Koliko planeti štete baterije električnih automobila?

Od 2019. godine broj električnih vozila se utrostručio, a s obzirom na to da sve veći broj proizvođača automobila najavljuje da će u narednim godinama prestati proizvoditi klasična vozila s motorima na unutrašnje sagorijevanje i u potpunosti se posvetiti “elektrici”, budućnost svakako pripada transportu na baterije.

Drugo pitanje je koliko su zaista “zeleni” električni automobili, a ključni razlog za te dileme su baterije koje napajaju ova vozila.

Te baterije nose dva ključna problema. Prvi je iskopavanje metala potrebnih za njihov rad, što se vrši širom svijeta, nakon čega ih je potrebno transportirati u fabrike, najčešće u Aziji, a zatim se iz tih fabrika gotove baterije ili gotovi automobili ponovno šalju u gotovo svaki kutak planete, a sav taj proces stvara ogromne količine po atmosferu štetnog CO2, odnosno ima ogroman ugljični otisak.

Samo iskopavanje potrebnih materijala ima visoke ekološke troškove, što je faktor koji proizvodni proces električnih vozila čini energetski intenzivnijim od klasičnih automobila. Između ostalog, utjecaj proizvodnje baterija na okoliš proizlazi iz otrovnih para koje se oslobađaju tokom procesa rudarenja i izdvajanja metala i prirode same aktivnosti koja zahtijeva veliku količinu vode.

Prema nekim procjenama, proizvodnja samo jednog prosječnog električnog automobila stvara četiri tone CO2.

Recikliranje baterija

Drugi problem leži u izazovu recikliranja samih baterija, kako bi se materijali ponovno iskoristili, a samim tim se i smanjila potreba za iskopavanjem novih metala i njihovog transportiranja širom svijeta.

Berlinski Oko-Institut procjenjuje količinu baterija u opticaju u električnim automobilima na gotovo 100.000 tona godišnje. Za deset godina ta će brojka iznositi milion tona, što ukazuje na hitnu potrebu pronalaska načina da se baterije ponovno iskoriste.

Naučnici tvrde da bi pronalazak adekvatnog načina recikliranja mogao pomoći u izbjegavanju ekoloških rizika povezanih s rudarenjem i nakupljanjem opasnog otpada od baterija, ali navode i da je ponovna obrada tih baterija i rafiniranje metala koji se nalaze u njima, kako bi se ponovno iskoristili, težak i izuzetno skup proces, što izaziva skepsu koliko to može biti izgledna opcija.

“Baterija za električno vozilo vrlo je složen komad tehnologije s mnogo različitih komponenti u sebi, tako da će postrojenje za recikliranje biti vrlo komplicirano”, rekao je Michael McKibben, geolog s Univerziteta Kalifornija u Riversideu.

Kompliciran proces izdvajanja materijala i njegova ekonomska opravdanost imat će veliku ulogu u rješavanju problematike recikliranja ovih baterija.

Iako litij-ionske baterije sadrže vrijedne metale, teško ih je rastaviti, a minerale je teško izdvojiti iz slojeva anorganskih i organskih spojeva.

Prema jednoj procjeni, cijena recikliranog litija je pet puta veća od cijene čistog litija dobijenog danas korištenim metodama rudarenja.

Dodatni problem je što današnji glavni procesi recikliranja litij-ionskih baterija, također, nisu posebno učinkoviti. Proces koji najčešće koriste mnoge kompanije za recikliranje, pirometalurgija, uključuje topljenje baterija i spaljivanje plastičnih separatora kako bi se izvukli željeni metali. Pirometalurgija je energetski intenzivna, emitira otrovne plinove i uopće ne može “vratiti” neke vrijedne minerale.

Zato se uveliko ulaže u razvoj tehnologija koje bi ovo recikliranje učinili energetski povoljnijim i samim tim profitabilnijim.

Startupovi ke metodeoji se bave recikliranjem baterija, primjera radi, primarno koriste tehniku zvanu hidrometalurgija koja otapa baterije u kiselini, a zatim se koriste tekuće otopine za ekstrakciju minerala.

Iako hidrometalurgija nije novost, kompanije za recikliranje – uključujući American Battery Technology Company i Redwood Materials, obje sa sjedištem u sjevernoj Nevadi i na čelu s bivšim Teslinim inženjerima – kažu da čine proces učinkovitijim i daje veći povrat materijala nego ranije korištene metode.

Posao ne olakšava ni činjenica da same baterije nisu dizajnirane tako da olakšaju recikliranje, iako se radi i na tom problemu, što bi u budućnosti moglo dovesti do učinkovitije reciklaže ovih baterija.

Nedostatak standardizacije, također, sprječava masovno rastavljanje, budući da se dizajn baterijskih ćelija razlikuje od proizvođača do proizvođača, što otežava proces automatizacije.

U konačnici, uspjeh recikliranja baterija ovisi o tome može li se to učiniti dovoljno jeftino. Čak i uz poboljšanu tehnologiju, kompanije koje se bave reciklažom bi se mogle suočiti s poteškoćama u tome da njihovi proizvodi budu konkurentni u odnosu na minerale dobijene rudarenjem, kaže Aimee Boulanger, izvršna direktorica Inicijative za osiguranje odgovornog rudarenja, koalicije koja radi s kompanijama na poboljšanju ekoloških i radnih standarda rudarskih projekata.

Također bi mogli biti potrebni poticaji i propisi, pa su u Evropskoj uniji regulatori predložili smjernice za održive baterije koje uključuju njihov udio recikliranih materijala.

Ono što je dobra vijest u svemu ovome jeste da baterije imaju dug radni vijek, pa postoji mogućnost da će se veliki dio izazova riješiti prije nego što dođe do problema masovnog zbrinjavanja baterija iz električnih vozila.

Radni vijek

Čelnik Odjela za buduća tržišta energetske kompanije National Grid Graeme Cooper pojašnjava da kapacitet punjenja i pražnjenja modernih baterija za električna vozila omogućava da takva sredstva transporta tokom radnog vijeka pređu između 160.000 i 320.000 kilometara, što znači da će takva vozila na cestama biti barem osam godina. Upravo zbog toga mnogi proizvođači električnih automobila daju produženu garanciju na baterije u trajanju od osam do deset godina.

“Baterije će nadživjeti same automobile”, rekao je Cooper, koji je dodao da većina baterija ima očekivani radni vijek od 15 do 20 godina u samom automobilu, a zatim im se pruža prilika za “drugi život” nakon toga.

‘Drugi život’ se odnosi na korištenje baterija i kada više nisu sposobne pokretati vozila. Nakon što baterija zbog redovnog korištenja dosegne kapacitet od 70 do 80 posto svojih izvornih mogućnosti, više nije pouzdana za napajanje vozila, ali se zatim mogu prenamjenovati.

Dr. sc. Vedran Bobanac iz Zavoda za visoki napon i energetiku Fakulteta elektrotehnike i računarstva (FER) u Zagrebu je kazao da se takve baterije mogu koristiti za skladištenje električne energije poput običnih baterija, gdje bi se ta energija koristila kada najviše treba (tokom dana, kad je povećana potrošnja i slično), čime bi se ustvari te baterije na neki način “reciklirale”.

Ideja je da se baterije koje više ne pružaju zadovoljavajući domet električnih vozila izvade, servisiraju, prepakiraju, povežu s drugim sličnim baterijama, te nastave koristiti kao stacionarni spremnici energije.

Brojne kompanije već danas koriste ili planiraju korištenje iskorištenih baterija iz električnih vozila kako bi im pružile “drugi život” tako što ih koriste za pružanje sigurnosti trajnog napajanja ili napajanja iz obnovljivih izvora, kako bi se mogle koristiti u periodima povećane potrošnje, ispada elektroenergetskog sistema…

Ovaj “drugi život” baterija, smatraju stručnjaci, pružit će naučnicima i kompanijama dovoljno prostora i vremena da razviju tehnologije za učinkovitije recikliranje samih baterija, kako bi proces bio ekonomičniji i samim izgledniji.