Iwaniuk: Recykling akumulatorów litowo-jonowych to kluczowy element elektromobilności

8 maja 2024, 07:20 Elektromobilność

Obecnie w Europie recykling akumulatorów jest wyzwaniem. Z powodu braku specjalistycznej wiedzy i technologii zużyte urządzenia są zwykle wysyłane do Azji Południowo-Wschodniej, gdzie są dalej przetwarzane. Obecne ograniczenia obejmują między innymi brak znormalizowanych konstrukcji baterii, co komplikuje sortowanie i przetwarzanie zużytych akumulatorów. Ponadto same metody recyklingu mogą być energochłonne, co dodatkowo zwiększa ślad węglowy w cyklu życia produktu – pisze – Zofia Iwaniuk ze Studenckiego Koła Naukowego Energetyki SGH dla BiznesAlert.pl.

• Akumulatory litowo-jonowe są istotną częścią nie tylko branży elektromobilności, ale także wielu naszych codziennych urządzeń elektronicznych – telefonów komórkowych czy laptopów.
• Metale rzadkie stanowią poważne obciążenie dla środowiska podczas wydobycia. Wydobycie i przetwarzanie tych pierwiastków często powoduje niszczenie siedlisk, erozję gleby i zanieczyszczenie wody.
• Pomimo tych wyzwań ciągły postęp w tej dziedzinie sugeruje, że w najbliższej przyszłości pojawiają się bardziej wydajne technologie recyklingu.

Znaczenie zrównoważonych technologii staje się coraz bardziej oczywiste w miarę zmagania się z pilną potrzebą łagodzenia zmian klimatycznych. Jednym ze szczególnych obszarów zainteresowania tego globalnego ruchu jest recykling akumulatorów litowo-jonowych – kluczowego elementu rozwijającego się przemysłu pojazdów elektrycznych. Branża elektromobilności jest znaczącym graczem w globalnym dążeniu do zrównoważonego rozwoju. Aktualnie po polskich drogach jeździ prawie 100 tysięcy samochodów osobowych z napędem elektrycznym – 51 tysięcy w pełni elektrycznych i 47 tysięcy hybryd typu plug-in. Stopniowo zwiększa się też flota elektrycznych autobusów, samochodów dostawczych i ciężarowych oraz motorowerów i motocykli.

Siła stojąca za e-mobilnością

Akumulatory litowo-jonowe są istotną częścią nie tylko branży elektromobilności, ale także wielu naszych codziennych urządzeń elektronicznych – telefonów komórkowych czy laptopów. Zbudowane są z dwóch elektrod – jednej wykonanej z węgla i drugiej z tlenków metali, elektrolitu zawierającego sole litowe rozpuszczone w mieszaninie organicznych rozpuszczalników oraz przewodnika i przegrody umożliwiającej przepływ jonów litu. Baterie Li-on charakteryzujące się wysoką gęstością energii i długą żywotnością odmieniły to jak korzystamy dzisiaj z urządzeń elektronicznych. Ich żywotność jest jednak ograniczona, a nieodpowiednia utylizacja tych baterii może prowadzić do szeregu problemów środowiskowych. Według danych opublikowanych przez szwedzki Instytut Środowiska produkując 1 kWh pojemności akumulatora emitujemy do atmosfery 150-200kg CO 2. Statystyka ta podkreśla znaczącą rolę ich poprawnego recyklingu.

Pierwiastki, które mają znaczenie

Akumulator litowo-jonowym jest złożoną kombinacją pierwiastków takich jak miedź, aluminium oraz metali ziem rzadkich jak kobalt, lit i nikiel. Metale rzadkie stanowią poważne obciążenie dla środowiska podczas wydobycia. Wydobycie i przetwarzanie tych pierwiastków często powoduje niszczenie siedlisk, erozję gleby i zanieczyszczenie wody. Sektor wydobyć jest również niezwykle skomplikowany ekonomicznie i społecznie. Dzięki recyklingowi możemy odzyskać i ponownie wykorzystać cenne materiały, zmniejszając zapotrzebowanie na surowce pierwotne i związany z tym wpływ ich wydobycia i przetwarzania na środowisko, zamykając w ten sposób obieg gospodarki.

Szczegółowe spojrzenie na proces recyklingu

Obecnie w Europie recykling akumulatorów jest wyzwaniem. Z powodu braku specjalistycznej wiedzy i technologii zużyte urządzenia są zwykle wysyłane do Azji Południowo-Wschodniej, gdzie są dalej przetwarzane. Obecne ograniczenia obejmują między innymi brak znormalizowanych konstrukcji baterii, co komplikuje sortowanie i przetwarzanie zużytych akumulatorów. Ponadto same metody recyklingu mogą być energochłonne, co dodatkowo zwiększa ślad węglowy w cyklu życia produktu. Recykling akumulatorów litowo – jonowych to złożony proces składający się z kilku etapów – sortowanie baterii na podstawie
ich składu chemicznego, następnie obróbka mechaniczna, w której akumulatory są demontowane lub rozdrabniane w celu oddzielenia materiałów. W procesie recyklingu w przemyśle metalurgicznym stosuje się między innymi metody pirometalurgiczne (termiczne) i hydrometalurgiczne, polegające na wypłukiwaniu szkodliwych substancji za pomocą odpowiednich roztworów kwasowych lub zasadowych. Metody te pomagają w odzyskiwaniu cennych materiałów, takich jak lit, kobalt i nikiel ze zużytych baterii.

Zapowiedź przyszłości

Pomimo tych wyzwań ciągły postęp w tej dziedzinie sugeruje, że w najbliższej przyszłości pojawiają się bardziej wydajne technologie recyklingu. Dzięki ciągłym badaniom, a także wspierającym ramom politycznym, recykling baterii może znacznie wspomóc zrównoważony rozwój branży elektromobilności. Przykładem zmian w kierunku powstawania gospodarki
obiegu zamkniętego dla sektora baterii jest rozporządzenie Parlamentu i Rady Europejskiej z 12 lipca 2023 roku. Wprowadza ono wymogi obliczania śladu węglowego baterii oraz określa cele w zakresie zbierania zużytych baterii, wydajności recyklingu i minimalne poziomy zawartości materiałów z recyklingu w bateriach przemysłowych oraz akumulatorach pojazdów i maszyn. Natomiast w Zawierciu już niedługo działalność rozpocznie największy zakład recyklingu baterii litowo-jonowych w Europie.

Recykling akumulatorów litowo-jonowych jest kluczowym elementem układanki zrównoważonego rozwoju. Wraz z rosnącym znaczeniem elektromobilności, istnieje pilna potrzeba opracowania bardziej wydajnych i skutecznych technologii recyklingu, a także polityk zachęcających do ich przyjmowania. Pomoże to nie tylko złagodzić wpływ postępu technologicznego na środowisko, ale także zapewni długoterminową rentowność i odporność zrównoważonej transformacji.

Romankiewicz: Dlaczego transport lotniczy w Europie potrzebuje oleju po frytkach?