25 oktober 2021

SDB

dagelijks nieuws en blogs

Kunnen we batterijen van elektrische voertuigen recyclen?

elektrische-auto

De hoeveelheid geproduceerde lithium-ion batterijen is tussen 2000 en 2018 met een factor 80 toegenomen. In 2018 werd 66% daarvan gebruikt in elektrische voertuigen. De geplande ontwikkeling van elektrische mobiliteit zal de behoefte aan batterijen doen toenemen en het Internationaal Energie Agentschap schat dat tussen 2019 en 2030 de behoefte aan batterijen zal worden vermenigvuldigd met 17 .

Deze situatie roept veel vragen op in verband met de materialen die bij de vervaardiging ervan worden gebruikt: wat zijn de middelen? Wat zijn de milieueffecten van hun winning? Kunnen we ze recyclen?

Als we kijken naar de materialen van lithium-ionbatterijen die tegenwoordig in de overgrote meerderheid van elektrische voertuigen worden gebruikt, moet eerst worden opgemerkt dat er verschillende batterijtechnologieën zijn. Hoewel ze allemaal lithium bevatten, variëren de andere bestanddelen: de batterijen die worden aangetroffen in telefoons waar computers kobalt bevatten, die batterijen die voertuigen aandrijven, kunnen ofwel kobalt met nikkel of mangaan bevatten, of helemaal geen batterijen in de batterij, in het geval van ijzerfosfaattechnologieën.

De exacte chemische samenstelling van deze opslagcomponenten is moeilijk te achterhalen omdat het een handelsgeheim is. Daarnaast worden er regelmatig verbeteringen aan batterijen aangebracht om hun prestaties te verhogen: de chemische samenstelling van batterijen verandert dus in de loop van de tijd. Hoe dan ook, de belangrijkste materialen die betrokken zijn bij de vervaardiging van lithium-ionbatterijen zijn lithium, kobalt, nikkel, mangaan en grafiet. Alle worden geïdentificeerd als materialen met beschikbaarheidsrisico’s en milieurisico’s .

De vraag naar de beschikbaarheid van deze materialen is moeilijk te vatten: enerzijds is de waarde van reserves onderhevig aan geopolitieke overwegingen en aan ontwikkelingen in winningstechnieken; aan de andere kant zijn materiaalvereisten erg gevoelig voor toekomstige aannames (aantal elektrische voertuigen en grootte van hun batterij).

Welke milieueffecten?

Misschien nog belangrijker is de kwestie van de milieueffecten van de productie van batterijen. Zelfs als er voldoende materialen zijn, moeten de effecten van de exploitatie ervan serieus worden overwogen.

Studies tonen aan dat de fabricage van batterijen grote gevolgen kan hebben in termen van menselijke toxiciteit of vervuiling van ecosystemen . Daarbij komt nog de noodzaak om de arbeidsomstandigheden in sommige landen te monitoren . Bovendien vereist de analyse van de milieueffecten een perfecte kennis van de samenstelling en productieprocessen van batterijen, hoewel deze informatie moeilijk te verkrijgen is om voor de hand liggende redenen van industriële eigendom.

Kan recycling van materialen oplossingen bieden om deze risico’s en effecten te beperken?

Er zijn hoofdzakelijk twee families van batterijrecyclingprocessen die afzonderlijk of in combinatie worden gebruikt.

De eerste is pyrometallurgie , die organische en plastic bestanddelen vernietigt door ze op hoge temperatuur te brengen en alleen metaalverbindingen vasthoudt (nikkel, kobalt, koper, enz.) Die vervolgens met chemische middelen worden gescheiden.

De tweede is hydrometallurgie die geen hoge temperatuurtrap omvat, maar die de bestanddelen alleen scheidt door verschillende baden van samenstellingen die chemisch zijn aangepast aan de materialen die men wil terugwinnen.

In alle gevallen moeten de batterijen eerst worden vermalen om poeders te verkrijgen. Beide processen worden momenteel industrieel gebruikt bij de recycling van lithium-ionbatterijen in telefoons en laptops om het kobalt dat ze bevatten terug te winnen. Dit laatste materiaal is zo waardevol dat de terugwinning ervan zorgt voor de economische winstgevendheid van de huidige recyclingindustrie voor lithium-ion batterijen.

Maar aangezien de lithium-ionbatterijtechnologieën die in elektrische voertuigen worden gebruikt, niet allemaal kobalt bevatten, rijst nog steeds de vraag naar het economische model voor hun recycling en is er nog geen echt industrieel recyclingkanaal voor deze batterijen. De belangrijkste reden is het gebrek aan voldoende batterijen om te verwerken: de massale inzet van elektrische auto’s is relatief recent en hun batterijen zijn nog niet “end of life”.

Bovendien is de definitie van dit levenseinde zelf onderwerp van discussie. “Tractie”-batterijen (waarmee elektrische voertuigen kunnen rijden) worden bijvoorbeeld als ongeschikt voor gebruik beschouwd wanneer ze 20 of 30% van hun capaciteit hebben verloren – wat overeenkomt met een equivalent verlies van het bereik van het voertuig.

Kunnen we ons een tweede leven voorstellen voor de batterijen van elektrische voertuigen?

Er ontstaat dan een discussie over een mogelijk “tweede leven” van deze batterijen, waardoor het gebruik ervan kan worden verlengd en zo hun impact op het milieu kan worden verminderd. Dit potentiële tweede leven roept in de eerste plaats uitdagingen op met betrekking tot de noodzakelijke herconfiguratie van de batterijen en hun elektronische bewakingsapparaat. Het is dan noodzakelijk om toepassingen voor deze batterijen met “verminderde” prestaties te identificeren. Gebruik als energieopslag aangesloten op het elektriciteitsnet wordt overwogen en er bestaan ​​veel experimenten .

Een grote speler als RTE, de beheerder van het elektriciteitstransmissienetwerk in Frankrijk, is echter van mening dat dit gebruik niet relevant , functioneel en economisch is, en beveelt in plaats daarvan aan om de batterijen van elektrische voertuigen aan het einde van hun eerste leven te recyclen.

Een recyclingkanaal opzetten dat kan worden aangepast aan evoluerende technologieën

De oprichting van een recyclingkanaal zal ook een economisch model moeten vinden dat zich kan aanpassen aan de diversiteit van batterijtechnologieën zonder de recyclingprocessen te vermenigvuldigen.

Ten slotte moet worden opgemerkt dat deze milieu-impact- en recyclingkwesties niet eenvoudig zijn op te lossen voor technologieën die niet altijd tot volwassenheid zijn gekomen en waarvan de duurzaamheid op lange termijn niet is gegarandeerd. Lithium-ion batterijen evolueren zeer snel – lithium-metaalbatterijtechnologieën bijvoorbeeld – en we zien zelfs de opkomst van concurrerende lithiumvrije technologieën – zoals natrium-ion bijvoorbeeld.

Om al deze redenen moeten de milieu-, economische en sociale effecten van de productie en recycling van batterijen voor elektrische voertuigen en hun materialen verder worden bestudeerd. De wetgevende druk en burgers moeten blijven streven naar transparantie in productieprocessen om de kwantificering van effecten mogelijk te maken en manieren te vinden om deze te verminderen. De volgende Europese onderzoeksprogramma’s worden in die richting gepositioneerd door de milieudimensie mee te nemen in de ontwikkeling van nieuwe batterijen .

We moeten echter niet alles verwachten van een potentieel wonderbaarlijke batterijtechnologie die schoon, efficiënt en goedkoop is – wat waarschijnlijk een utopie is. Het is belangrijk om de race te vertragen om de grootte van de batterijen van elektrische voertuigen te vergroten – en daarom het vermogen, de massa en het bereik van de voertuigen zelf te beperken.

Dit vereist een heroverweging van de organisatie van onze mobiliteit – weg van “alle auto’s” – in plaats van te proberen de ene technologie (de warmtemotor) te vervangen door een andere (de elektromotor).

SDB is al meer dan 10 jaar vrij, eerlijk en onafhankelijk. Geen miljardair bezit ons, geen adverteerders controleren ons. Wij zijn een door lezers ondersteunde non-profitorganisatie. In tegenstelling tot veel andere publicaties, houden we onze inhoud gratis voor lezers, ongeacht waar ze wonen of het zich kunnen veroorloven om te betalen.

We hebben geen paywalls en alles blijft gratis zonder censuur. In het post-truth-tijdperk van nepnieuws, echokamers en filterbubbels publiceren we meerdere perspectieven van over de hele wereld.

Iedereen kan bij ons publiceren, maar iedereen doorloopt een rigoureus redactioneel proces. U krijgt dus op feiten gecontroleerde, goed gemotiveerde inhoud in plaats van ruis.

Dit is niet goedkoop. Servers, redacteuren fees en web ontwikkelaars kosten geld. Overweeg alstublieft om ons te steunen als donateur of ondersteunend lid, ook wij hebben onze inkomsten zien dalen in deze heftige tijden daarom, KLIK HIER voor IBAN of via PayPal hieronder!, hartelijke dank en veel leesplezier.

Steun SDB via PayPal veilig en simpel.