Is de opening van een eigen NMC-batterijrecyclagefabriek door Mercedes een veilige gok?

Mercedes-Benz heeft eindelijk zijn eigen batterijrecyclingfabriek geopend in Kuppenheim, Zuid-Duitsland, met behulp van de technologie van Primobius. Het is de eerste batterijrecyclingfabriek in Europa die gebruik maakt van een geïntegreerd mechanisch-hydrometallurgisch proces: het versnipperen van batterijmodules en het chemisch uitwassen en drogen van 'kostbare' materialen.

Het bedrijf verwacht een terugwinningspercentage van meer dan 96 procent voor waardevolle en schaarse grondstoffen zoals lithium, nikkel en kobalt die jaarlijks in 50.000 nieuwe NMC batterijmodules kunnen worden hergebruikt. Is dit echter een veilige gok, aangezien het recyclen van goedkopere LFP-batterijen, die een lagere energiedichtheid maar een langere levensduur hebben en veel voorkomen in goedkopere, in massa geproduceerde EV's? in goedkopere, in massa geproduceerde EV's, hier geen optie is?

Dure zeldzame materialen

Lithium, nikkel en kobalt zijn dure materialen die worden gebruikt in NMC-batterijen (Nikkel Mangaan Kobalt), die Mercedes-Benz en de meeste Europese autofabrikanten gebruiken voor hun elektrische voertuigen.

Een typische EV-batterij bevat ongeveer 8 kilogram lithium, 14 kilogram kobalt en 20 kilogram mangaan, hoewel dit vaak veel meer kan zijn, afhankelijk van de grootte van de batterij.. Kobalt is vooral 'twijfelachtig' omdat het onder onmenselijke omstandigheden wordt gedolven in de Democratische Republiek Congo (RDC), dat de grootste reserves ter wereld heeft.

Zorgen over de inkoop van kobalt uit de RDC en nikkel uit Rusland, waar sancties gelden, hebben fabrikanten ertoe aangezet om op zoek te gaan naar alternatieve grondstofbronnen, zoals recycling.

Overgang naar hydrometallurgie

De eerste steen voor deze batterijrecyclingfabriekin Kuppenheim werd gelegd in maart 2023. De overstap naar een hydrometallurgisch proces was op dat moment geen verrassing, omdat het aanzienlijk hogere recyclingpercentages bood dan de eerdere pyrometallurgische processen waarbij sommige materialen worden verbrand.

Volkswagen vertrouwt ook op hydrometallurgie voor zijn proeffabriek voor recycling in Salzgitter. Maar terwijl VW samenwerkt met externe partners om het proces te voltooien, claimt Mercedes een volledig intern project, het eerste in Europa, met de hulp van Primobius. Primobius is een joint venture tussen het Australische Neometals en het Duitse machinebouwbedrijf SMS Group GmbH.

Het hydrometallurgische proces is minder intensief wat betreft energieverbruik en materiaalverspilling en maakt gebruik van temperaturen tot 80 graden Celsius. Mercedes zegt dat de recyclingfabriek netto koolstofneutraal werkt met 100 procent groene stroom. Die komt voornamelijk van 6.800 vierkante meter zonnepanelen op het dak van de fabriek, met een piekvermogen van meer dan 350 kilowatt.

Geprezen door kanselier Olaf Scholz

De Duitse bondskanselier Olaf Scholz prees het management van Mercedes tijdens de openingsceremonie. "De toekomst van de auto is elektrisch en batterijen zijn een essentieel onderdeel. Om batterijen op een grondstofbesparende en duurzame manier te produceren, is recycling ook van essentieel belang," zei hij.

"De circulaire economie is een groeimotor en tegelijkertijd een essentiële bouwsteen voor het behalen van onze klimaatdoelstellingen! Ik feliciteer Mercedes-Benz met de moed en de vooruitziende blik waarvan deze investering in Kuppenheim getuigt. Duitsland blijft een geavanceerde markt voor nieuwe en innovatieve technologieën."

Plannen voor ACC-batterijfabriek stopzetten

Mercedes zegt dat het 50.000 nieuwe NMC-batterijmodules per jaar zal produceren. In juni van dit jaar bracht Bloomberg echter het nieuws dat Mercedes en Stellantis de bouw van hun joint venture EV-batterijfabrieken, de Automotive Cells Company (ACC), hadden stop gezet.

Ze heroverwegen ook hun plannen en overwegen over te schakelen op goedkopere LFP-batterijen nu ze in Europa meer instapmodellen uitgerust met LFP-cellen op de markt zien komen om de kosten te drukken. Analisten zeggen dat als ACC groei ziet vanuit de massamarkt, LFP-cellen een redelijke keuze zouden zijn.

ACC, de joint venture tussen Mercedes-Benz, Stellantis en TotalEnergies, onthulde drie jaar geleden grote plannen. Door hun onderzoeksinspanningen te centraliseren en 7 miljard euro te investeren, zouden ze genoeg batterijcellen produceren om hun automerken volledig elektrisch te maken. Er werd een blauwdruk gemaakt voor de productie van meer dan 200 GWh per jaar in acht fabrieken over de hele wereld. Er was geen tijd te verliezen.

Batterijen tegen lagere kosten

LFP-cellen (lithium-ferrofosfaat) hebben verschillende voordelen: lagere kosten, hogere thermische stabiliteit, minder risico op oververhitting en brand, en eenvoudiger minerale bronnen. Ze hebben echter een lagere energiedichtheid dan NMC cellen, wat resulteert in een kleiner bereik voor een EV. Maar nieuwe cel-naar-pak technieken maken verbeteringen in het bereik en de prijs van EV's mogelijk.

Volgens het wereldwijde managementadviesbureau Bain heeft LFP "sinds 2018 een aanzienlijk aandeel van NMC overgenomen dankzij verbeteringen in energiedichtheid tegen aanhoudend lagere kosten". En het voorspelt dat LFP dominanter zal worden door de "robuuste vraag naar goedkopere EV's voor de massamarkt".

In China werd LFP al gebruikt in 64% van de elektrische voertuigen in 2023, vergeleken met 34% voor NMC, wat 70% zal worden in 2030. Buiten China, Europa en de VS was dit slechts 7% LFP en 68% NMC in 2023. In 2030 wordt dit 15 tot 20% LFP en 65 tot 70% NMC.

Recycling uitdaging

Volgens specialisten heeft de verschuiving terug naar LFP-batterijchemie gevolgen voor recycling. Het vormt een enorme uitdaging voor recyclers omdat er geen dure en zeer relevante materialen in de batterijen zitten die recycling rendabel maken: er is geen nikkel en geen kobalt.

Studies tonen aan dat het recyclen van lithium-ionbatterijen via conventionele recyclingmethoden met behulp van pyrometallurgie en hydrometallurgie grotendeels onrendabel is voor LFP. Dat is dus geen optie voor de nieuwe fabriek van Mercedes in Kuppenheim.