Recyklace baterií z elektromobilů – jaká je aktuální situace?

Je to již více než měsíc od dlouho očekávané prezentace Tesla Battery Day, kterou lze jednoznačně označit jako za jednu z nejdůležitějších v historii Tesly. Automobilka na ní představila vlastní bateriový článek a kompletně přepracovaný proces výroby, od čehož si slibuje možnost vyrábět baterie o celkové kapacitě tisíců gigawatthodin ročně. Taková kapacita Tesle umožní dále růst a navyšovat svou výrobu bez obav, že by se někdy musela omezovat kvůli nedostatku baterií, jako se tomu už v minulosti několikrát stalo. V dnešním článku se ale budeme věnovat druhé straně mince, a to recyklaci baterií. To je problém, který ještě není tak vážný, jelikož poměrně málo baterií se zatím vrací zpět k výrobci. S rostoucím počtem elektromobilů a jejich postupným stárnutím ovšem toto číslo bude narůstat a recyklace se stane klíčovou složkou v životním cyklu elektromobilu.

Základní myšlenkou recyklace baterií je extrahování surovin potřebných k jejich výrobě a jejich následné použití při produkci nových baterií. Jde o podobný princip jako v případě plastů, kde je nejčastějším produktem recyklace tzv. regranulát, jenž se pak využívá jako základní surovina k výrobě nových plastů. Na rozdíl od zmiňované recyklace plastů může ale být recyklace Li-Ion baterií poměrně riziková, jelikož při procesu může dojít například ke vznícení baterie, je proto třeba přijmout potřebná opatření. Tesla momentálně pro své elektromobily využívá hlavně NCA baterie, které obsahují lithium, nikl, kobalt a měď, zatímco ve vlastních bateriích představených na Battery Day pak má být katoda složená z křemíku a anoda buď z niklu, nebo železa a nebo z kombinace niklu a manganu – záleží, pro jaké účely baterie budou. Kromě těchto základních surovin pak je třeba i recyklace organických materiálů či plastů.

Bateriový článek typu 2170, který pro Teslu vyrábí Panasonic (Foto: Electrek)

Z hlediska bezpečnosti při recyklaci baterií je potřeba je prvně vybít, o což se obvykle starají takzvané vybíjecí stanice, jež mají za úkol baterie vybít na nulové napětí. Zajímavý je v tomto případě postup německé firmy Duesenfeld, která využívá zbytkovou energii z baterií právě pro napájení vybíjecích stanic. Poté dochází k rozebrání baterií a odebrání veškerých užitečných částí, jako je kabeláž či chladicí systém. Následně přichází na řadu získávání jednotlivých materiálů z baterie. Toho se docílí rozdrcením baterie v prostředí s inertními plyny, které nepodléhají chemickým reakcím, a následně dojde pomocí vakuové destilace k získání rozpouštědla z elektrolytu. Z rozdrcené baterie se poté vybírají jednotlivé materiály s využitím základních vlastností, jako jsou hustota a elektrické či magnetické vlastnosti. Základní metody dokáží z baterie extrahovat železo, měď či hliník, některé pokročilé pak též kobalt, lithium, nikl, hořčík či grafit. Úspěšnost extrahování materiálů se liší dle firem a postupů, například Duesenfeld tvrdí, že dokáže z baterie získat zpět 72 % materiálů s potenciálním navýšením až na 90 %.

Pojďme se ale teď více věnovat Tesle a tomu, jak tato americká automobilka přistupuje k recyklaci svých baterií. Ta zatím tolik baterií k recyklaci nemá, jelikož se její vozy ve větším množství prodávají teprve 8 let, většina tak ještě nedosáhla své maximální živostnosti. Menší množství baterií se samozřejmě Tesle vrací zpět, jde především o ty z taxi vozů, na jejich recyklaci pak primárně spolupracuje s externími firmami. Tesla také momentálně nechává recyklovat a do výroby znovu zařazovat pouze hodnotné části baterie, v budoucnu ovšem plánuje podíl recyklovaných materiálů navýšit. Zatím tak dochází ke znovupoužívání pouze u kovů, plasty či organické materiály Tesla nerecykluje.

V roce 2019 automobilka konkrétně dle statistik k recyklaci poslala 1000 tun niklu, 320 tun mědi a 110 tun kobaltu. Zároveň ale v Giga Nevada vyvíjí vlastní recyklační systém, který bude schopen zpracovávat jak vadné baterie z výroby, tak i ty staré za svým životním cyklem. V dlouhodobém výhledu Tesla počítá, že by recyklace měla přinést významné snížení nákladů na výrobu baterií, jelikož cena získávání materiálů ze starých baterií bude nižší než těžba nových materiálů a jejich následná přeprava.

Koloběh recyklace baterií (Zdroj: Tesla)

Další otázkou je samozřejmě vliv recyklace na uhlíkovou stopu. Panují oprávněné obavy, že kdyby byl recyklační proces až moc náročný, pak by nakonec mohl být kontraproduktivní a škodlivější životnímu prostředí než těžba nových materiálů nebo třeba využívání automobilů se spalovacím motorem. Na tuto otázku bohužel zatím nejde úplně přesně odpovědět, jelikož veškerá recyklace momentálně probíhá v menším a ne tak efektivním množství, v jakém jí lze očekávat například za deset let. Podle serveru Ars Technica každopádně dnešní nové baterie typu LFP využívané v elektrických a hybridních autobusech jsou ekologicky přívětivější než staré recyklované, pro osobní vozy to už ale není pravidlem.

Velikou roli samozřejmě hraje typ baterie, stejně tak jako způsob a efektivita recyklace. O neefektivitě recyklací baterií typu LFP (Tesla je využívá v některých v Číně vyrobených Modelech 3, které jsou nově dovážěny také do Evropy) jsme si již řekli v předchozím odstavci, u baterií typu NCA (vyráběné pro Teslu Panasonicem) a NMC (mají je některé čínské Modely 3) už ovšem některé typy recyklace dokáží být ekologicky výhodnější než těžba nových materiálů. Data je ovšem nutno brát trochu s rezervou, jelikož každý výrobce dělá své baterie trochu jinak a nejde je tak úplně lehce zobecňovat. Výsledky ekologické náročnosti recyklace si můžete prohlédnout v následujícím grafu.

Ekologická stopa recyklace různých typů baterií (Zdroj: Nature Sustainability)

Závěrem se ještě podívejme na zajímavý startup Redwood Materials zabývající se vývojem pokročilých metod recyklace. Ten založil JB Straubel, bývalý spoluzakladatel a technický ředitel Tesly, jenž po boku Elona Muska strávil v americké automobilce 15 let. Z pozice sám odešel před více než rokem, kdy se oficiálně přesunul do role poradce, na fungování Tesly se ale podílí stále méně a naopak více času věnuje své vlastní firmě, kterou založil v roce 2017.

Přestože k sobě mají Straubel a Musk hodně blízko, tak firmy spolu zatím nijak oficiálně nespolupracují, přestože se v minulosti objevovaly spekulace, že by se Redwood Materials měla nějak podílet na vývoji vlastních baterií Tesly. Straubelova firma se sice podílí na recyklaci materiálu z Giga Nevada, nedělá tak ale ve spolupráci s Teslou, nýbrž s Panasonicem. Ten začal se Straubelovou firmou spolupracovat minulý rok na recyklaci 180 kg zbytkového materiálu z výroby baterií a momentálně Redwood Materials zajišťuje recyklaci až 2 tun, což je veškerý zbytkový materiál z části továrny patřící Panasonicu. Do Redwood Materials zainvestoval také Amazon, pro který by firma měla recyklovat baterie z jejich elektrických dodávek vyráběných Rivianem a také z dalších produktů nabízených Amazonem.




Mohlo by se vám líbit...

Odebírat komentáře
Nastavit upozorňování na
guest
36 Komentáře
nejstarší
nejnovější nejlepší
Inline Feedbacks
Zobrazit všechny komentáře