Mislav
Revolucija električnih automobila riskira brdo toksičnog otpada iz baterija
Pritisak prema neto nultim emisijama mogao bi stvoriti milijune tona opasnog smeća
U njoj su nekoć bile smještene borbene eskadrile RAF-a tijekom Bitke za Britaniju. Ali uskoro bi zračna luka Coventry mogla biti dom revolucije baterija u West Midlandsu.
Ovo mjesto je jedan od predloženih domova za britansku “gigatvornicu”, tvornicu baterija koja će osigurati izvor energije za milijune električnih vozila (EV) za koja se Vlada nada da će jednog dana biti izgrađena u Britaniji.
Andy Street, gradonačelnik West Midlandsa, izjavio je da “neće stati” sve dok regija ne dobije gigatvornicu koja joj je potrebna.
Priča se da je britanski start-up Britishvolt razmatrao zemljište za svoju gigatvornicu vrijednu 2,6 milijardi funti , ali je to odbio. Druge tvrtke za koje se izvješćuje da traže UK su slovački Inobat, Samsung i LG Chem. Ford također razmatra gdje postaviti tvornicu baterija za svoj nadolazeći električni kombi Transit Custom. Vlada je obećala 500 milijuna funti za potporu projektima gigatvornica.
Iako se nadaju da će postavljanje ogromnih gigatvornica koje će proizvoditi milijune baterija za električna vozila diljem Europe moći smanjiti emisije ugljičnog dioksida iz prometa, dolazi novi problem: e-otpad.
“Nadolazeći tsunami baterija na kraju životnog vijeka tek dolazi”, kaže Ajay Kochhar, izvršni direktor Li-Cyclea, najveće sjevernoameričke tvrtke za recikliranje litij-ionskih baterija. “Prva generacija električnih automobila pojavila se na cestama tek prije nekoliko godina.”
Sirovine potrebne za proizvodnju baterija za električne automobile su rijetke. Kobalt, nikal i litij imaju žestoke opskrbne lance . Recikliranje ovih metala moglo bi pružiti vrijedan izvor tamo gdje nema lokalnih rudnika.
Zagonetka recikliranja
Otpadne baterije, posebice kobaltne, mogu biti otrovne. Podaci o tome koliko se litijevih baterija reciklira variraju od samo 5 komada do nešto manje od polovice. Ali za Harpera, nadolazeći višak električnih baterija treba promatrati kao “ogroman resurs”.
Električni automobili obično rade na litij-ionskim baterijama koje sadrže nekoliko stotina pojedinačnih litij-ionskih ćelija. Postoji vrijednost koja se može izvući iz metala korištenih za izradu ovih baterija koje se mogu ponovno upotrijebiti ili očistiti i reciklirati.
Međutim, zbog opasnih materijala koje baterije sadrže, potrebno ih je pravilno rastaviti kako bi se izbjegla njihova eksplozija.
Proizvođači automobila također gledaju na litij-željezo-fosfatne baterije, koje su jeftinije jer koriste obilje željeza umjesto rjeđih metala. Sada se koriste u Teslinim automobilima Model 3. Međutim, niža cijena njihovih sirovina znači da je manje vrijedno njihovo recikliranje.
Britanija se utrkuje kako bi osigurala kapacitete za proizvodnju baterija nakon što je zaostala za Europom. Do sada je planirano 38 gigatvornica baterija diljem Europe. Samo jedan ima potvrđenu britansku stranicu, Britishvolt, koja ima planiranu lokaciju u Blytheu.
Druga britanska tvrtka, AMTE Power, planira tvornicu od dva gigavata. Njegov izvršni direktor Kevin Brundish upozorava da industrija treba “znatno više razine potpore” od trenutnih 500 milijuna funti.
Analitičari Benchmark Mineral Intelligence kažu da je potrebno više od 15 milijardi funti, s najmanje 25 posto od države. “Bez litij-ionskih baterija, nećete imati brzo masovno prihvaćanje električnih vozila”, kažu. “A bez litija, kobalta [i] nikla… nećete imati litij-ionske baterije.”
Baterije za električne automobile imaju relativno dug životni vijek do 15 godina, ali uskoro će se gomilati. Gavin Harper, suradnik na Faraday institutu i istraživač na Sveučilištu u Birminghamu, izračunao je da će do 2040. biti oko 8 milijuna tona otpadnih baterija, što je otprilike 1,3 puta više od mase Velike piramide u Gizi.
“To je vrlo dobar materijal za baterije”, kaže Paul Anderson, suvoditelj Centra za strateške elemente i kritične materijale Sveučilišta Birmingham. “Žaoka u repu je to što je vrijednost skupih metala ono što recikliranje čini održivim.”
Uskoro će ove baterije biti prisutne u desecima milijuna automobila. Do 2030. na cestama će biti 145 milijuna električnih automobila u usporedbi sa samo 11 milijuna danas.
Recikliranje baterija suočava se s problemom kokoši i jajeta. Teško je opravdati povećanje recikliranja s tako malo električnih automobila na cestama – što znači da baterije odlaze u nepovrat.
Hans Eric Melin iz tvrtke Circular Energy Storage kaže da postoji kapacitet za recikliranje baterija, posebno u Kini. Međutim, upozorava da to čini veći izazov za izgradnju kapaciteta u Europi, ne samo u Ujedinjenom Kraljevstvu. Izazov recikliranja nadolazećeg vala litij-ionskih baterija čini se zastrašujućim, ali postoji presedan.
“Oko 96 posto olovnih baterija se reciklira ili ponovno koristi”, kaže Saiful Islam, profesor kemije materijala na Sveučilištu u Bathu. “To će biti isto za litij ion u automobilima.”
Ali poticanje recikliranja zahtijevat će promjene od proizvođača baterija i automobila. Trenutno se baterije usitnjavaju u tvar koja se naziva “crna masa”, trosku koja se zatim pročišćava kako bi se mogli ukloniti minerali. Ali ovo je energetski intenzivno. Ručno rastavljanje dijelova baterije je moguće, ali dolazi sa sigurnosnim opasnostima.
Reciklirane litij-ionske baterije pretvaraju se u crnu masu iz koje se mogu ukloniti minerali
Harper vjeruje da robotika i automatizacija mogu ubrzati proces i učiniti ga sigurnijim. Apple je napravio robota, nazvanog Daisy, koji može rastaviti iPhone u potrazi za vrijednim mineralima unutra.
Proizvođači automobila također imaju svoju ulogu, kaže Harper. “Postoji veliki razlog za projektiranje za recikliranje”, kaže on. Trenutačno je većina automobilskih akumulatora i dijelova zalijepljena zajedno, zbog čega je njihovo skidanje skupo.
Postoji i poslovna prilika. Smatra se da će tržište za recikliranje litij-ionskih baterija do 2025. iznositi oko 12 milijardi dolara. Europska unija ažurira svoju Direktivu o baterijama koja zahtijeva minimalnu razinu recikliranog materijala koji se koristi u novim baterijama.
Iako se glavni izazov recikliranja baterija može činiti dalekim, nešto od toga je potrebno sada, kaže Simon Moores, direktor tvrtke Benchmark Mineral Intelligence. Čak iu proizvodnom procesu “stope otpada mogu biti 25% za početak”, kaže on. “Recikliranje je potrebno u blizini tvornica baterija.”
Postoji rizik da UK zaostane u recikliranju. Prema izvješću Sveučilišta Warwick, u Ujedinjenom Kraljevstvu ne postoje velika mjesta za recikliranje litij-ionskih baterija, a većina našeg otpada se izvozi. Tvrde da bi recikliranje moglo zadovoljiti 22 posto britanske gigatvorničke potražnje za sirovinama.
Harper kaže da se recikliranje baterija ne bi trebalo smatrati bolnim troškom. Napominje da kineski proizvođači baterija, poput BYB-a, već traže kako se njihove ćelije mogu reciklirati kako bi se ponovno jeftino upotrijebili ti rijetki materijali.
Tvrdi da se trenutni pristup industrije baterijama, prema kojem ih “rascjepkaju i onda smišljaju što učiniti s tim otpadom”, treba promijeniti – što će započeti tako što će tvrtke za proizvodnju baterija i proizvođači automobila graditi tvornice u Britaniji. “Ako želite vratiti netaknutu katodu, bilo bi puno bolje dizajnirati baterije na rastavljanje”, kaže Harper.
Za njega je to način da Britanija izvuče sirovine koje bi mogle biti rijetke u Ujedinjenom Kraljevstvu i stvori domaću opskrbu ni iz čega. “Ovi metali su stvarno vrijedni i nemamo domaće zalihe u Ujedinjenom Kraljevstvu. To je urbano rudarenje na visokotehnološki način”, kaže.
Ako je u pravu, britanske predložene gigatvornice, poput zračne luke Coventry i Blythe, uskoro će trebati gigapostrojenja za recikliranje koja će ići uz njih.