Dawniej lotnisko Coventry służyło eskadrom myśliwców RAF biorących udział w Bitwie o Anglię. Niedługo może stać się przyczółkiem rewolucji na rynku akumulatorów w West Midlands. To jedno z proponowanych miejsc dla brytyjskiej gigafabryki akumulatorów, która ma zapewnić zasilanie milionom aut elektrycznych. Andy Street, burmistrz West Midlands, oświadczył, że stworzenie potrzebnej gigafabryki jest jego priorytetem.
Za planowaną fabryką stał brytyjski start-up Britishvolt. Wartość budowy szacuje się na 2,6 mld funtów. Britishvolt odrzucił jednak tę propozycję lokalizacji, natomiast zainteresowały się nią inne firmy: Samsung, LG Chem i słowacki Inobat. Także Ford rozgląda się za miejscem dla fabryki akumulatorów do swojego elektrycznego vana Transit Custom. Brytyjski rząd obiecał wsparcie projektu w wysokości 500 mln funtów.
Powstanie gigafabryk produkujących miliony akumulatorów zasilających pojazdy elektryczne w całej Europie to szansa na obniżenie emisji dwutlenku węgla do atmosfery. Jednak za tą szansą stoi nowe zagrożenie – e-odpady.
„Nadchodząca lawina zużytych akumulatorów jest jeszcze przed nami” – mówi Ajay Kochhar, dyrektor generalny Li-Cycle, największej firmy zajmującej się recyklingiem akumulatorów litowo-jonowych w Ameryce Północnej. „Pierwsza generacja samochodów elektrycznych pojawiła się na drogach dopiero kilka lat temu”.
Do wyprodukowania akumulatorów samochodowych używa się specyficznych surowców: niklu, litu i kobaltu. To bardzo rzadkie pierwiastki, występujące w niewielu miejscach i bardzo ograniczonych ilościach. Recykling tych materiałów wydaje się bardzo pożądany, zwłaszcza w miejscach, w których nie występują ich naturalne złoża.
W Europie zaplanowano do tej pory budowę aż 38 gigafabryk akumulatorów do samochodów elektrycznych. Na razie tylko jedna z nich ma powstać w Wielkiej Brytanii – wspomniany Britishvolt zdecydował się swoją fabrykę uruchomić w Blythe. Jednak brytyjski rząd nie chce zostawać w tyle za resztą Europy i planuje zabezpieczyć zdolności produkcyjne akumulatorów.
Ambitne plany budowy dwugigawatowej fabryki zgłosiła ostatnio inna brytyjska firma, AMTE Power. Jej dyrektor, Kevin Brundish, zaznaczył jednak, że w tej branży potrzebne jest „znacznie większe wsparcie” niż oferowane obecne 500 mln funtów.
Analitycy Benchmark Mineral Intelligence uważają, że na wybudowanie takiej fabryki potrzeba ponad 15 mld funtów, a państwo musiałoby pokryć jedną czwartą z tego, czyli prawie 4 mld. „Bez baterii litowo-jonowych nie da się szybko masowo przestawić na pojazdy elektryczne” – mówią eksperci. „A bez litu, kobaltu i niklu nie będzie baterii litowo-jonowych”.
Żywotność akumulatorów samochodowych jest dość długa, obecnie może wynieść nawet 15 lat. Oznacza to jednak, że niedługo zaczniemy gromadzić zużyte akumulatory. Gavin Harper, stypendysta w Faraday Institution i naukowiec z University of Birmingham, szacuje, że do 2040 r. możemy zgromadzić do 8 mln ton zużytych akumulatorów.
Tymczasem zużyte akumulatory mogą być toksyczne, dotyczy to zwłaszcza baterii kobaltowych. Trudno w tej chwili oszacować procent recyklingowanych akumulatorów, bo w przypadku tych litowych dane wahają się od 5 do 50 proc. Harper uważa jednak, że wzrost produkcji akumulatorów sprawi, że ogromna ich ilość nie będzie recyklingowana.
Obecnie do zasilania samochodów elektrycznych najczęściej używa się baterii litowo-jonowych. Zawierają one kilkaset pojedynczych ogniw. Pewną część metali użytych do wyprodukowania baterii można wykorzystać ponownie. Problem w tym, że akumulatory zawierają inne materiały, niebezpieczne i wybuchowe, dlatego cały proces recyklingu wymaga odpowiednich, skomplikowanych procedur.
Producenci samochodów elektrycznych coraz częściej zwracają uwagę na inne akumulatory – litowo-żelazowo-fosforanowe. Są one tańsze w produkcji, ponieważ w miejscu rzadkiego metalu wykorzystują powszechnie występujące żelazo. Obecnie akumulatory takie wykorzystano w nowej Tesli Model 3.
Warto jednak zwrócić uwagę na to, że jeśli stosujemy komponenty o niższej wartości, sam recykling jest mniej opłacalny. Paul Anderson, dyrektor Centrum Pierwiastków Strategicznych i Materiałów Krytycznych Uniwersytetu Birmingham, podkreśla, że „to wartość drogich metali sprawia, że recykling jest opłacalny”.
Nowe akumulatory już niedługo trafią co dziesiątek milionów samochodów. Według planów do 2030 r. liczba obecnych na światowych drogach samochodów elektrycznych wzrośnie z dzisiejszych 11 mln do 145 mln.
W tej chwili recykling baterii samochodowych nie jest powszechny, ponieważ trudno znaleźć dla niego uzasadnienie przy tak małej liczbie sprzedawanych samochodów elektrycznych. Dlatego częściej baterie po prostu się marnują.
Hans Eric Melin z Circular Energy Storage twierdzi, że recykling akumulatorów zasilających auta elektryczne jest możliwy, zwłaszcza w Chinach. Ostrzega jednak, że przyjęcie konieczności recyklingu może zaszkodzić rozwojowi tego rynku, nie tylko w Wielkiej Brytanii, ale całej Europie. Recykling może bowiem zniechęcić inwestorów. Nie znaczy to jednak, że jest niemożliwy.
„Około 96 proc. akumulatorów kwasowo-ołowiowych jest poddawanych recyklingowi lub ponownie wykorzystywanych” – mówi Saiful Islam, profesor chemii materiałowej na Uniwersytecie w Bath. „Tak samo będzie z litowo-jonowym w samochodach” – dodaje.
Zwiększenie recyklingu będzie wymagało zmian – i to zarówno po stronie producentów akumulatorów, jak i samochodów, do których trafiają. Aktualnie recykling tych baterii wygląda tak, że są one rozdrabniane i zmieniane w tak zwaną czarną masę, żużel, który w dalszej kolejności poddaje się rafinacji, a w jej trakcie wydobywane są cenne minerały. Ta procedura jest jednak energochłonna. Bardziej wydajny byłby ręczny demontaż baterii, który co prawda jest możliwy, ale stwarza zagrożenie dla bezpieczeństwa.
Harper dopatruje się szansy na rozwiązanie tej patowej sytuacji w rozwoju robotyki. Dzięki robotom i automatyzacji procesu rozbiórki akumulatorów możliwe byłoby wydajne i bezpieczne odzyskiwanie materiałów. Tak już robi Apple, które zbudowało robota o nazwie Daisy mogącego rozmontowywać iPhone’y i odzyskiwać z nich cenne pierwiastki.
Ale usprawnienie recyklingu może odbyć się także po stronie producentów aut elektrycznych. „Istnieją silne argumenty za tym, by recykling uwzględnić już na poziomie projektowania samochodów” – mówi. Wystarczy odejść od często stosowanej praktyki sklejania poszczególnych elementów, by ułatwić ich rozbieranie.
Recykling to także szansa dla biznesu. Według szacunków rynek recyklingu baterii litowo-jonowych będzie wynosił około 12 mld dolarów w 2025 r. Unia Europejska pracuje nad aktualizacją dyrektywy dotyczącej baterii. Określony ma zostać minimalny udział w nowych bateriach materiałów pochodzących z recyklingu.
Biorąc pod uwagę żywotność opisywanych baterii, problem ich recyklingu może wydawać się odległy. Jednak Simon Moores, dyrektor zarządzający Benchmark Mineral Intelligence, wskazuje, że część działań powinna zostać uskuteczniona już teraz, ponieważ złom powstaje także na etapie produkcji. „Recykling jest potrzebny w sąsiedztwie fabryk akumulatorów”, mówi.
Tymczasem według raportu Uniwersytetu Warwick w Wielkiej Brytanii nie ma zakładów, które na dużą skalę poddawałyby recyklingowi akumulatory litowo-jonowe, a większość odpadów jest eksportowana. Z raportu wynika jednocześnie, że recykling może zaspokoić 22 procent zapotrzebowania Wielkiej Brytanii na surowce używane przy produkcji baterii.
Harper nie zgadza się z podejściem, według którego recykling baterii postrzegany jest jako utrudnienie i dodatkowy koszt. Wskazuje na chińskich producentów baterii, takich jak BYB, którzy pracują nad technologiami pozwalającymi tanio recyklingować ich ogniwa i ponownie wykorzystywać rzadkie materiały.
Zdaniem Harpera obecne podejście zachodnich producentów musi się zmienić. Rozdrabnianie akumulatorów i zastanawianie się, co zrobić z odpadami nie ma sensu. Konieczna jest zmiana w projektowaniu samochodów i akumulatorów, a może się ona zacząć właśnie od Wielkiej Brytanii. „Jeśli chcesz odzyskać katodę w stanie nienaruszonym, znacznie lepiej byłoby zaprojektować baterie do demontażu” – mówi Harper.
Według niego to możliwość zapewnienia dostaw surowców, które są rzadkością w Wielkiej Brytanii. Można tak stworzyć krajową podaż praktycznie z niczego. „Te metale są naprawdę cenne i nie mamy w Wielkiej Brytanii rodzimych źródeł dostaw. Recykling może być rozumiany jako wysokotechnologiczne górnictwo miejskie” – mówi.
Być może postawienie na gigarecykling w sąsiedztwie gigafabryk będzie zatem dobrym pomysłem.
