Estudo da viabilidade econômica de uma tecnologia de reciclagem de baterias de íon-lítio

Abstract

As LIBs destacam-se no cenário energético atual por sua alta densidade de energia, longa vida útil e capacidade de recarga, características que impulsionaram seu uso. O aumento expressivo de sua produção e consumo gera preocupações quanto ao descarte inadequado, à escassez de matérias-primas críticas e aos impactos ambientais e econômicos relacionados à extração mineral. Este trabalho tem como objetivo analisar a viabilidade econômica da reciclagem de LIBs, avaliando se essa tecnologia pode se consolidar como alternativa sustentável à mineração primária. Trata-se de pesquisa aplicada, quanti-qualitativa, baseada em revisão bibliográfica sistemática (RBS), segundo o método Roadmap, com buscas em bases científicas, a partir de descritores em português e inglês e análise da viabilidade econômica a partir de cálculos de indicadores econômicos e financeiros (VPL, TIR, payback) para análise de viabilidade do processo produtivo. O trabalho está estruturado em capítulos que apresentam o referencial teórico sobre o ciclo de vida das LIBs, os métodos de reciclagem existentes e a metodologia da RBS, além de detalhar a proposta de um layout produtivo desenvolvido pelo Center for Advanced and Sustainable Technologies (CAST), que aplica princípios de manufatura reversa e produção enxuta. A análise da viabilidade econômica considerou o custo dos materiais, água e energia elétrica mensal. Com custo total de R$ 166,00 por batelada, baixo consumo de energia e água e retorno estimado em 4 meses, o processo apresenta VPL positivo e TIR acima de 10% a.a., destacando-se como alternativa sustentável e lucrativa.

Lithium-ion batteries (LIBs) stand out in the current energy landscape for their high energy density, long lifespan, and recharge capability, characteristics that have driven their widespread use. However, the sharp increase in their production and consumption raises concerns regarding improper disposal, the scarcity of critical raw materials, and the environmental and economic impacts associated with mineral extraction. This study aims to analyze the economic feasibility of LIB recycling, evaluating whether this technology can be consolidated as a sustainable alternative to primary mining. This is an applied, quantitative–qualitative study based on a systematic literature review (SLR), following the Roadmap method, with searches conducted in scientific databases using descriptors in both Portuguese and English. The economic feasibility analysis was carried out through financial indicators (NPV, IRR, payback), synthesized by the cost of the production process. The work is structured into chapters presenting the theoretical framework on the life cycle of LIBs, existing recycling methods, and the SLR methodology, in addition to detailing the proposed production layout developed by the Center for Advanced and Sustainable Technologies (CAST), which applies principles of reverse manufacturing and lean production. The economic feasibility analysis considered the cost of materials, water, and monthly electricity consumption. With a total cost of R$ 166,00 per batch, low energy and water consumption, and an estimated payback of 4 months, the process shows a positive NPV and an IRR above 10% per year, standing out as a sustainable and profitable alternative.