Электромобили становятся все более распространенными на дорогах во всем мире, и их присутствие, скорее всего, будет только расти. В результате повышается спрос на литий-ионные (Li-ion) батареи, которые их питают. Но поскольку срок службы первой волны таких батарей приближается к концу, возникает вопрос, что делать с самым дорогим компонентом электромобиля: повторно использовать или переработать?
Питание от электромобиля
Электромобили (EV) приводятся в действие одним из двух способов: это либо электромобиль с аккумулятором (BEV), работающий исключительно от аккумулятора, либо гибридный электромобиль с подключаемым блоком питания (PHEV), который комбинирует бензиновый или дизельный двигатель с электродвигатель и большой аккумулятор.
Литий-ионные аккумуляторы работают от 8 до 10 лет и больше не могут соответствовать требованиям к мощности электромобиля, так как потеря емкости ограничивает дальность движения автомобиля.
Утилизация отработавших аккумуляторов электромобилей
Вариант по умолчанию состоит в том, чтобы утилизировать батареи для извлечения из них сырья, в частности кобальта, для повторного использования.
Компания Tesla, специализирующаяся на электромобилях и экологически чистых источниках энергии, утверждает, что все ее батареи будут напрямую переработаны. Мировой рынок утилизации литий-ионных аккумуляторов к 2040 году будет оцениваться в 31 миллиард долларов в год.
Вторичная переработка является ключевым решением для обеспечения безопасности поставок сырья. Извлечение металлов, таких как литий, кобальт, никель, марганец, медь и алюминий, обеспечивает производителям защиту от перебоев с поставками и позволяет избежать колебаний цен при одновременном генерировании дополнительных потоков доходов. Однако при этом необходимо извлекать большие объемы высококачественных материалов, чтобы этот процесс оправдал себя.
Во многих странах ответственность производителя (EPR) означает, что OEM-производители несут ответственность за вышедшие из употребления батареи. Это может упростить процесс переработки, используя специальную сеть сбора, где профессионалы работают с электромобилями. Такая система является важным фактором, определяющим эффективность процесса — малый объем ячеек или высокие затраты на сбор могут повредить экономике переработки.
Теоретически, переработка является наименее устойчивой мерой в условиях круговой экономики и должна быть последним средством, когда батарея не может быть использована в дальнейшем. На практике это не просто. Цепочка создания стоимости переработки должна рассматриваться с точки зрения жизненного цикла — от добычи и переработки до материалов и производства аккумуляторных батарей, от использования аккумуляторов до утилизации или повторного использования и переработки.
Литий-фосфат железа (LFP) является популярным химическим составом аккумуляторов, применяемым, в частности, китайскими производителями электромобилей. Такие батареи имеют низкую стоимость переработки, так как содержат мало очень ценных металлов. В этом случае предоставление аккумуляторам второй жизни является более привлекательным вариантом, поскольку они имеют лучший жизненный цикл и показатели безопасности по сравнению с другими аккумуляторами.
Хотя в какой-то момент все батареи необходимо будет утилизировать, разнообразие конструкций и высокое напряжение аккумуляторных батарей EV означает, что безопасная разборка может быть сложной и трудоемкой. Кроме того, большая часть перерабатывающих мощностей находится в Китае, хотя интерес к ним растет и в других странах.
Замена аккумуляторов электромобилей
В отличие от батарей, которые используются в бытовой электронике, аккумулятор EV заканчивается в течение срока службы при обслуживании автомобиля и все равно сохраняет от 70 до 80% своей первоначальной емкости. Это означает, что они могут иметь вторую жизнь в менее требовательном приложении, прежде чем они будут в конечном итоге переработаны.
Такие производители, как Nissan, Renault, BMW и Volkswagen, с энтузиазмом изучают сценарии, в которых использованные аккумуляторы используются в бытовых или коммерческих целях для хранения энергии в масштабе сети.
Переработка или перепрофилирование?
Срок службы многих батарей в настоящее время заканчивается и их количество будет только увеличиваться по мере увеличения присутствия этих транспортных средств.
Решение об утилизации или перепрофилировании зависит от стоимости самого аккумулятора. Батареи LFP имеют низкую ценность драгоценных металлов, поэтому их лучше использовать повторно, в то время как батареи с высоким содержанием металлов, таких как кобальт, лучше всего использовать повторно.
Независимо от того, была ли им предоставлена вторая жизнь после того, как они отработали свое полезное назначение в электромобиле, аккумуляторы EV в конечном итоге сталкиваются с одной и той же судьбой – в переработку.