Экология становится глобальным трендом, мировые лидеры говорят об ответственном отношении к выбросам в атмосферу, а по всему миру, как грибы после дождя растут стартапы, производящие электромобили. С виду кажется, что все хорошо. Люди наконец стали более ответственно относиться к экологии, армии непрофессиональных инвесторов вливают миллионы в новые технологические компании, ожидая падения нефтяных магнатов. Но, как и всегда, дьявол кроется в деталях. Если процесс утилизации бензиновых автомобилей уже отработан, как утилизировать электромобили, пока не ясно. Ведь литиевый аккумулятор, оставленный на свалке, загрязняет землю и грунтовые воды на протяжении долгих лет. Не говоря уже о том, что при производстве аккумуляторов выбросы в атмосферу сопоставимы с производством автомобилей.
Уже сейчас постепенно выходят из строя аккумуляторы электромобилей первого поколения. Через 10 лет, когда по оценкам Международного энергетического агентства число электромобилей вырастет в 8 враз, подойдет срок службы электромобилей, которые производятся сейчас. Цену за переход на электричество заплатят будущие поколения, в то время как медийные личности будут говорить о светлом будущем без выхлопных газов.
Единственный возможный выход из данной ситуации – это задуматься о переработке уже сейчас, а не через 10 лет, когда критическая масса неутилизированных аккумуляторов станет слишком большой. Есть два варианта переработки литий-ионных батарей.
Первый, наиболее простой и популярный, это пирометаллургия – сжигание органических материалов и пластмасс с последующим извлечением ценных материалов. Однако при таком способе не удается извлечь и заново отправить в производство алюминий и литий. Из-за простоты данный способ применяется для 95% всех перерабатываемых аккумуляторов.
Второй, более сложный с технической точки зрения, это гидрометаллургия – извлечение ценных материалов посредством замачивания в щелочном растворе. Сложность заключается в том, что аккумулятор должен быть полностью заряжен и очищен от пластмассовых элементов.
Джеффри Страубел, сооснователь Тесла и бывший технический директор, создал собственное предприятие по переработке литий-ионных аккумуляторов, где использует гибридную форму переработки, где использует остаточную энергию батарей для их переплавки и фильтрует полученный сплав для получения ценных материалов для повторного использования. Таким образом получается восстановить до 98% никеля, кобальта, меди и алюминия, а также более 80% лития, из которых можно создать новый аккумулятор.
Еще одним выходом из ситуации является возможность предусмотреть переработку батареи на этапе ее производства. Сейчас аккумуляторы создаются по принципу – дешево и долговечно. Если дополнительные функции, связанные с переработкой, сделают процесс сильно дорогим или снизят емкость батарей, никто не будет этим заниматься. Самым перспективным проектом в этой сфере является создание модульной батареи, где ячейки можно свободно заменить и не будет необходимости утилизировать аккумулятор полностью, если несколько ячеек утратили свою эффективность. Отдельные ячейки проще перерабатывать, так как нет необходимости отделять их от груды соединительных элементов.
В конечном итоге, на настоящий момент в мире перерабатывается около 5% литий-ионных аккумуляторов. Очевидно, что большая часть переработанных батарей приходится на США и Европу, где высокие экологические стандарты. Часть компаний-производителей уже сейчас создают инфраструктуру для переработки, так концерн Renault планирует занять 25% рынка переработки и за счет этого покрывать внутренний спрос на производственные материалы.
А для того, чтобы оценить насколько электромобили снижают выбросы парниковых газов, мы предлагаем вам посмотреть на следующую инфографику.