrier, et les ensembles de données sur les matériaux recyclés utiliseront des valeurs économiques différentes d’un autre calendrier. La Commission devrait clarifier ce point ou même fournir des données économiques à utiliser pour l’affectation des coproduits au recyclage et au contenu recyclé. Compte tenu de la hausse significative des prix, quelles mises à jour doivent être apportées aux déclarations ? Et quels sont les seuils à prendre en compte ?

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Un projet d’acte délégué sur la méthodologie carbone pour les batteries de véhicules électriques devrait être publié pour consultation début 2024. Nous espérons que ce document apportera des réponses à nos questions.

Deux PEFCR pour les batteries devraient être publiés en 2024 par RECHARGE et Environdec.

Si vous souhaitez obtenir plus d’informations sur le secteur des batteries présenté à LCM2023, veuillez consulter la médiathèque de LCM 2023.

Merci à tous les participants de cet atelier !

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