Jaka jest przyszłość odzyskiwania materiałów z baterii?

Wokół aut elektrycznych narosło sporo mitów i obiegowych opinii. Jedną z częściej pojawiających się jest ta o trudnościach z recyklingiem elementów akumulatorów.

Temat recyklingu jest istotny, a w najbliższych latach stanie się jeszcze ważniejszy. Liczba samochodów elektrycznych rośnie bardzo szybko. Dziesięć lat temu wozy z bateriami, czyli elektryczne, hybrydowe i hybrydowe plug-in stanowiły 0,5% całego europejskiego rynku. Dziś same „elektryki” to 12,1% rynku. W 2019 r. odpowiadały za 1,9% europejskiej sprzedaży. Wzrost jest więc szybki, a to jeszcze nie koniec. W związku z planowanym zakazem rejestracji nowych aut spalinowych w 2035 roku i wcześniejszym, stopniowym wycofywaniem modeli i wersji napędzanych benzyną lub olejem napędowym przez producentów, jedno jest pewne – flota aut elektrycznych będzie rosła. Szacuje się, że do 2030 roku zapotrzebowanie na akumulatory wzrośnie czternastokrotnie. To oznacza, że kwestia tego, co robić ze zużytymi elementami stanie się jeszcze ważniejsza niż obecnie. Wiedzą o tym zarówno producenci samochodów, jak i akumulatorów.

Ile „żyje” akumulator?

Czy akumulatory w samochodach elektrycznych rzeczywiście mają krótką żywotność? Zjawisko zmniejszania się efektywności baterii i – co za tym idzie – skracania się maksymalnego zasięgu auta rzeczywiście istnieje. Jest jednak mocno demonizowane.

Producenci oferują gwarancje na akumulatory na 8 lat. Większość ze świeżych, popularnych modeli nie osiągnęła jeszcze tego wieku – ale obserwacja starszych modeli pokazuje, że w wielu przypadkach degradacja akumulatorów nie postępuje wcale tak szybko. Duża część „elektryków” z pewnością będzie oferować zadowalające parametry również po końcu gwarancji, przez 12 lat i więcej.

Prędzej czy później akumulator straci jednak swoje właściwości i nie będzie się już nadawać – cały lub poszczególne jego fragmenty – do napędzania samochodu. Co wtedy dzieje się z takim sprzętem? Nie trafia na śmietnik ani na szrot. Baterii nie można zresztą „potraktować” w taki sposób. Kwestia tego, co należy z nią zrobić, jest dokładnie ujęta w unijnej legislacji.

Odzysk a przepisy

Zasady postępowania z akumulatorami określa dyrektywa 2006/66/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 6 września 2006 r w sprawie baterii i akumulatorów oraz zużytych baterii i akumulatorów oraz uchylająca dyrektywę 91/157/EWG. Określa się w niej m.in. dopuszczalną zawartość rtęci i kadmu w bateriach.

Jeśli chodzi o recykling, zawarto tam zapisy określające wprowadzenie „najlepszych dostępnych technik w zakresie ochrony zdrowia i środowiska, aby zapewnić przetwarzanie i recykling zużytych baterii i akumulatorów”. Wszystkie identyfikowalne baterie i akumulatory muszą zostać poddane obróbce i recyklingowi w ramach programów zgodnych z prawodawstwem wspólnotowym, w szczególności w odniesieniu do zdrowia, bezpieczeństwa i gospodarowania odpadami. „Państwa członkowskie mogą również, zgodnie z Traktatem, usuwać zebrane baterie lub akumulatory przenośne zawierające kadm, rtęć lub ołów na składowiskach odpadów lub w podziemnych magazynach w ramach strategii wycofywania metali ciężkich, które na podstawie szczegółowej oceny środowiskowych, ekonomicznych i społecznych, pokazuje, że ta opcja utylizacji powinna być preferowana w stosunku do recyklingu” – napisano.

W 2020 roku zaproponowano z kolei rozporządzenie dotyczące baterii i zużytych baterii, uchylające dyrektywę 2006/66/WE i zmieniające rozporządzenie (UE) nr 2019/1020, unowocześniające unijne prawodawstwo w tym zakresie w związku z strategią zrównoważonej i inteligentnej mobilności, której celem jest osiągnięcie do 2050 r. redukcji emisji gazów cieplarnianych związanych z transportem o 90%. Określono tam normy dotyczące wydajności i recyklingu, które muszą spełniać akumulatory.

Najnowsze przepisy, nad którymi obecnie pracują unijni urzędnicy będą m.in. określać, że akumulatory muszą być odbierane od użytkowników bezpłatnie. Co więcej, według nich baterie do samochodów i pojazdów lekkich będą musiały być oznaczone naklejkami określającymi to, jak bardzo proces produkcji ich ogniw jest uciążliwy dla środowiska. Określą także kwestie zawartości materiałów pochodzących z recyklingu dla nowych baterii. Przykładowo, gdy wejdą w życie, nowe baterie będą musiały zawierać przynajmniej 16 proc. kobaltu pochodzącego z odzysku, 85% takiego ołowiu i po 6% recyklingowanego litu i niklu.

Tak czy inaczej, normy dotyczące odzysku materiałów na przestrzeni najbliższych lat będą robić się coraz surowsze. To oznacza, że koncerny tym mocniej muszą inwestować w tę gałąź działalności.

Etapy recyklingu

Gdy bateria nie nadaje się już do samochodu osobowego, czeka ją jeszcze sporo „życia”. Najpierw bez problemu można ją naprawiać, przedłużając jej „służbę” w samochodzie. Później może działać w magazynach energii. Poszczególne moduły mogą służyć w różnorodnych power bankach. Szczególnie przydają się jako uzupełnienie instalacji fotowoltaicznych lub wiatrowych. Słońce nie zawsze świeci, wiatr nie zawsze wieje – a dzięki dodatkowym akumulatorom cały układ działa bardziej stabilnie.

Układy z „używanymi” akumulatorami mogą wspomagać także instalacje fotowoltaiczne np. przy ładowarkach samochodowych.

Kolejny etap życia

Gdy również służba baterii w magazynach energii dobiegnie końca, akumulatory czeka kolejny etap „życia”. Celem jest maksymalne odzyskanie surowców, w tym metali ziem rzadkich, które wykorzystano przy budowie akumulatora. Za najtrudniejszy do odzyskania uchodzi lit. Stale rozwijana jest jednak technologia, która sprawia, że cały proces będzie skuteczniejszy. Problemem przy recyklingu i odzysku materiałów jest obecnie konieczność zastosowania dużej ilości energii elektrycznej.

Wyróżnia się trzy rodzaje recyklingu. Pierwszy to pirometalurgiczny. Odzysk cennych metali odbywa się po poddaniu ich wysokotemperaturowej obróbce. Drugi to recykling hydrometalurgiczny, w którym składniki najpierw się wymywa, a potem wychwytuje z powstałego roztworu za pomocą reakcji fizycznych i chemicznych. Z kolei recykling częściowy to taki, w którym materiały odzyskuje się częściowo z zachowaniem fragmentów katody akumulatora i jej regeneracją.

Recykling baterii to także biznes

Technologie dotyczące recyklingu są stale rozwijane. Celem jest osiągnięcie efektywności, która pozwoli na zaoszczędzenie przy pozyskiwaniu surowców – przede wszystkim metali ziem rzadkich – podczas budowy nowych akumulatorów. Prościej będzie je po prostu odzyskać niż pozyskiwać nowe z dalekich krajów spoza Unii Europejskiej. W recyklingu nie chodzi więc tylko o wypełnienie norm określonych przepisami, ale i o zysk – co może być pocieszające, bo skoro coś jednocześnie jest przyjazne dla środowiska i się opłaca, będzie chętnie udoskonalane i stosowane. Już teraz recykling jest bardziej przyjazny dla środowiska i wydajny niż głoszą obiegowe opinie.

Źródło: www.moto.egospodarka.pl