Електромобилите вече са тук, но кога ще започне рециклирането на батериите им?

„Подготвяме се“, казва Ник Кастийо, който управлява завода за LKQ Corporation. Предприятието разглобява предимно бензинови автомобили, но се подготвя да разглобява повече хибридни и електрически автомобили. „Знаем, че в крайна сметка това ще се наложи – това ще бъде бъдещето.“

Продажбите на електромобили и камиони стартират, а автомобилната и акумулаторната индустрия инвестират милиарди долари за модернизиране и изграждане на заводи. Тези автомобили могат да помогнат за справяне с изменението на климата, но батериите създават свои собствени проблеми. Суровините могат да бъдат трудни за добив, често се намират в страни с лошо състояние на човешките права и изискват обработка, която оставя вредни отпадъци след това.

За щастие, съставките на батериите могат да се използват многократно. И сега започва надпревара за събиране и рециклиране на използваните литиево-йонни батерии. Рискови капиталисти, производители на автомобили и енергийни компании влагат средства в десетки новосъздадени компании за рециклиране в Северна Америка и Европа.

„Отнемаме от цялото си общество от изкопаемите и въглеродно интензивни горива – не можем да подценяваме мащаба на това предизвикателство“, казва Гавин Харпър, научен сътрудник в университета в Бирмингам, Англия, който изучава рециклирането на батерии. „Търсенето ще бъде огромно.“

Но въпреки целия оптимизъм, този нов бизнес е изправен пред трудно предизвикателство: Малко батерии ще бъдат достъпни за рециклиране в продължение на десетилетие или повече. Tesla, която доминира в бизнеса с електромобили, започна да продава автомобили през 2008 година и до 2017-та продаваше по-малко от 100 000 автомобила годишно. Днес има и други източници за рециклиране, включително хибриди и потребителска електроника, но предлагането е ограничено и събирането им може да бъде предизвикателство.

Това поставя дружествата за рециклиране в трудно положение. Те трябва да инвестират в заводи, машини и работници или рискуват да загубят позиции в полза на конкурентите. Но ако инвестират твърде бързо, може да им свършат парите, преди многото остарели батерии да пристигнат на техните поточни линии.

„Има хора, които просто харчат пари, защото не разполагат със суровина, за да могат да произвеждат материал за продажба“, казва Ерик Фредериксън, управляващ директор на операциите на Call2Recycle, програма с нестопанска цел, която помага на преработвателите да намират стари батерии.

Дружествата също трябва да измислят как да намират, събират и разглобяват батерии. Те трябва да работят с много предприятия за разглобяване, площадки за скрап и групи с нестопанска цел. И тъй като батериите са склонни към пожари и са опаковани и изработени по различен начин за различните модели, разглобяването им може да бъде сложно и опасно.

Сред компаниите за рециклиране на батерии Redwood се откроява. Компанията е основана от Джей Би Страубел, бивш високопоставен ръководител на Tesla, и е събрала над 1 млрд. долара финансиране от инвеститори. Redwood вижда себе си предимно като производител на материали за батерии – направени от възстановени или добити метали – и е установила партньорства за рециклиране с Ford, Toyota, Volkswagen и Volvo. Redwood също така рециклира скрап от завод за батерии, управляван от Panasonic и Tesla, близо до Рино, Нева.

Върху равен, прашен участък земя близо до този завод Redwood изгражда кампус с площ 700 декара. В него компанията възстановява метал от стари батерии и произвежда материали за нови. Миналата седмица Redwood обяви, че ще похарчи поне 3,5 млрд. долара за друг кампус в Южна Каролина, в регион на страната, който бързо се превръща в център за производство на батерии и електрически превозни средства.

Батериите имат анод и катод, които съдържат по-голямата част от ценния метал в батерията. Когато батерията се използва, литиевите йони се придвижват от анода към катода. Потокът се обръща по време на зареждане.

Повечето аноди и катоди идват от Китай, но Redwood се надява да промени това. В завода в Невада компанията произвежда тънко анодно фолио, като използва рециклирана мед. Redwood също така планира да произвежда катодни материали там, като използва рециклиран кобалт и смес от рециклиран и добит литий и никел. Наскоро Panasonic заяви, че планира да използва продуктите на Redwood в своите батерии в две фабрики в САЩ.

Redwood редовно получава използвани батерии и скрап от доставчици като LKQ и партньори като Panasonic. Част от този материал първо се нагрява при ниски температури в рамките на патентован процес. Всички батерии преминават през химически бани и други процеси за изолиране и извличане на специфични метали.

Redwood купува първичен метал, защото няма достатъчно стари батерии и скрап. Но добивът и транспортирането могат да бъдат интензивни по отношение на въглеродните емисии и са обект на проблеми по веригата на доставки, така че ръководителите на компанията заявиха, че имат желание да използват повече възстановени метали.

„Искаме да получаваме колкото се може повече рециклирано съдържание, защото това е налична суровина, която е местна“, каза Кевин Касекерт, главен оперативен директор на Redwood. „Но ще трябва да го увеличим.“

Други предприятия се фокусират единствено върху рециклирането. Li-Cycle, канадска компания, основана през 2016 година от двама бивши инженерни консултанти – Аджай Кочхар и Тим Джонстън – изгражда няколко завода.

В центрове за събиране на отпадъци в Алабама, Аризона, Ню Йорк и Онтарио компанията разгражда батерии и производствен скрап. В завода й в Рочестър, Ню Йорк, конвейерна лента издига материалите на един етаж, преди да ги пусне във вана, където те се раздробяват, докато са потопени в патентован химически разтвор за предотвратяване на пожари.

Получените парчета се отделят и след това Li-Cycle събира гранулирано вещество, известно като черна маса, което се преработва в съставните си метали на друго място. Но Li-Cycle изгражда съоръжение на стойност 175 млн. долара, също в Рочестър, за да превърне веществото в литий, кобалт и никел за батерии.

Li-Cycle, която стана публична компания през миналата година, заяви, че има повече от 100 доставчици на батерии, включително партньорство с Ultium Cells, съвместно предприятие между General Motors и южнокорейската компания за батерии LG Energy Solution. Li-Cycle също така има стратегически партньорства с минния гигант Glencore и Koch Industries, частен конгломерат с обширни операции с изкопаеми горива. Заедно тези две компании са инвестирали 300 млн. долара в Li-Cycle.

„Имахме късмет, че поехме по пътя, по който поехме, когато трябваше“, каза г-н Кочхар. „Това е индустрия, която изисква, както и производството на батерии, така и доста капитал.“

Рециклирането на батерии все още е сравнително ново в Северна Америка, но по-развитите компании в чужбина биха могли да подскажат какво предстои да се случи. В Китай например има много рециклиращи предприятия, но има недостиг на материал.

„Те имат твърде голям капацитет и твърде малко батерии за рециклиране“, казва Ханс Ерик Мелин, който е основал консултантската фирма Circular Energy Storage, специализирана в пазара на стари литиево-йонни батерии. „Мисля, че точно с такава ситуация ще се сблъскаме както в Европа, така и в Северна Америка.“

Може да са необходими много години, за да се превърне рециклирането в процъфтяваща индустрия в Съединените щати. По пътищата се движат сравнително малко електромобили и повечето от тях са нови. Смартфоните, лаптопите и другата електроника също съдържат литиево-йонни батерии, но те се събират трудно, а и не са достатъчно, за да задоволят нарастващите нужди на автомобилната индустрия.

Но законодателите и екологичните групи искат рециклирането да започне бързо, за да се намалят въглеродните емисии, да се предпази страната от прекомерна зависимост от чуждестранни производители и да се насърчи безопасното изхвърляне на батерии.

Законът за намаляване на инфлацията, подписан от президента Байдън през лятото, например изисква все по-голяма част от ценните минерали в батериите да се добиват в страната или от търговски съюзник, преди автомобилите да получат право на данъчни облекчения. А Европейският съюз изглежда е близо до изискването за минимално количество рециклирано съдържание във всички батерии за електрически превозни средства.

Засега рециклиращите предприятия са съсредоточени върху събирането на скрап от фабриките.

По света се изграждат огромни заводи за производство на батерии, включително много в Съединените щати. Тези заводи биха могли да предоставят на рециклиращите предприятия голямо количество дефектни или излишни материали от батерии, особено в първите години от съществуването им.

„В процеса на създаване на клетки за литиево-йонна батерия винаги има неизбежни загуби“, казва Сара Колборн, анализатор в Benchmark Mineral Intelligence. „Поради това наистина има възможност за рециклиране на тези отпадъци.“

Според неотдавнашен доклад на г-жа Колборн, през 2025 гoдина такива отпадъци ще представляват около 78 % от рециклируемите материали в световен мащаб и ще останат основен източник за рециклиращите предприятия до средата на 2030-та, когато употребяваните батерии ще заемат това място.

Но рециклирането на тези изтощени батерии няма да е лесно. Събирането на скрап е сравнително лесно. Подобни материали от заводите се обработват на партиди. Използваните батерии са с различни форми и размери.

Стандартизираните дизайни и методи на конструиране биха могли да помогнат, но повечето компании за автомобили и акумулатори не проявяват интерес към това. Вместо това те работят по различни подходи, тъй като се конкурират за създаване на автомобили, които могат да изминат по-голямо разстояние с едно зареждане.

През март, докато Redwood се подготвяше да се премести в по-големия кампус близо до Рино, работниците в по-малък завод в близкия Карсън Сити бяха заети с обработката на употребявана потребителска електроника. Някои от тях сортираха големи контейнери с батерии от електрически инструменти, лаптопи и други устройства, а други наблюдаваха конвейерите, които изхвърляха батериите във въртящи се контейнери, за да бъдат нагрети и разградени.

„Имаме възможност да направим революция в начина, по който се възстановява материалът и се връща обратно във веригата за доставки от страна на Е.В.“, каза г-н Касекерт, изпълнителен директор на Redwood. „Един метален атом може да бъде рециклиран безкрайно много пъти – въпросът е само как да го получите ефективно.“

След като години наред губеха позиции пред Китай, американските и европейските ръководители и законодатели са оптимисти, че рециклирането на батерии може бързо да помогне за създаването на местна индустрия за батерии. Но може би ги очаква сурово събуждане, казва консултантът г-н Мелин.

Батериите за електрически превозни средства могат да издържат от 15 до 20 години. Дори и тогава много батерии ще намерят втори живот – например за съхранение на вятърна и слънчева енергия за използване, когато няма вятър или слънце – преди да бъдат рециклирани.

„Дълго време няма да има много материал за рециклиране“, каза г-н Мелин. „И това очевидно е положително, защото основната причина е, че батериите са в автомобилите.“