[Impact]Аккумуляторы электромобилей, возможно, стоит утилизировать, но аккумуляторы для автобусов пока не подходят[/Impact]
Посмотреть вложение 1
Bloomberg New Energy Finance прогнозирует, что к 2040 году на дороге будет 559 миллионов электромобилей. Но электромобили не вечны. И их батареи не всегда заполнены материалами, которые вы бы хотели выщелачивать в окружающую среду, если бы они обезвреживались беспорядочно. Политики и исследователи начали задумываться о том, как справляться с истекшим сроком службы электрических батарей, и в качестве альтернативы часто рассматривается рециркуляция.
Исследователи из Университета Карнеги-Меллона на этой неделе опубликовали статью « Устойчивость природы», в которой рассматриваются выбросы и экономические затраты, связанные с утилизацией автомобильных аккумуляторов. Они специально предназначались для аккумуляторов с тремя типами катодной химии: никель-марганцевый оксид кобальта (NMC), никель-кобальтовый оксид алюминия (NCA) и фосфат железа (LFP). Первые две катодные химические схемы распространены в пассажирских транспортных средствах, а LFP - в автобусах (например, производитель автобусов BYD использует батареи LFP ).
Поскольку упаковка батарей имеет важное значение для способа переработки, цилиндрические батареи (типы элементов, которые производит Тесла) сравниваются при анализе с пакетными батареями.
Исследователи также сравнили методы переработки. К ним относятся пирометаллургическая переработка (воздействие на ценные части батареи высоких температур и последующее извлечение этих металлов в виде сплавов), гидрометаллургическая переработка (выщелачивание ценных металлов из батарей и отделение нужных металлов от полученного раствора) и «прямая рециркуляция катода». где катод батареи сохраняется как есть, но добавляется новый литий таким образом, что батарея восстанавливает свои первоначальные характеристики.
Чтобы найти предотвращенные выбросы при переработке, исследователи провели анализ жизненного цикла различных химических батарей. Они оценили выбросы, использование энергии и затраты на добычу и переработку материалов, а затем собрали и отправили новые батареи по сравнению с производством переработанных батарей.
Повторное использование, переработка
В конечном итоге, батареи с LFP-катодом не смогли избежать дополнительных выбросов ни при каких обстоятельствах. Бумажные материалы отмечают, что железные материалы, используемые в этих автобусных батареях, уже пригодны для добычи. Это приводит к "меньшему смещению выбросов парниковых газов [парниковых газов] по сравнению с восстановленными материалами, которое недостаточно для компенсации выбросов энергии и парниковых газов, связанных с рассматриваемыми процессами рециркуляции".
На данный момент новые аккумуляторы для автобусов дешевле и лучше для окружающей среды, чем переработанные аккумуляторы.
Однако для электрических аккумуляторов пассажирских транспортных средств история сложнее. Как для ячеек NMC, так и для элементов NCA методы рециркуляции гидрометаллургического и прямого удаления катода действительно приводят к сокращению выбросов парниковых газов, но только рециркуляция с помощью прямого удаления катода с помощью камерных мешков показывает статистически значимое сокращение выбросов.
Последствия пирометаллургического рециклинга менее очевидны. Исследователи обнаружили, что этот метод рециркуляции увеличивает выбросы, связанные с жизненным циклом батареи в каждом случае, но материалы, перерабатываемые этим методом, не всегда переупаковываются в большее количество батарей. Этот метод часто используется в Европе, где требуется перерабатывать 50 процентов от общего веса батареи. После того, как материал катода и ячейки восстановлен до металлического сплава, «другие негорючие элементы ячейки выводятся как часть шлака, который можно повторно использовать в качестве исходного материала для цемента», отмечается в документе.
Согласно документу 2018 года, производство цемента является третьим по величине источником выбросов парниковых газов на Земле человеком . Это происходит после использования ископаемого топлива и изменений в землепользовании (например, вырубка лесов). Но анализ в статье « Nature» на этой неделе не учитывал воздействия на окружающую среду, не связанные с батареями, поэтому все еще существует некоторая неопределенность в отношении последствий переработки пирометаллургических батарей.
Давай поговорим деньги
Экономические выгоды от утилизации батарей менее очевидны, чем (по общему мнению, мутные) экологические выгоды от утилизации батарей. Конечно, экономические выгоды улучшаются в зависимости от волатильности цен на металлы, используемые химией конкретных батарей.
Кобальт, например, довольно изменчив и был чрезвычайно дорог в последние годы. Возможность утилизации кобальта помогает странам и компаниям уменьшить их зависимость от него, что также может иметь геополитические и гуманитарные преимущества. (В статье цитируется исследование, проведенное в 2018 году, показывающее, что «население, окружающее кустарные шахты в Демократической Республике Конго, имеет повышенный уровень кобальта в моче и крови, что может негативно сказаться на сердце, легких, крови и щитовидной железе».)
В документе предполагается, что в случаях, когда утилизация автомобильных аккумуляторов экономически неоправданна, но демонстрирует явные экологические преимущества, регулирующие органы могут вмешаться и внедрить систему депозитов для финансирования или поощрения утилизации аккумуляторов электромобилей.
Исследователи также обнаружили безубыточные затраты на «восстановление» батарей, которые утилизируются с использованием прямого удаления катода. Если рециркуляция материала катода NMC может быть реализована за 15 долл. США за кг или менее, и если рециркуляция материала катода NCA может быть реализована по 19 долл. США за кг, то «восстановленные катодные материалы могут быть произведены по той же цене, что и традиционные методы производства катода, что делает прямой Утилизация катодов экономически конкурентоспособна », - отмечается в документе.
В настоящее время многие компании, производящие электромобили, ищут альтернативные решения, такие как повторное использование автомобильных аккумуляторов в качестве стационарного хранилища в зданиях .
