Přestože se uznává, že elektrická vozidla snižují emise uhlíku – zejména pokud jsou poháněna obnovitelnými zdroji energie – stále se setkáváme s mnoha otázkami o životnosti baterií elektrických automobilů a o tom, zda neskončí na skládce, což potenciálně ohrozí ekologický kredit elektromobilů. Zde na tyto obavy odpovídáme.
Elektromobily (EV) už nejsou budoucností, jsou přítomností.
Přechod na elektrická vozidla byl urychlen na obou stranách Atlantiku, se zákazem prodeje nových benzinových a naftových automobilů ve Spojeném království do roku 2030 1 a stanoveným cílem, aby polovina všech prodejů nových vozidel v USA byla elektrická. do roku 2030 2.
‘úzkost z dosahu’ byla uznána jako problém pro potenciální řidiče EV, přičemž 950 milionů GBP (1.16 miliardy USD) z vládního financování Spojeného království je nyní vyčleněno na rychlé nabíjení na čerpacích stanicích a 1.3 miliardy GBP (1.59 miliardy USD) na infrastrukturu nabíjení elektromobilů, včetně domácností a ulic.
Podobně USA prohlásily, že do roku 500,000 bude na celostátní úrovni 2030 5 nabíjecích stanic pro elektromobily. Bílý dům představil plán distribuce 4,091,000,000 miliard dolarů (3 XNUMX XNUMX XNUMX liber) státům po celé zemi XNUMX , což by mělo pomoci odstranit obavy z dojezdu mezi řidiči.
Zbývá tedy jeden problém pro potenciální kupce elektromobilů – co se stane s bateriemi elektromobilů na konci jejich životnosti?
Jak fungují baterie pro elektromobily?
Zatímco spalovací motory získávají energii ze spalování benzínu nebo nafty, an elektrické vozidlo je napájen přímo z velké sady baterií. Tyto EV baterie jsou na rozdíl od těžkých olověných baterií v konvenčních autech se spalovacím motorem.
Baterie EV jsou mnohem blíže k bateriím ve vašem mobilním telefonu nebo notebooku, ale jsou spolehlivější a mají výrazně delší životnost. Baterie EV používají sadu skládající se z více než 2,000 XNUMX jednotlivých lithium-iontových článků, které spolupracují. V bateriích není žádné lithium, pouze ionty – atomy nebo molekuly s elektrickým nábojem.
Když se auto dobíjí, elektřina se používá k chemickým změnám uvnitř jeho baterií. Když je v provozu, baterie se používají k vybíjení energie.
Systém řízení teploty baterie elektromobilu – neboli BTMS – umožňuje rychlé nabití článků lithiové baterie na přibližně 80 %, po kterém se změní na udržovací nabíjení. BTMS zajišťuje udržení baterie v optimálních tepelných limitech, a proto lithiové baterie vydrží tak dlouho, jak dlouho vydrží.
Jak dlouho vydrží baterie elektromobilů?
Stovky nabitých článků uvnitř baterie EV znamenají, že se očekává, že každá baterie si zachová svou nabíjecí a vybíjecí kapacitu od 100,000 200,000 do 100,000 XNUMX mil. Výrobci jsou si tak jisti používáním baterie na silnici, že většina elektromobilů přichází s prodlouženou zárukou na osm let nebo XNUMX XNUMX mil.
Dnes má většina baterií elektromobilů životnost 15 až 20 let v autě – a ještě druhou životnost.
Za zmínku také stojí, že technologie baterií pro elektromobily se stále vyvíjí, takže s vývojem technologií očekáváme, že se životnost baterií prodlouží – a také budou levnější, menší a ještě lehčí.
Co se stane s bateriemi EV, když už nepohánějí auta spolehlivě a rychle?
Jakmile baterie EV začne ztrácet svou kapacitu pro napájení vozidla na delší vzdálenost, stále má použitelnou životnost. Když výkon baterie elektromobilu klesne na 70 % nebo méně, začne fungovat její „druhý život“.
Ve funkční baterii je stále zbytková životnost, takže ji můžete zavěsit ve vaší garáži nebo ve skříni pod schody jako statický systém pro ukládání energie z baterie, pokud máte energie z obnovitelných zdrojů zdroj jako solární panely .
Tato užitečnost baterie pro elektromobily v druhé fázi, ve spojení s obnovitelnými zdroji energie, znamená, že lidé mohou ušetřit na účtech a zvýšit spotřebu energie. čistou energii .
Zelený cyklus pro baterie EV?
Kromě skladování energie u vás doma nebo na pracovišti, ve větším měřítku EV baterií lze použít k napájení výrobních závodů a ulic. Ve ctnostném energetickém cyklu by nakonec továrny, které vyrábějí baterie, mohly být napájeny pomocí repasovaných baterií.
Výrobci elektrických vozidel vynakládají velké investice, aby dali autobateriím nový život ve velkém bateriové úložné systémy .
Toyota bude instalovat baterie pro ex-EV mimo obchody v Japonsku . Baterie budou sloužit k ukládání energie vyrobené ze solárních panelů. Uložená energie pak bude využita k podpoře výkonu ledniček na nápoje, ohřívačů potravin a pultů s čerstvým jídlem uvnitř obchodů.
Renault také oznámil, že baterie EV z Renault Zoe EV budou přepracovány k výrobě energie Powervault – domácí akumulátorový systém ukládání energie. A Nissan spustil XStorage, využívající autobaterie Nissan Leaf jako úložné systémy pro domácnosti a firmy.
Budou baterie elektromobilů na konci své životnosti recyklovány?
Ano, když baterie EV dosáhnou konce své životnosti, budou recyklovány. Když v USA vyprší typická 8 až 10letá záruka na baterie, může většina poskytovatelů elektromobilů znovu použít baterie podruhé nebo potřetí. Jak elektromobily zaujímají pole position na našich silnicích – snižuje se skleníkový plyn emise a hlukové znečištění ve srovnání s automobily poháněnými fosilními palivy – závod o nalezení stále lepších metod recyklace, které by umožnily využít jejich plný zelený potenciál.
Trh s aktivní recyklací baterií je v plenkách, protože autobaterie jsou tak spolehlivé a mají dlouhou životnost. Můžeme však očekávat obrovský nárůst recyklačních technologií, protože není ani ekonomicky, ani ekologicky smysluplné, aby baterie EV byly ukládány na skládku.
Současné metody tavení a louhování budou v nadcházejících letech zdokonaleny, stejně jako návrhy baterií pro optimalizaci procesu separace a recyklace baterií na konci životnosti. Ve Spojeném království zahájil Úřad pro vozidla s nulovými emisemi (OZEV) a Soutěž o 7 milionů liber (8.5 milionu dolarů). pro řešení ve vozidlech, která řeší problémy spojené s přechodem na vozidla s nulovými emisemi, včetně zlepšení udržitelnosti.
Bývalý technický ředitel Tesly J. B. Straubel zahájil Materiály sekvoje , jeden z davu nových start-upů, kteří se snaží vyřešit problém, který dosud neexistuje; jak recyklovat baterie elektromobilů, které už budou za sebou.
řekl Straubel Kabelové : “Se všemi těmito bateriemi v oběhu se zdá naprosto zřejmé, že nakonec vybudujeme ekosystém obnovy.”
Zdroje
To se stane, když baterie vašeho elektromobilu dosáhne konce své životnosti.
John Voelcker Publikováno: 10. června 2023
EZEQUIEL BECERRA | Getty Images
Je to jedna z mnoha obav, které o elektrických vozidlech slyšíte: Co se stane s bateriemi elektromobilů, když se vyčerpají? Některé druhy malých baterií bychom neměli vyhazovat do koše, takže co se stane s těmi, které váží stovky liber? Končí jen na skládkách?
Podobné příběhy
K zodpovězení této otázky se můžeme jednoduše podívat na precedens likvidace menších vysokonapěťových bateriových sad, jako jsou ty, které se používají v Toyotě Prius a Honda Insight. Na konci svého života tyto smečky neskončí na skládkách.
Jsou EV baterie recyklovatelné?
Místo vyhazování baterií do odpadu je auto recyklační podniky (podniky dříve známé jako vrakoviště) posílají do specializovaných firem, které je rozeberou a rozloží na různé materiály: dráty, obvody, plasty, skutečné články. Články a obvody jsou rozdrceny, aby se oddělily a vyčistily různé kovy v nich, včetně niklu a lithia.
Prodejci také zodpovědně nakládají s použitými hybridními bateriemi a spoléhají na sběrné programy vytvořené výrobci automobilů, kteří tyto baterie zasílají stejným recyklátorům, aby podstoupili stejné postupy demontáže. Program Toyoty je pravděpodobně nejpozoruhodnější, vzhledem k tomu, že automobilka prodala většinu hybridních vozidel v USA.
Recyklace baterií elektrických automobilů
Zatímco baterie EV obsahují 20 až 100krát více energie než baterie používané hybridy, recyklují se v podstatě stejným způsobem jako ty menší. Balíčky se zasílají do zařízení, které se specializuje na demontáž baterií a recyklaci jejich součástí. Některé části jsou snadné: ocelový, měděný a hliníkový šrot obvykle jdou do celostátního toku recyklace kovů. Plasty nemusí být recyklovatelné, ale tvoří malou část celkového obsahu baterie EV.
Proud kritických materiálů
Jsou to samotné buňky, které drží největší kouzlo. Jsou nejdražší součástí kompletní baterie, když jsou nové, a cenou je jejich lithium, kobalt, mangan, nikl a v menší míře hliník. Buňky se rozemílají, vzniklý proud se různými způsoby čistí a na konci procesu je čistá dodávka požadovaných kovů.
obrazová aliance | Getty Images
Recyklace zboží je velkým byznysem v mnoha průmyslových odvětvích a automobilový průmysl není výjimkou, přičemž kovy, jako je ocel a hliník – které tvoří velkou část karoserie automobilu – se obvykle recyklují na konci životnosti vozidla. Elektromobily jsou však charakteristické díky kovu z baterie.
V roce 2017 založil technologický podnikatel ze Silicon Valley s rozsáhlými zkušenostmi v oblasti automobilových startupů svou vlastní společnost, aby rozšířil sběr a recyklaci baterií. JB Straubel, jeden z prvních zaměstnanců Tesly (a také bývalý technologický ředitel automobilky), získal stovky milionů dolarů rizikového kapitálu, když oznámil spuštění startu pro recyklaci baterií a zásobování. Redwood Materials nyní sídlí v Carson City v Nevadě, nedaleko od Tesly na výrobu baterií v oblasti Reno. Straubelovo rozhodnutí zaměřit se na dodávky bateriových minerálů podnítilo investiční závody a v různých částech průmyslu recyklace baterií se objevilo více než tucet startupů nebo korporátních subjektů financovaných rizikovými podniky.
V současné době je největší výzvou společnosti Redwood získat dostatečný počet baterií pro elektromobily k recyklaci. Společnost vytvořila programy s obchodními skupinami a výrobci automobilů, včetně Fordu a Volkswagenu, s cílem zvýšit dodávky použitých článků do mlýnků a čističek. Americké ministerstvo energetiky dokonce poskytlo společnosti Redwood půjčku ve výši 2 miliard dolarů na výstavbu své továrny v Nevadě.
Existuje druhý život pro použité baterie EV?
Předpokládá se, že baterie EV je na konci své životnosti, když nemá více než 70 až 75 procent své původní kapacity. Dosažení této značky může trvat 10 a více let. I když je jedna čtvrtina nebo více špičkové kapacity pryč, stárnoucí baterie stále nabízejí dostatek úložiště energie – 20 až 90 kilowatthodin nebo až tři dny elektřiny pro průměrný americký domov. Dlouho se předpokládalo, že robustní odvětví „druhého použití“ by mohlo začít nakupovat a znovu používat použité obaly a prodloužit jejich životnost o dalších 10 let nebo více.
Bloomberg Creative | Getty Images
To se však nestalo v žádném měřítku. Jistě, automobilky instalovaly první demonstrační projekty a některé instalace pro ukládání energie jsou nyní v provozu v různých zemích, ale potenciální zákazníci pro ukládání energie na místě do značné míry i nadále dávají přednost čerstvým novým článkům před pestrou řadou použitých EV sad s neznámým využitím a povinností. cyklů (v podstatě opotřebení jízdy).
Výzva opětovného použití je obzvláště obtížná, protože nové články jsou nyní dramaticky levnější, a to do té míry, že již není jasné, že existuje obchodní model nákupu, přepravy, přepracování a dalšího prodeje použitých článků ze starších bateriových sad.
Budoucnost recyklace baterií EV
To, co pravděpodobně zajistí, že použité baterie nebudou jen tak odhozeny do země, jsou cenné kovy uvnitř: lithium, nikl, kobalt, mangan, hliník. Poptávka po bateriích ve dvacátých a třicátých letech prudce poroste, protože největší automobilové trhy světa – Čína, Severní Amerika, Evropa – budou pokračovat v přechodu na elektrická vozidla. A vytvoření nové těžby trvá dlouho, zejména v zemích s ekologickými zárukami.
MANDEL NGAN | Getty Images
Na rozdíl od kapalných uhlovodíků, jejichž energetický obsah zmizí poté, co se spálí jako benzin, atom kobaltu je atom kobaltu bez ohledu na to, v kolika bateriích byl. Baterie elektromobilů na konci životnosti tedy nabízejí budoucí zdroj těchto cenné kovy, již vytěžené ze země a úhledně zabalené v krabici.
Jistě, baterie a její články a moduly musí být odděleny a rozemlety, nemluvě o tom, že se jejich užitečné kovy oddělí od plastového odpadu, ale zde recyklované kovy baterií mají nyní velkou výhodu, kterou nově vytěžený kobalt nebo nikl nemusí: ‘se již nachází v Severní Americe. Zákon o snižování inflace podepsaný prezidentem Bidenem zahrnuje obrovské dotace na výrobu baterií v USA do 2030. let XNUMX. století.
Podobné příběhy
Pobídky k nákupu elektrických vozidel podle zákona o snižování inflace se vztahují pouze na vozidla, jejichž baterie pocházejí ze seznamu zemí, které nezahrnují Čínu, která je dnes zdrojem většiny kovů z baterií elektromobilů na světě. Ale zatímco kovy baterie EV mohly pocházet z Číny, když byly poprvé těženy, jakmile americký recyklátor oddělí články zpět na jejich dílčí kovy, je nyní toto „nové“ lithium nebo nikl považováno za z USA.
Nedělejte si tedy starosti s likvidací baterie vašeho elektromobilu na konci jeho životnosti. Je pravděpodobné, že bude pečlivě shromážděna a rozložena na jednotlivé součásti, v tomto okamžiku budou její základní součásti přeměněny zpět na další baterie – možná pro váš další elektromobil.
Upravil John Voelcker Zprávy o zelených autech po dobu devíti let, kdy publikoval více než 12,000 XNUMX článků o hybridech, elektromobilech a dalších vozidlech s nízkými a nulovými emisemi a energetickém ekosystému kolem nich. Nyní pokrývá pokročilé automobilové technologie a energetickou politiku jako reportér a analytik. Jeho práce se objevily v tisku, online a rádiích, včetně Wired, Popular Science, Tech Review, IEEE Spectruma „Všechno zvažováno“ od NPR. Svůj čas dělí mezi Catskill Mountains a New York City a stále má naději, že se jednoho dne stane mezinárodním záhadným mužem.
