Как утилизируют аккумуляторы тесла
К дискуссии подтолкнула сгоревшая в начале октября 2019 года на севере Тироля Tesla. К счастью, владельца удалось вытащить из горящего автомобиля.
Затем пожарные потушили машину и поместили обломки в специальный контейнер с водой, где автомобиль пролежал три дня, пока окончательно не остыл. А потом невезучий автовладелец сбился с ног в поисках компании, которая согласилась бы утилизировать его электрокар. Выяснилось, что у предполагаемого партнера Tesla лицензии на осуществление утилизации нет. Представители местных компаний по утилизации автомобилей также заявили, что им неизвестен состав батареи, и они за это не возьмутся — слишком опасно.
Тогда из Теслы прислали специалиста, который занялся этим вопросом. Он определил, что автомобиль повторно не загорится, и нашел региональную специализированную компанию, которая обладает необходимым ноу-хау и сможет сохранить части автомобиля для исследований и разработок.
Несмотря на то, что случай в Австрии оказался в конечном счете ложной тревогой, он поднял проблему — выяснилось, что утилизация автомобильных батарей не так проста и безопасна. Эксперты отмечают, что компании по утилизации отходов обучены только обращению с почти не поврежденными батареями, которые можно использовать для других нужд, например, в качестве накопителей энергии. Что делать с испорченными, никто не знает. Кроме того, существует много правовых неясностей. Среди прочего, возникает вопрос о правильной утилизации воды в контейнере после затопления останков электрокара, а также возможной транспортировке подлежащего уничтожению ТС за границу.
Та же проблема с литиевыми батареями возникает при утилизации бытовых предметов, таких как сотовые телефоны, электрические зубные щетки, велосипеды/самокаты и так далее. Специалисты по обращению с отходами настоятельно рекомендуют не выбрасывать их вместе с бытовыми отходами и предупреждают об опасности такого шага. Известно, что неправильно утилизированные батареи регулярно вызывают пожары во дворах компаний по переработке.
Должна ли утилизация поврежденных электромобилей регулироваться законом? Да, этот случай доказывает такую необходимость. Проблемы, которые возникают после аварий, показывают, что электронная мобильность также создает новые проблемы для пожарных команд, служб буксировки и компаний по переработке отходов. Производителей электромобилей нужно, несмотря на конкуренцию, заставить раскрывать состав аккумуляторов и создавать эффективно работающую сеть по утилизации останков транспортных средств.
Рециклинг - это когда отработавший свой срок аккумулятор в батареи электромобиля проходит тестирование, и в зависимости от результата этот элемент либо отправляется на продолжение работы в системах накопления энергии, ещё на несколько лет, либо, если он механически повреждён, либо полностью исчерпал свой ресурс, отправляется на разукомплектовку и переработку. На стадии переработки аккумуляторный элемент будет сепарирован на составляющие, из которого он создан, и полученное в этом процессе сырьё вновь направляется на завод, где из него снова создадут новый аккумулятор. При таком процессе будущим археологам точно ничего не достанется для изучения, и это здорово на самом деле.
Redwood Materials займётся переработкой аккумуляторов Tesla и Nissan LEAF
Надо понимать, что переработка литиевых аккумуляторов это не только экологически ответственное занятие, это также в ближайшем будущем станет высокодоходным бизнесом. Мир настроен на то, чтобы электрифицировать все виды транспорта. Каждый крупный автопроизводитель идёт по этому пути, и правила, касающиеся двигателей внутреннего сгорания и выбросов углекислого газа автомобилей, продолжают ужесточаться. К середине текущего десятилетия объёмы производства электромобилей, и других видов электрического транспорта, будут оцениваться в десятки миллионов в год . Сюда же следует добавить производство накопителей энергии, от домашних до промышленных. А это значит, что примерно через 10 - 15 лет вопрос переработки аккумуляторных элементов встанет со всей серьёзностью. И как мы видим, ответственные и дальновидные инженеры, вынужденные стать бизнесменами, уже сегодня создают фундамент для решения этой задачи .
Многие справедливо обеспокоены вопросом переработки литиевых аккумуляторов электромобилей и систем накопления энергии. Но хочется задать вопрос. А что лично вы сделали для того чтобы наша земля не загрязнялась этими аккумуляторами? Куда вы дели литиевые аккумуляторы от ваших старых сотовых телефонов, шуруповёртов, и прочей бытовой техники? И прежде чем задавать подобные вопросы относительно Tesla, посмотрите в зеркало, и задайте себе соответствующий вопрос. Задайте его управляющей компании, обслуживающий ваш дом, задайте его вашему депутату, главе муниципалитета или города.
К большому сожалению некоторые у нас приняли за переработку мусора его банальное сжигание, что не просто экономически не эффективно, но и экологически вредно. Нам в России нужны современные большие предприятия по глубокой переработки всех видов мусора, в том числе и литиевых батарей. Не сжигать на МСЗ, или захоранивать на полигонах, а именно перерабатывать, извлекая сырьё. Сейчас лучшие западные технологии позволяют извлекать, сохранять и направлять в повторное производство до 95% сырья от изначального объёма, направленного на переработку. Это экологически ответственно, это создаёт новые рабочие места, это экономически выгодно.
Можете подписаться и на наш Телеграм-канал , чтобы не пропустить новые материалы, и делиться ссылками на них со своими друзьями в новом мессенджерах . Оставляйте комментарии, ставьте лайки, делайте репосты.
На сегодняшний день электрические автомобили принято считать самым экологически чистым видом транспорта. Впрочем, это неудивительно, электромобили не оказывают прямого вредного воздействия на окружающую среду, поскольку у них абсолютно нулевая эмиссия. На самом деле, эта «экологичность» несколько условна, ведь мы не учитываем тот факт, что, к сожалению, в большинстве своем электромобили заряжаются электричеством, сгенерированным электростанциями, которые работают на ископаемых видах топлива. По крайней мере, пока. Это так называемый аргумент «длиной выхлопной трубы».
Другим фактором, некоторым образом уравновешивающим доводы «за» и «против» широкого внедрения электромобилей, является вопрос об используемых на них батареях. Или более конкретно, сколько энергии уходит на их производство и что делать с ними после окончания срока эксплуатации. Автопроизводители, строящие инфраструктуру для электромобилей, принимают этот второй фактор во внимание. Недавно стало известно, что «пионер» в области производства электромобилей, концерн Tesla, объявил о запуске программы по переработке батарей по всей Европе, что, по его мнению, поможет уменьшить «углеродный след» своих автомобилей.
Компания планирует перерабатывать свои аккумуляторные блоки, которые прослужили 7 – 10 лет (или около 160 тысяч километров), на специализированном заводе в Умикоре, Бельгия. В результате процесса ультра-термической переработки (UHT) будут получены сплавы кобальта, никеля и других металлов, которые могут быть использованы повторно. Например, сплав из кобальта может быть очищен до высококачественной литиевой окиси кобальта, которая используется для изготовления новых батарей, что будет способствовать уменьшению вредного воздействия производства на окружающую среду.
Согласно утверждению Tesla, технология по переработке батарей позволит сократить «минимум 70 процентов выбросов углекислого газа, при этом восстанавливая ценные металлы». Побочный продукт технологии в виде шлака, содержащего негашеную известь и литий, будет использоваться в производстве специальных видов бетонов.
Недавно Tesla подтвердила, что разрабатывает «уникальную систему утилизации батарей», которая, по мнению компании, приведет к «значительной экономии» в долгосрочной перспективе.
На днях Tesla выпустила новый «отчет о воздействии», чтобы посмотреть, как ее продукты и действия влияют на окружающую среду.
В одном из разделов Tesla уделила внимание идее утилизации батарей:
«Распространенный вопрос, который мы слышим: «Что происходит с автомобильными аккумуляторными батареями Tesla, когда они достигают конца срока службы?». Важное различие между ископаемым топливом и литий-ионными аккумуляторами как источником энергии заключается в том, что ископаемое топливо извлекается и используется один раз, а материалы в литий-ионной батарее пригодны для вторичной переработки. Когда нефть выкачивается из земли, химически очищается и затем сжигается, она выделяет вредные выбросы в атмосферу, которые не регенерируются для повторного использования. Напротив, материалы для батарей очищаются и помещаются в ячейку, и они по-прежнему остаются в конце своего срока службы, когда они могут быть переработаны для извлечения ценных материалов для повторного использования».
Подход Tesla к утилизации аккумуляторов весьма отличается от большинства других автопроизводителей. Многие автопроизводители, такие как Hyundai, BMW и Renault, объявили о планах использовать старые аккумуляторы в системах накопления энергии вместо того, чтобы утилизировать их для создания новых. Некоторые из них уже делают это, когда к ним возвращаются старые аккумуляторы.
Tesla говорит, что в настоящее время у нее нет значительного количества аккумуляторных батарей с истекшим сроком их службы, но у нее есть несколько батарей, возвращающихся после «R&D, производства, контроля качества и обслуживания», и автопроизводитель будет экспериментировать с переработкой именно этих батарей.
Компания заявляет: «Сегодня мы работаем со сторонними переработчиками по всему миру, чтобы переработать все отходы и отработавшие батареи для извлечения ценных металлов. Наши партнеры по утилизации работают с нами, чтобы гарантировать, что не ценные или невосстанавливаемые материалы из батарей утилизируются со всей ответственностью».
Но это, по-видимому, временное решение, так как Tesla утверждает, что разрабатывает уникальную систему утилизации аккумуляторов в Gigafactory 1 в Неваде.
Тесла написала в отчете о воздействии:
В настоящее время несколько компаний разрабатывают способы извлечения критических минералов из аккумуляторных элементов в процессе переработки.
Американский марганец недавно достиг высокого уровня извлечения из катодного материала литий-ионного аккумулятора на своей пилотной установке по переработке.
Фото Getty Images
Четыре года назад технический директор Teslа Джеффри Брайн Страубел активно занимался повышением объемов производства литий-ионных аккумуляторов на заводе около города Рино, штат Невада. Именно тогда он загорелся идеей создания компании, которая будет специализироваться на переработке отходов, образующихся при производстве батарей. Инженер осознал, что из подобных отходов и другой отработанной электроники можно извлекать металлы, а затем перерабатывать их в пригодные для использования литий, кобальт и графит, чтобы производить новые литий-ионные аккумуляторы.
Страубел понял, что если придумать, как недорого перерабатывать отходы в больших масштабах, то можно было бы действительно изменить мир. С одной стороны, благодаря переработке повысился бы объем пригодных для дальнейшего использования редких и ценных металлов. С другой стороны, можно было бы снизить вред, наносимый окружающей среде в связи с добычей полезных ископаемых, а также не допустить попадания токсичных веществ из старых литий-ионных аккумуляторов на специальные свалки.
В 2020-м Страубел основал компанию Redwood Materials в городе Карсон-Сити. Он позиционировал свой проект как «компанию нового поколения по переработке металлов». На тот момент Страубел все еще работал в компании Tesla, в число основателей которой он входит наряду с Илоном Маском и еще тремя инженерами.
«Повсеместная электрификация набирает обороты, что способствует повышению спроса на литий-ионные аккумуляторы», — рассказывает 45-летний Страубел. «Наша миссия в Tesla заключалась в том, чтобы помочь в ускорении данного процесса и вызвать ажиотаж вокруг электромобилей. Очень приятно наблюдать за этим, однако все происходит даже слишком быстро и опережает возможности цепочки поставок», — добавляет инженер.
В 2020 году компания Tesla продала примерно 500 000 электромобилей, для работы каждого из которых необходимы тысячи литий-ионных аккумуляторов. Ожидается, что в 2021 году объем продаж автомобилей Tesla вырастет на 50%. Спрос на литий-ионные батареи также повышается, так как и гиганты автоиндустрии, вроде General Motors и Volkswagen, и относительно небольшие автопроизводители, типа Lucid и Rivan, активно реализуют планы по наращиванию выпуска машин. В этой связи наблюдается стремительный рост цен на основное сырье для литий-ионных аккумуляторов, в том числе на кобальт (за последние 12 месяцев его стоимость выросла на 69%) и литий (за последние 12 месяцев его стоимость выросла на 127%).
Страубел с удовольствием делится первыми хорошими новостями: спустя всего лишь год работы компания Redwood Materials способна извлекать из отходов и использованной электроники тонны металлов, пригодных для дальнейшей переработки. При этом стоимость этого процесса ниже общей стоимости добычи металлов на месторождениях.
«Большинство людей как будто бы ожидают противоположного. Они считают, что переработка сегодня стоит слишком дорого, но, возможно, станет дешевле в будущем. На самом деле, сегодня переработка металлов конкурентоспособна по цене», — рассказывает Страубел. «Наша цель — добиться того, чтобы переработка стала еще более конкурентоспособной по цене. Затем мы могли бы увеличить объем переработки», — добавляет основатель компании Redwood Materials.
Страубел предпочитает не рассказывать о финансовых показателях Redwood Materials. Тем не менее можно предположить, что доходы его компании составляют около $20 млн. В июле 2020 года проект Страубела привлек $40 млн от интернет-гиганта Amazon, инвестиционного фонда Breakthrough Energy Ventures и компании Capricorn Investment Group из Пало-Альто. Таким образом, по данным портала PitchBook, общий объем внешнего финансирования Redwood Materials составил $48 млн при оценке стоимости компании в $217 млн.
Страубел, скорее всего, инвестировал в развитие проекта несколько миллионов из собственного состояния, которое оценивается в $900 млн. В настоящее время мощности Redwood Materials позволяют компании извлекать из отходов материалы, которых хватит для ежегодного производства 45 000 комплектов литий-ионных аккумуляторов для электромобилей. Если компания действительно будет производить столько батарей за год, ее доходы возрастут примерно до $90 млн. Эта оценка основана на подсчетах агентства Benchmark Mineral Intelligence, согласно которым стоимость переработанных металлов в одном комплекте литий-ионных батарей составляет около $2000.
В число покупателей переработанных металлов от Redwood Materials входят компания Panasonic, которая производит литий-ионные аккумуляторы на заводе Tesla в Неваде, а также компания Envision AESC, специализирующаяся на производстве батарей для электромобилей. Как и Tesla, Envision AESC поставляет Redwood Materials отходы, образующиеся при производстве литий-ионных аккумуляторов.
По мнению Страубела, стремительный рост спроса на литий-ионные батареи в конечном итоге приведет к появлению рынка переработки, стоимость которого составит «сотни миллиардов» долларов в год. «Когда люди полностью перейдут на электромобили, необходимо будет перерабатывать литий-ионные аккумуляторы всех легковых и грузовых автомобилей в мире. Довольно легко подсчитать, каким будет объем этой индустрии», — отмечает Страубел.
Бывший исполнительный директор Tesla Джеффри Б. Штраубель / Justin Sullivan / Getty Images
Если Илон Маск довольно разговорчив и откровенно наслаждается своим статусом «иконы зеленых технологий», то не привлекающий к себе излишнего внимания Страубел, дипломированный инженер и выпускник Стэнфордского университета, наоборот, старается тщательно подбирать слова. Когда Маск и Страубел познакомились 18 лет назад, они предвидели революцию на рынке электромобилей. Сегодня она наконец-то постепенно становится реальностью.
Администрация президента США Джо Байдена призывает к созданию целого ряда стимулов для перехода с автомобилей с двигателем внутреннего сгорания на электрокары. Правительство США намерено добиться значительного роста производства легковых и грузовых электромобилей на территории страны. В случае принятия плана по обновлению инфраструктуры объемом $2,25 трлн, который был представлен администрацией Джо Байдена, в Америке выделят $174 млрд на развитие производства электромобилей и литий-ионных аккумуляторов, а также на создание 500 000 новых зарядных станций.
По оценкам Benchmark Mineral Intelligence, в 2021 году мировой спрос на литий-ионные аккумуляторы для электромобилей вырастет на 50% по сравнению с показателями 2020 года и в конечном итоге составит 223 ГВт⋅ч. Аналитики предполагают, что в 2023 году мировой спрос вырастет до 443 ГВт⋅ч, а к 2027 году — до 1,1 ТВт⋅ч. Это означает, что всего за семь лет спрос на литий-ионные аккумуляторы для электромобилей вырастет в восемь раз. Это и далее будет способствовать повышению цен на сырье для их производства.
Директор Benchmark Mineral Intelligence Саймон Мурс считает, что в течение 2021 года стоимость лития будет только расти. По его словам, цены на кобальт, графит, медь и никель тоже «определенно будут расти». «Речь не будет идти о медленном и постепенном росте цен. Мы ожидаем период высокой волатильности», — добавляет Мурс.
В США электромобили все еще занимают небольшой сегмент рынка. В 2020 году на электрокары пришлось примерно 2% объема продаж новых автомобилей. Однако скоро ситуация на рынке кардинально изменится. По прогнозам Boston Consulting Group, уже в 2026 году на электрокары придется более половины объема мировых продаж легковых автомобилей. Ранее аналитики консалтинговой компании предсказывали, что эта веха развития наступит лишь в 2030 году.
«Сейчас настало то странное время, когда из-за количества новых проектов — как новых компаний-производителей электромобилей, так и новых заводов для производства литий-ионных аккумуляторов — мы не можем предсказать, откуда мы будем брать необходимое сырье», — рассказывает Страубел.
Его компания планирует не только решить вопрос дефицита сырья. Redwood Materials также хочет помочь индустрии электромобилей стать более экологичной. Дело в том, что электромобили не настолько экологичны, как считает большинство водителей. Около 19% электроэнергии в США все еще вырабатывается за счет сжигания угля, а добыча сырья для производства литий-ионных аккумуляторов — это загрязняющий окружающую среду процесс. «Большинство потребителей наслышаны лишь об экологичности электромобилей. Обратные стороны производственного процесса остаются вне поля зрения», — отметила исполнительный директор Международного торгового центра Памела Кок-Хэмилтон в докладе, опубликованном в июле 2020 года. Международный торговый центр работает под эгидой Всемирной торговой организации (ВТО) и Конференции ООН по торговле и развитию.
Значительная часть лития, например, поставляется из Австралии и солончаков в Аргентине, Боливии и Чили, где наблюдается острый дефицит воды. По данным исследования Организации Объединенных Наций (ООН) за 2020 год, добыча полезных ископаемых в горных районах Анд в Южной Америке связана с выкачиванием большого количества грунтовых вод, что отрицательно сказывается на жизни местного населения: воды не хватает фермерам и пастухам. В том же исследовании ООН отмечается, что большая часть кобальта поставляется из Демократической Республики Конго. Часто кобальт добывают в «кустарных» шахтах, в которых работают десятки тысяч детей. А в пыли в шахтах по добыче никеля могут содержаться уран и другие токсичные материалы, вызывающие респираторные заболевания и врожденные пороки развития плода при беременности.
alt="Соляная равнина Салар-де-Атакама в горном хребте Анд в Чили является одним из крупнейших запасов литиевой соли в мире" />Соляная равнина Салар-де-Атакама в горном хребте Анд в Чили является одним из крупнейших запасов литиевой соли в мире / Carlos Becerra / Getty Images
По словам Страубела, помимо прочего, традиционная добыча полезных ископаемых малоэффективна. «Весь технологический процесс в этой отрасли заключается в нахождении и разработке месторождения, опустошении ресурсов и дальнейшей ликвидации объекта. По сути, это одноразовое использование ресурсов. Это не соответствует принципам устойчивого развития», — добавляет основатель Redwood Materials.
Изначально Страубел предполагал, что Redwood Materials будет второстепенным проектом Tesla. Инженер даже обсудил создание компании с Маском. «Илон поддержал мою идею и отнесся к ней с энтузиазмом. Однако он не хотел, чтобы этот проект отвлекал нас от основных задач», — вспоминает Страубел. У Tesla есть собственные планы по переработке отходов и созданию нового сырья для поддержки производственных процессов на заводах компании. Тем не менее в настоящее время эти планы не входят в список первоочередных задач автопроизводителя. «Планы по переработке литий-ионных батарей из автомобилей Tesla Model S, которые были произведены четыре года или пять лет назад, находятся на нижних строчках списка приоритетов компании», — добавляет Страубел.
В 2003 году Страубел и Маск сдружились на почве общего интереса к электрической авиации. На тот момент Страубел работал в небольшой аэрокосмической компании Volacom из Лос-Анджелеса. Он основал ее, чтобы разработать систему питания для высотных летательных аппаратов, которая бы работала на водородных топливных элементах и электричестве.
В 2004 году Страубел начал работать в Tesla и занял должность технического директора. Он получил десятки патентов на электродвигатели и литий-ионные аккумуляторы. Хотя лицом бренда Tesla стал Илон Маск, большую часть основных технологий компании на самом деле создал скромный инженер Страубел. Во время представления квартальной отчетности в июле 2019 года Маск объявил о неожиданной отставке Страубела и кратко описал его огромный вклад в Tesla. «Я бы хотел поблагодарить его за огромную роль в создании и развитии Tesla. Если бы в 2003 году мы не встретились, чтобы пообедать, мы бы не создали Tesla», — заявил миллиардер.
2020 год стал первым годом работы Redwood Materials. За этот период компания переработала 10 000 тонн отходов от производства литий-ионных батарей на заводах Panasonic и Envision AESC, а также использованной электроники (в том числе множество аккумуляторов от Amazon). Страубел ожидает, что за 2021 год Redwood Materials переработает в два раза больше отходов. Его компания также начала получать использованные аккумуляторы (и солнечные панели) от крупнейшего в Северной Америке переработчика электронных отходов Electronic Recyclers International (ERI) и производителя электробусов Proterra.
Дело в том, что его компания не может перерабатывать их самостоятельно. «Мы моментально нашли общий язык. Джей Би [Страубел] показал мне свои технологии и рассказал о своем видении. Наша первая встреча состоялась в Карсон-Сити в прошлом году. Через неделю он приехал сюда и познакомился с нашей компанией. Он видел, сколько старых литий-ионных аккумуляторов оказалось в нашем распоряжении, ведь мы — крупнейшая компания в Америке, которая занимается сбором батарей», — добавляет основатель ERI.
Страубел был рад, что компания ERI передала Redwood Materials как старые литий-ионные аккумуляторы, так и старые солнечные панели. «Это идеальное партнерство», — подчеркивает Шегериан.
Ежедневно небольшие грузовики привозят все новые и новые партии отработанных аккумуляторов и использованной электроники на завод Redwood Materials в Карсон-Сити. После этого электронные отходы вручную сортируются для дальнейшей переработки. Redwood Materials использует запатентованный гидрохимический процесс для отделения различных металлов. При этом некоторые аккумуляторы предварительно нагревают в печах. Затем полученный сплав подвергается химической обработке, чтобы из него можно было получить пригодные для использования материалы. «Мы в основном делим все на части с помощью химической обработки, а затем начинаем отделять полезные материалы и использовать их в качестве составных элементов для производства новых батарей», — добавляет Страубел.
Однако не только Redwood Materials планирует создать прибыльный бизнес на переработке литий-ионных батарей. Канадский конкурент компании Страубела Li-Cycle тоже планирует получать старые аккумуляторы и отходы от их производства для дальнейшей переработки. Крупные автопроизводители, вроде Volkswagen, также хотели бы получать и вновь использовать батареи для электромобилей. «Энергетика и транспорт привлекают повышенное внимание к вопросам устойчивого развития. Сырьевая и добывающая промышленности пока не привлекают такого же внимания к этой теме. Я верю, что однажды все изменится. Это просто обязано произойти», — подчеркивает Страубел.
Читайте также: