Μπαταρίες ηλεκτρικών αυτοκινήτων: Πρώτα δεύτερη ζωή, μετά ανακύκλωση

Για την ανάκτηση πολύτιμων πρώτων υλών για νέες μπαταρίες, οι παλιές μπαταρίες από ηλεκτρικά οχήματα μπορούν να ανακυκλωθούν. Εναλλακτικά, οι μπαταρίες μπορούν επίσης να επαναχρησιμοποιηθούν ως σταθερές συσκευές αποθήκευσης ενέργειας, συμβάλλοντας στην ενσωμάτωση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας, στην απορρόφηση των φορτίων αιχμής και ως εκ τούτου, στην αύξηση της ασφάλειας του εφοδιασμού. Τόσο η ανακύκλωση όσο και η παράταση του κύκλου ζωής μέσω δευτερογενούς χρήσης, είναι σημαντικές αρχές της κυκλικής οικονομίας. Αλλά ποιο είναι καλύτερο – οι χρησιμοποιημένες μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων πρέπει να ανακυκλώνονται αμέσως, ή να επαναχρησιμοποιούνται πρώτα;

Μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Μύνστερ, το Ερευνητικό Κέντρο Fraunhofer για Κυψέλες Μπαταριών (FFB) και το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley (ΗΠΑ) διερεύνησε αυτό το ερώτημα, χρησιμοποιώντας ως παράδειγμα την πολιτεία της Καλιφόρνια των ΗΠΑ και τώρα δημοσίευσε τα αποτελέσματά της. Οι ερευνητές καταλήγουν στο συμπέρασμα, ότι η χρήση παλαιών μπαταριών ως σταθερών συσκευών αποθήκευσης ενέργειας, συμβάλλει πιο αποτελεσματικά στη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου μακροπρόθεσμα, από την άμεση ανακύκλωση. Ως εκ τούτου, συνιστούν στις χώρες με υψηλό μερίδιο ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, να επαναχρησιμοποιούν αρχικά τις παλιές μπαταρίες από ηλεκτρικά αυτοκίνητα και υβριδικά plug-in, ως σταθερές συσκευές αποθήκευσης ενέργειας.

Οι υπολογισμοί μοντέλων δείχνουν ότι στην Καλιφόρνια, περίπου το 61% της ζήτησης για μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων μπορεί να καλυφθεί έως το 2050, εάν όλες οι χρησιμοποιημένες μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων ανακυκλωθούν και δεν χρησιμοποιηθούν μπαταρίες δεύτερης ζωής. Αυτή η στρατηγική θα μπορούσε να εξοικονομήσει περίπου 48 εκατομμύρια τόνους διοξειδίου του άνθρακα. Αντίθετα, ωστόσο – εάν δοθεί προτεραιότητα στη δεύτερη ζωή – θα μπορούσαν να αποφευχθούν έως και 56 εκατομμύρια τόνοι εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα.

Τα αποτελέσματα δείχνουν επίσης ότι η ποσότητα των διαθέσιμων χρησιμοποιημένων μπαταριών από ηλεκτρικά οχήματα, υπερβαίνει σημαντικά τη ζήτηση για σταθερή αποθήκευση ενέργειας στην Καλιφόρνια έως το 2050. Η χρήση όλων των μπαταριών λιθίου-σιδήρου-φωσφορικού άλατος, οι οποίες είναι κατάλληλες για χρήση σε σταθερή αποθήκευση ενέργειας, από μόνη της θα μπορούσε να καλύψει τη ζήτηση για σταθερή αποθήκευση ενέργειας έως το 2050. Ως εκ τούτου, συνιστούν να ξεκινήσει νωρίς η ανάπτυξη μιας υποδομής ανακύκλωσης, ακόμη και αν δοθεί προτεραιότητα στη δεύτερη χρήση.

Τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν τη σημασία του συστηματικού σχεδιασμού των αλυσίδων εφοδιασμού μπαταριών, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής, της ανακύκλωσης και της δευτερογενούς χρήσης. Οι χώρες που καταφέρνουν να εγκαταστήσουν ολόκληρο το σύστημα σε περιφερειακό επίπεδο από νωρίς και να ευθυγραμμίσουν τις υποδομές τους με τη μελλοντική ζήτηση υλικών μπαταριών μακροπρόθεσμα, βρίσκονται σε καλύτερη θέση για να αξιοποιήσουν τα οφέλη της κυκλικής οικονομίας, για τις μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων.

Προηγούμενες μελέτες είχαν δείξει ότι η χρήση ανακυκλωμένων υλικών στην κατασκευή μπαταριών ηλεκτρικών αυτοκινήτων έχει ως αποτέλεσμα λιγότερες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου σε σχέση με τη χρήση πρωτογενών, εξορυκτικών πρώτων υλών. Ήταν επίσης γνωστό ότι η επαναχρησιμοποίηση χρησιμοποιημένων μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτων σε σταθερά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας, έχει ως αποτέλεσμα σημαντικά λιγότερες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου,, σε σχέση με τη χρήση μπαταριών που κατασκευάζονται από πρωτογενή υλικά. Ωστόσο, καμία μελέτη δεν είχε προηγουμένως συγκρίνει συστηματικά αυτές τις δύο επιλογές.

Η μέθοδος: Οι ερευνητές μοντελοποίησαν τρία σενάρια με βάση διάφορες παραμέτρους (π.χ. εκπομπές, απόδοση ανακύκλωσης, στοιχεία πωλήσεων και διάρκεια ζωής μπαταρίας) και τα συνέκριναν. Στο «βασικό σενάριο», υπέθεσαν τα πραγματικά, τρέχοντα στοιχεία: το 2,5% των χρησιμοποιημένων μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτων επαναχρησιμοποιούνται αρχικά ως σταθερές συσκευές αποθήκευσης ενέργειας, ενώ όλες οι άλλες ανακυκλώνονται αμέσως. Στο «σενάριο ανακύκλωσης», όλες οι χρησιμοποιημένες μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων ανακυκλώνονται. Δεν υπάρχει δευτερεύουσα χρήση. Στο «σενάριο δευτερεύουσας χρήσης», οι χρησιμοποιημένες μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων, έχουν προτεραιότητα για μια δεύτερη ζωή, μέχρι να καλυφθεί πλήρως η ζήτηση για σταθερές συσκευές αποθήκευσης ενέργειας από τις χρησιμοποιημένες μπαταρίες. Οι υπόλοιπες χρησιμοποιημένες μπαταρίες ανακυκλώνονται.

Πηγή: Πανεπιστήμιο του Μύνστερ