Kunsten at genanvende: Elbilbatterier
Litium-ion-batterier er de bedste energikilder til elbiler og anden bærbar elektronik. Og samtidig med at vores brug af batteridreven elektronik stiger, gør spørgsmålet om genanvendelse af dem også. Det handler ikke kun om at genbruge materialer og komponenter. Forskellige metoder og personer er involveret i processen. Den er kompleks, interessant og vigtig. Det er med andre ord en kunstform. Og som med al anden kunst skal det undersøges.
Processen bag genanvendelse af litium-ion-batterier er allerede ret avanceret og holder et generelt set højt niveau på globalt plan. Eftersom EU's forordninger om genanvendelse er de strengeste, har Polestar brugt dem som basis. Når vi designer vores batterier omkring disse forordninger, forventes det, at alle lande overholder de samme standarder, uanset lokale regler.
Lovgivningen omkring brugte batterier er p.t. i høring i EU. Nye forordninger vil munde ud i et strengere batteridirektiv, der sikrer, at batterier – på det europæiske marked – er bæredygtige og sikre gennem hele deres livscyklus. Disse forordninger forventes at træde i kraft i 2023.
Det vil lægge et tiltrængt pres på batterifabrikanter, -producenter, -importører og -distributører, såvel som forbrugerne og genanvendelsesvirksomhederne. Fokus ligger på sporbarhed og gennemsigtighed målrettet mod de begrænsende Battery Management Systems – systemer, der skal beskytte batteriet fra at blive brugt ud over dets sikkerhedsmargin. Det vil også lægge endnu mere pres på effektiviteten af genanvendelsesteknikker, materialegenvinding, samt opsamling og brug af genanvendte materialer.
Det er ikke kun EU, der overvejer nye politikker inden for genanvendelse af batterier. Kinas Ministerium for Industri har udgivet vejledninger for genanvendelsesfaciliteter til elbilbatterier. De blev udgivet første gang i 2018 og indeholdt retningslinjer for producentansvar – altså bilproducenterne – og en platform for styring af sporbarhed. I 2021 blev der indført yderligere politikker, herunder en femårsplan med fokus på livscyklus for elektrisk transport og cirkularitet, genbrug af batterier, styring af sporbarhed gennem hele livscyklussen, samt øget støtte til genanvendelsesnetværk, sporbarhed og genanvendelsesteknologi.
I Nordamerika er de føderale, statslige og lokale regeringer ansvarlige for bortskaffelse og genanvendelse af litium-ion-batterier. Og selvom regler for batteristyring bliver mere og mere almindelige, findes der ikke specifikke politikker, der foreskriver genanvendelse af litium-ion-batterier. Det betyder, at det er op til den enkelte stat eller lokale myndighed at indføre deres egne retningslinjer for bortskaffelse af batterier.
Før man overhovedet kan genanvende batterierne, skal de først fjernes fra køretøjerne. Når de er fjernet, skal batterierne aflades helt og gøres sikre at håndtere. Afladningen kan ske på forskellige måder, f.eks. ved termisk forbehandling, saltvandsbade, og kontrolleret afladning gennem eksterne kredsløb. Når man aflader et batteri, trækker man den sidste elektricitet ud af batteriet og over i elnettet eller ud til brug i selve fabrikken. Intet går til spilde.
Efter afladning af batteriet kommer adskillelsesdelen af genanvendelsesprocessen. Dette sker manuelt. Det er i denne fase, at de forskellige komponenter omkring batteriet, såsom kabler, forbindelser, kølesystemer og alt det andet, bliver fjernet for at blotlægge battericellerne. Når de er blevet blotlagt, gennemgår de en mekanisk forbehandling, der makulerer batteriet ad flere omgange. Makuleringen efterlader en pulveragtig blanding, der derefter sigtes for at skabe en såkaldt sort masse. Den sorte masse indeholder mineraler som kobolt, litium, mangan og nikkel, som kan bruges i fremtidige batterier, når det er blevet kemisk behandlet.
Ved mineraludvinding gennem pyrometallurgi anbringes hele batteriet – eller et adskilt batteri – i en ovn på 1000 °C for at generere legeringer, metalsulfater og slagger, som kan efterbehandles. En anden teknik, der ofte bliver brugt til mineraludvinding er termisk behandling. Her bliver batteriet varmet op til 100-500 °C, hvilket resulterer i et meget lille tab af materiale og en øget udvinding af nikkel, kobolt og mangan. Denne metode kan bruges både før og efter den mekaniske forbehandling. Til slut er der hydrometallurgi som ofte bruges som den sidste proces. Gennem denne metode kan man udvinde rene stoffer ved at tilføje opløsningsmidler, såsom forskellige syrer.
Visse firmaer står kun for den indledende makulering eller afelektrificering. Andre står primært for pyrometallurgi, termisk behandling og hydrometallurgi. Derfor er der så mange forskellige firmaer involveret i genanvendelsescyklussen.
Mange genanvendelsesselskaber er i øjeblikket i gang med at undersøge og investere i en kombination af termisk og mekanisk behandling, eftersom dette efter sigende skulle være det næste store gennembrud inden for genanvendelse af batterier. Disse nye batteriregler vil muligvis også blive grundlaget for et dokument, der gør processen for genanvendelse af batterier mere gennemsigtig: et batteripas. Passet vil som udgangspunkt gøre det muligt for indsamlings- og genanvendelsesselskaber at se et batteris præcise parametre. Det er en digital repræsentation af batteriets levetid, der omfatter information om dets mineraler og deres udvindingssted, hvor batteriet blev fremstiller, og hvordan det til sidst skal genanvendes.
På grund af elbilbatteriernes lange levetid og elbilmarkedets relative unge levetid er affaldsstrømmen fra forbrugerelektronik en vigtig kilde til batterigenanvendelse. I øjeblikket er det kun en lille del af den årlige mængde elektronikaffald, der bliver opsamlet og genanvendt korrekt. Batterierne i disse enheder indeholder de samme mineraler som elbilbatterierne. Genanvendelse af batterierne fra gammel elektronik ville ikke kun være godt for miljøet. Det ville også frigive mange nødvendige mineraler til produktion af fremtidens batterier.
Som enkeltindivid kan man være med til at skabe fremtidens batterier ved at sende de gamle til genanvendelse. Og som industri skal vi gøre alt i vores magt for at gøre renovationsprocessen så bæredygtig og effektiv som muligt.
Genanvendelse af batterier er bestemt en kunst. En kunst vi alle kan nyde.
