Baterie EV obsahují složitou chemii a mnoho z nich stále používá ve svých součástech drahé kovy. Baterie jsou objemné, těžké a – na začátku životnosti EV – extrémně energeticky náročné na výrobu. Většina uhlíkového dluhu elektromobilu pochází z výroby jeho baterie.
V důsledku toho, pokud mají být elektromobily skutečně lepší než auta s benzínovým nebo naftovým pohonem po celou dobu jejich životního cyklu – od vytvoření až po likvidaci – je recyklace nebo opětovné použití lithium-iontových baterií nutností. Podle výzkumníků z univerzit v Leicesteru a Nottinghamu je to problém, který se v současnosti řeší s více než 250 000 tunami komponent odpadních baterií vytvořených na milion elektromobilů, které dosáhly konce své životnosti.
Dochází však k velkému pokroku a zde se podíváme na to, jak lze baterie pro elektromobily přeměnit z odpadu na užitečné suroviny.
V první řadě lze podle Veolie recyklovat více než 90 procent baterie EV (ve většině případů se to blíží 100 procentům). Jediná věc, která pravděpodobně sníží toto číslo, je ekonomika, protože pouze části baterií EV přinesou zisk pro recyklační společnost. Díky regulaci by však společnosti mohly být pověřeny, aby maximalizovaly to, co se obnoví, a to se již projevuje ve věcech, jako je směrnice EU o bateriích, což znamená, že nejméně 50 procent baterie musí být recyklováno.
Za druhé, ve Spojeném království a na největších trzích elektrických vozidel existuje mnoho společností, které se již věnují recyklaci baterií. RSBruce – dlouhodobě zavedená firma na těžbu drahých kovů – otevřela specializované zařízení, které se zabývá konkrétně odpadem z baterií ve Spojeném království. Francouzská firma Veolia právě oznámila, že bude mít zařízení schopné do roku 2024 recyklovat 20 procent britského odpadu z baterií elektromobilů. rok. Mnoho dalších je na cestě.
Za čtvrté, sami výrobci začínají přebírat odpovědnost za recyklaci. VW otevřel pilotní závod v německém Salzgitteru, který recykluje 3600 bateriových systémů ročně. Renault již recykluje téměř všechny své baterie EV – prostřednictvím demontáže nebo druhého použití. GM v USA hodlá do roku 2025 recyklovat až 100 procent obnovitelných materiálů ze svých baterií EV a všichni ostatní výrobci EV investují do iniciativ.
Konečně, a jak bylo zmíněno výše, recyklace není jen o demontáži baterií. Renault, BMW, Nissan, Volkswagen – a další výrobci elektromobilů – všichni investují do projektů, které přeměňují „vybité“ baterie elektromobilů pro použití při skladování a zásobování energií, přičemž na obrázku jsou mobilní úložné jednotky Renault. Nazývá se „druhý život“ a je to efektivní způsob využití baterií, které jsou stále provozuschopné, ale nesplňují požadavky elektrických vozidel.
Existuje několik různých způsobů recyklace baterie EV, přičemž stále se vyvíjejí účinnější, čistší a efektivnější metody. Ve všech případech jsou materiály, které recyklační společnosti skutečně chtějí, cenné kovy, jako je lithium, nikl a kobalt, protože je lze znovu použít v nových bateriích a také se obtížně likvidují kvůli jejich toxicitě.
Nejméně efektivním a nejzákladnějším koncem recyklace je demontáž pomocí drcení. Anodové a katodové materiály baterií se doslova vkládají do průmyslového drtiče, aby se zredukovaly na „černou hmotu“ – prášek složený z odpadních i žádoucích látek. Ten se pak zpracovává buď tavením v peci – nejméně účinná, nejšpinavější a nejplýtvavější metoda – nebo hydrometalurgií. To využívá různá rozpouštědla a kyseliny, aby se vzácné materiály vyluhovaly z černé hmoty, ačkoli tento proces je velmi náročný na vodu a produkuje toxický odpad.
Zatímco výše uvedené metody jsou v současnosti nejběžněji používané, jsou inovovány nové, nízkouhlíkové a účinnější metody. Výzkumné centrum ReCell v USA zavedlo novou metodu nazvanou „flotace pěny“.
Je to proces, který se používá v těžebním průmyslu již více než století k oddělení různých rud v závislosti na tom, zda plavou nebo klesají. Zatímco katodové materiály obecně klesají a je těžké je oddělit, zavedení chemické látky, díky které se oxid lithno nikl mangan kobalt nadnáší, usnadňuje separaci a nemá žádný vliv ani na výkon, ani na čistotu katodového materiálu.
Většina stávajících metod obnovy obětuje kvalitu, a proto se méně používají k výrobě nových baterií EV. Floating pěny, který je průkopníkem amerického orgánu pro recyklaci baterií, ReCell Centre, umožňuje, aby se více recyklovaných produktů vracelo do výrobních linek nových baterií, čímž se zlepšuje ochrana životního prostředí a ovlivňují náklady snížením potřeby surovin z těžby.
Veolia, která brzy otevírá svůj nový závod ve West Midlands, využívá proces, který nazývá „městská těžba“. Zní to famózně, ale v podstatě jde pouze o regeneraci vzácného materiálu baterií pomocí stávajících metod. Tento termín se používá při popisu toho, jak recyklace stávajících baterií sníží potřebu těžby surovin. Veolia počítá s tím, že recyklací – neboli „městskou těžbou“ – může výrazně snížit množství vody používané při výrobě baterií a snížit emise skleníkových plynů z výroby přibližně o 50 procent.
I když více než 90 procent většiny současných součástí lithium-iontových baterií lze recyklovat, jak je uvedeno výše, procesy, kterými se to děje, nejsou přímočaré. Někteří výrobci baterií a odborníci nyní navrhují recyklovatelnost do článků ve fázi výroby. Toto přehodnocení baterií by usnadnilo a zpřehlednilo jejich opětovné použití na konci jejich životnosti.
Dalším faktorem je rostoucí pohyb směrem k odstranění kobaltu z chemie baterií. To zjednoduší proces recyklace a sníží jeho toxicitu. Společnost Stellantis například usiluje o to, aby se do roku 2024 začala vyrábět nová chemie pro baterie bez obsahu kobaltu. Nissan se rovněž snaží snížit náklady a zlepšit výkon a většina ostatních velkých výrobců automobilů se vydává tímto směrem.
Globální gigant zabývající se bateriemi, CATL, se snaží zbavit se lithia úplně. Pracuje na sodíkových iontových bateriích – něco, co by snížilo náklady na baterie díky hojnosti sodíku a snadné extrakci. Existují kompromisy v tom, že sodno-iontové baterie mají obvykle nižší energetickou hustotu než lithium-iontové. Na druhou stranu mají delší životnost, lze je nabíjet rychleji, dobře fungují při nízkých teplotách a jsou méně náchylné k útěku.
A konečně, opětovné použití baterie výrazně poroste. Takzvané ‚kruhové ekonomiky‘ vytvářejí výrobci prostřednictvím druhých životních schémat, která jsme zmínili výše. Tesla plánuje recyklovat své baterie, aby snížila své požadavky na nově vytěžené materiály téměř na nulu. Podle CTO JB Straubel:„Tesla vyvíjí další procesy pro zlepšení recyklace baterií, aby získala zpět více aktivních materiálů. To, co chceme, je uzavřená smyčka, která znovu využívá stejné recyklované materiály.“
Někteří skeptici EV budou ukazovat na vybité baterie a tvrdit, že se jedná o katastrofu s odpadem, ale není tomu tak. Nakonec, zatímco baterie obsahují materiály, které výrobci elektromobilů chtějí a které sníží jejich náklady, recyklace bude vzkvétat. Kromě toho budou vlády téměř jistě regulovat průmysl, aby zajistily, že skládkování bude omezeno na minimum a že se s nebezpečnými chemikáliemi bude řádně nakládat.
Při tom všem je důležité pamatovat na to, že všechny moderní baterie EV budou mít životnost minimálně 10 let. Většina výrobců elektromobilů garantuje své články na tak dlouhou dobu a minimálně 100 000 mil. Viděli jsme příklady některých elektromobilů, jako je Tesla Model X, která na původních článcích najela přes 400 000 mil. Kromě toho, když je potřeba nová baterie, je její výměna poměrně jednoduchý proces. Existuje dokonce rostoucí průmysl nezávislých společností (jako jsou Cleevley EV), které modernizují novější, větší a účinnější systémy baterií a elektronického řízení na starší elektromobily s první generací Nissan LEAF, nyní vybavených 60+kWh bateriemi a moderní výkonovou elektronikou, obojí prodlužuje jejich životnost. a zlepšení uživatelské zkušenosti.
