Naukowcy z amerykańskiego Carnegie Mellon University opublikowali na początku stycznia artykuł poświęcony recyklingowi akumulatorów pojazdów elektrycznych. Badacze zajęli się kosztami ekonomicznymi procesu, a także jego wpływem na środowisko. Tekst ukazał się w czasopiśmie „Nature Sustainability”.
Jak informuje branżowy portal „ArsTechnica” – w badaniu przyjrzano się trzem typom akumulatorów: NMC (opartym na atomach niklu, manganu i kobaltu), NCA (niklu, glinu, kobaltu) i LFP (na fosforze i żelazie). Pierwsze dwa rodzaje baterii są powszechnie stosowane w samochodach elektrycznych, natomiast ostatni typ w autobusach.
Recykling baterii samochodowych – metody utylizacji
W analizie zwrócono ponadto uwagę na różne – stosowane obecnie – metody recyklingu tego typu baterii:
- recykling pirometalurgiczny, który polega na poddawaniu cennych metali wysokim temperaturom i odzyskiwanie ich w postaci stopu;
- recykling hydrometalurgiczny, w trakcie którego cenne metale są wymywane i wychwytywane z powstałego roztworu;
- recykling z zachowaniem części katody akumulatora i jej odnowieniem.
Badacze porównali wymionie metody recyklingu między sobą, a także z produkcją nowej baterii – w odniesieniu do każdego z trzech typów baterii (NMC, NCA i LFP) z osobna. W analizie zwrócono uwagę na emisję gazów cieplarnianych, zużycie energii oraz związane z nim koszty.
Wpływ utylizacji na środowisko
Z przeprowadzonych badań wynika, że w przypadku akumulatorów wykorzystywanych w autobusach (LFP) w obecnej chwili korzystniejsze dla środowiska jest wyprodukowanie nowych akumulatorów. Produkcja gazów cieplarnianych oraz zużycie energii są większe w przypadku recyklingu baterii samochodowych – niezależnie od wykorzystanej metody odzyskiwania.
W przypadku baterii NMC i NCA – stosowanych w elektrycznych samochodach osobowych – wyniki badań są bardziej korzystne dla idei recyklingu. Zarówno w przypadku recyklingu hydrometalurgicznego, jak i metody z zachowaniem katody akumulatora, niekorzystny wpływ na środowisko był mniejszy niż podczas produkcji nowych baterii. Podkreślić przy tym należy, że różnica była znacznie większa w przypadku recyklingu z zachowaniem części katody i jej odnowieniem.
Jeśli chodzi o recykling pirometalurgiczny – w odniesieniu do samochodowych baterii NMC i NCA – emisje związane z recyklingiem przewyższają te związane z produkcją nowych baterii, podobnie jak w przypadku LFP. Autorzy raportu zwrócili uwagę na fakt, ze metoda ta jest powszechnie stosowana w Europie. Ponadto odzyskane w ten sposób surowce są wykorzystywane powszechnie do produkcji cementu – będącej znaczącym źródłem gazów cieplarnianych na Ziemi.
Opłacalność utylizacja baterii samochodowych
Recykling baterii samochodowych został również porównany pod względem opłacalności ekonomicznej. Również w tym przypadku wyniki analiz są najkorzystniejsze dla recyklingu z zachowaniem części katody i jej odnowieniem. W przypadku akumulatorów NMC i NCA koszty odnowienia tą metodą są porównywalne z wytworzeniem nowej baterii.
W przypadku recyklingu piro- i hydrometalurgicznego opłacalność – jak wskazują autorzy badań – jest uzależniona od rynkowych cen odzyskiwanych metali, które nie są stabilne.
Opłacalne jest obecnie odzyskiwanie kobaltu, ze względu na jego wysoką cenę, jednak badacze podkreślają przy tym wysokie koszty dla środowiska i klimatu. Dlatego postulują rozwijanie metody opartej na odnawianiu katody.
Z pełną treścią wyników badań (w języku angielskim) można zapoznać się tutaj.
Źróło: Nature, Ars Technica
Zdjęcie: Shutterstock/Sergii Chernov
Czytaj też: Przyszłość należy do aut elektrycznych? Przynajmniej tak to widzą Amerykanie
