Впечатление художника от аккумуляторного завода BritishVolt в Блайте Фото: BritishVolt
Другая британская фирма, AMTE Power, планирует строительство завода мощностью два гигаватта. Ее генеральный директор Кевин Брандиш предупреждает, что отрасли нужны «значительно более высокие уровни поддержки», чем нынешние 500 миллионов фунтов стерлингов.
Аналитики Benchmark Mineral Intelligence говорят, что требуется более 15 миллиардов фунтов стерлингов, по крайней мере, 25 процентов от государства. «Без литий-ионных батарей у вас не будет быстрого массового внедрения электромобилей», – говорят они. «А без лития, кобальта [и] никеля… у вас не будет литий-ионных батарей».
Аккумуляторы для электромобилей имеют относительно длительный срок службы – до 15 лет, но вскоре их количество накапливается. Гэвин Харпер, научный сотрудник Института Фарадея и исследователь из Университета Бирмингема, подсчитал, что к 2040 году будет около 8 миллионов тонн отработанных батарей, что примерно в 1,3 раза больше массы Великой пирамиды в Гизе.
Мировые отходы автомобильных аккумуляторов к 2040 году могут весить больше, чем Великая пирамида в Гизе
Загадка переработки
Отработанные батареи, особенно кобальтовые, могут оказаться токсичными. Цифры о том, сколько литиевых батарей перерабатывается, варьируются от 5 до чуть менее половины. Но для Харпера предстоящий избыток электрических батарей следует рассматривать как «огромный ресурс».
Электромобили обычно работают на литий-ионных батареях, которые содержат несколько сотен отдельных литий-ионных элементов. Есть ценность, которую можно извлечь из металлов, используемых для создания этих батарей, которые можно повторно использовать, очищать и перерабатывать.
Однако из-за того, что батареи содержат опасные материалы, они требуют надлежащего демонтажа, чтобы избежать их взрыва.
Автопроизводители также ищут литий-железо-фосфатные батареи, которые дешевле, потому что в них используется большое количество железа, а не более редкие металлы. Сейчас они используются в автомобилях Tesla Model 3. Однако более дешевая цена их сырья означает, что его переработка имеет меньшую ценность.
«Это очень хороший материал для батарей», – говорит Пол Андерсон, содиректор Центра стратегических элементов и критических материалов Бирмингемского университета. «Проблема в том, что ценность дорогих металлов делает переработку жизнеспособной».
Скоро эти аккумуляторы будут присутствовать в десятках миллионов автомобилей. К 2030 году на дорогах будет 145 миллионов электромобилей по сравнению с 11 миллионами сегодня.
Переработка аккумуляторов сталкивается с проблемой курицы и яйца. Трудно оправдать усиление утилизации таким малым количеством электромобилей на дорогах, что означает, что батареи расходуются в отходы.
К 2025 году количество отходов аккумуляторных батарей в Великобритании может превысить 100000 единиц
Ханс Эрик Мелин из Circular Energy Storage говорит, что есть возможность перерабатывать батареи, особенно в Китае. Однако он предупреждает, что это затрудняет наращивание мощностей в Европе, не в последнюю очередь в Великобритании. Проблема переработки грядущей волны литий-ионных батарей кажется сложной, но прецедент есть.
«Около 96% свинцово-кислотных аккумуляторов перерабатываются или используются повторно», – говорит Сайфул Ислам, профессор химии материалов Университета Бата. «То же самое и с ионно-литиевыми ионами в автомобилях».
Но для ускорения переработки потребуются изменения со стороны производителей аккумуляторов и автомобилей. В настоящее время батареи измельчаются в вещество, называемое «черной массой», – шлак, который затем очищается, чтобы можно было удалить минералы. Но это энергоемко. Разборка элементов батареи вручную возможна, но это небезопасно.
Переработанные литий-ионные батареи превращаются в черную массу, из которой можно удалить минералы Фото: Марк Лопес / Аргоннская национальная лаборатория
Харпер считает, что робототехника и автоматизация могут ускорить процесс и сделать его более безопасным. Apple построила робота под названием Daisy, который может разбирать iPhone на предмет ценных минералов внутри.
По словам Харпера, автопроизводители также должны сыграть свою роль. «Есть веские доводы в пользу проектирования для вторичной переработки», – говорит он. В настоящее время большинство автомобильных аккумуляторов и деталей склеены, поэтому их демонтаж обходится дорого.
Есть также возможность для бизнеса. Предполагается, что к 2025 году рынок вторичной переработки литий-ионных батарей составит около 12 миллиардов долларов. Европейский Союз обновляет свою Директиву по батареям, которая требует минимального уровня вторичного сырья, используемого в новых батареях.
По словам Саймона Мурса, управляющего директора Benchmark Mineral Intelligence, хотя основная тяжесть проблемы утилизации аккумуляторов может показаться далекой, некоторые из них необходимы уже сейчас. Он говорит, что даже в производственном процессе «процент брака может составлять 25% с самого начала». «Утилизация необходима рядом с аккумуляторными заводами».
Существует риск того, что Великобритания отстает по переработке. Согласно отчету Уорикского университета, в Великобритании нет крупных предприятий по переработке литий-ионных аккумуляторов, и большая часть наших отходов идет на экспорт. Они утверждают, что переработка может удовлетворить 22% потребности британских гигафабрик в сырье.
Харпер говорит, что переработка батарей не должна рассматриваться как болезненная цена. Он отмечает, что китайские производители аккумуляторов, такие как BYB, уже изучают, как их элементы можно переработать, чтобы повторно использовать эти редкие материалы по дешевке.
Он утверждает, что нынешний подход отрасли к батареям, согласно которому они «измельчают их, а затем решают, что делать с этими отходами», должен измениться – что начнется с того, что компании по производству аккумуляторов и автопроизводители построят заводы в Великобритании. «Если вы хотите восстановить катод в целости и сохранности, было бы гораздо лучше сконструировать батареи, которые можно было бы разобрать», – говорит Харпер.
По его мнению, для Великобритании это способ добывать сырье, которое может быть редкостью в Великобритании, и создавать внутренние поставки из ничего. «Эти металлы действительно ценны, и у нас нет местных запасов в Великобритании. Это городская горная промышленность с использованием высоких технологий », – говорит он.
Если он прав, предлагаемым британским гигафабрикам, например, в аэропорту Ковентри и в Блайте, вскоре потребуются заводы по переработке гигабайтов.
Recent Comments