Ηλεκτροδότηση: Ευκαιρίες και εμπόδια για την ανακύκλωση μπαταριών

Ο κόσμος βιώνει μια βαθιά ενεργειακή μετάβαση. Οι βιομηχανικοί κατασκευαστές σε όλο τον κόσμο ανταλλάσσουν τα καύσιμα καύσης με ηλεκτρική ενέργεια, σύμφωνα με τις παγκόσμιες φιλοδοξίες για την απεξάρτηση από τον άνθρακα και τη βελτίωση της ενεργειακής παραγωγικότητας. Ενώ επί του παρόντος μόνο το 20% της ενέργειας που καταναλώνεται στον βιομηχανικό τομέα είναι ηλεκτρική, σύμφωνα με τις τελευταίες προβλέψεις της McKinsey, το ποσοστό αυτό θα μπορούσε να φθάσει το 50% με τη χρήση των διαθέσιμων σήμερα τεχνολογιών.

Αντιμέτωπη με την αυξανόμενη ζήτηση, η παγκόσμια αγορά βιομηχανικών μπαταριών αναμένεται να παρουσιάσει ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης 6% από το 2020 έως το 2027, σύμφωνα με την τελευταία έκθεση της Grand View Research. Ενώ επί του παρόντος, ο τύπος μπαταρίας μολύβδου-οξέος παραμένει ο κυρίαρχος τύπος μπαταρίας, αντιπροσωπεύοντας πάνω από το 47% του μεριδίου της αγοράς, η ζήτηση για μπαταρίες ιόντων λιθίου αυξάνεται επίσης, καθώς γίνεται μια πιο εμπορική επιλογή και αναμένεται να αυξηθεί με ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης 15,70% εντός της περιόδου πρόβλεψης.

Καθώς όμως προσβλέπουμε σε έναν κόσμο στον οποίο ο βιομηχανικός τομέας θα ηλεκτροδοτείται όλο και περισσότερο, ένα ζήτημα προβάλλει έντονα: πώς θα διαχειριστούμε τον τεράστιο όγκο των αποβλήτων μπαταριών;

Εάν αφεθούν σε χώρο υγειονομικής ταφής, τόσο οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος όσο και οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν τη δυνατότητα να διαρρεύσουν τοξικά υλικά στη γύρω περιοχή, προκαλώντας σοβαρές ζημιές τόσο στους ανθρώπους όσο και στο περιβάλλον. Το ίδιο ισχύει και για τη λεγόμενη "ανακύκλωση στην αυλή", μια εξαιρετικά επικίνδυνη και επιζήμια πρακτική ανεξέλεγκτης ανακύκλωσης από ιδιώτες ή μη εξειδικευμένες επιχειρήσεις, η οποία έχει οδηγήσει σε περιπτώσεις μόλυνσης από μόλυβδο σε όλο τον κόσμο.

It’s an issue that global health and development organisations are all too aware of, with lead-acid batteries being labelled one of the world’s worst pollution problems by NGOs Pure Earth and Green Cross Switzerland in 2016.

Στην Ελλάδα, όπου η Sunlight έχει την έδρα της, η κατάσταση ήταν, μέχρι πρόσφατα, ιδιαίτερα άσχημη. Πριν από τέσσερα χρόνια, μόλις το 51% των χρησιμοποιημένων μπαταριών ανακυκλωνόταν ή συλλέγονταν νόμιμα, σε σύγκριση με το μέσο ευρωπαϊκό ποσοστό του 95%, ενώ το υπόλοιπο 49% πιθανολογείται ότι είχε απορριφθεί ή ανακυκλωθεί παράνομα, συμβάλλοντας στη μόλυνση του περιβάλλοντος με μόλυβδο.

Η απάντηση της Sunlight ήταν η δημιουργία της δικής μας πιστοποιημένης κατά EMAS μονάδας ανακύκλωσης μπαταριών μολύβδου το 2014, η οποία μας επέτρεψε να εφαρμόσουμε το μοντέλο της κυκλικής οικονομίας.

Μέσω εγκαταστάσεων όπως αυτή, οι αξιόπιστοι κατασκευαστές είναι σε θέση να ανακυκλώνουν έως και το 95% των μπαταριών μολύβδου-οξέος. Αυτό όχι μόνο επιτυγχάνει την κάθετη ολοκλήρωση της προμήθειας μολύβδου, αλλά παρέχει επίσης καλύτερο έλεγχο της σύνθεσης και της ποιότητας των κραμάτων μολύβδου. Εκτός από τον καλύτερο έλεγχο των χρονοδιαγραμμάτων παράδοσης του μολύβδου που απαιτείται για την παραγωγή νέων μπαταριών, η εσωτερική ανακύκλωση έχει και ένα οικονομικό όφελος - το μειωμένο κόστος εισαγωγής του μολύβδου που απαιτείται για την κατασκευή νέων μπαταριών.

Μέσω αυτού του μοντέλου κυκλικής οικονομίας, παράγουμε το 60% της ζήτησης της μονάδας παραγωγής μας σε μόλυβδο. Ωστόσο, η μεγαλύτερη ζήτηση σημαίνει ότι και άλλοι κατασκευαστές πρέπει να ακολουθήσουν το παράδειγμά μας, ιδίως στην περιοχή Ασίας-Ειρηνικού, όπου αναπτύσσεται ένα μεγάλο μέρος της παγκόσμιας προσφοράς βιομηχανικών μπαταριών.

Ενώ εγκαταστάσεις όπως αυτή ανοίγουν το δρόμο για την ανακύκλωση μπαταριών μολύβδου-οξέος, τέτοιες εξελιγμένες εγκαταστάσεις για την ανακύκλωση ιόντων λιθίου παραμένουν σπάνιες. Έτσι, ενώ σήμερα η καινοτομία επιτρέπει την ανακύκλωση έως και 95% μιας μπαταρίας μολύβδου-οξέος, για το λίθιο το ποσοστό αυτό είναι κάτω από 50%.

Ως μια σχετικά νέα εμπορική τεχνολογία μπαταριών, η χημεία, το σχήμα και ο σχεδιασμός των μπαταριών λιθίου ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό μεταξύ των κατασκευαστών. Ως εκ τούτου, προκειμένου να ανακυκλωθούν αποτελεσματικά, πρέπει να αποσυναρμολογηθούν και να διαχωριστούν τα προκύπτοντα ρεύματα αποβλήτων, ωστόσο προς το παρόν δεν υπάρχει ακόμη τρόπος ανακύκλωσης του ηλεκτροδίου.

Ενώ τα πανεπιστήμια και τα ερευνητικά κέντρα βρίσκονται ακόμη σε πρώιμο στάδιο για την εξεύρεση λύσης για την ανακύκλωση ολόκληρης της μπαταρίας λιθίου, υπάρχουν ακόμη λόγοι αισιοδοξίας όσον αφορά την επαναχρησιμοποίηση αυτού του υλικού. Όταν μια μπαταρία ιόντων λιθίου φτάσει στο τέλος της ζωής της, διατηρεί ακόμη περίπου το 80% του φορτίου της, το οποίο μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία μιας άλλης μπαταρίας.

Αλλά με τη συνολική ποσότητα μπαταριών ιόντων λιθίου που αναμένεται να φτάσει τους 7,8 εκατομμύρια τόνους ετησίως έως το 2040, σύμφωνα με έκθεση της IDTechEx, αναμένεται ότι η παγκόσμια προσφορά μπαταριών στο τέλος του κύκλου ζωής τους θα ξεπεράσει τη ζήτησή τους σε εφαρμογές δεύτερης χρήσης.

Ομοίως, δεν θα είναι όλες οι μπαταρίες ιόντων λιθίου επαναχρησιμοποιήσιμες. Αυτές που έχουν υποστεί ζημιά, για παράδειγμα, θα πρέπει να ανακυκλωθούν αμέσως. Και φυσικά, οι μπαταρίες τελικά πεθαίνουν οριστικά. Ως εκ τούτου, υπάρχει ανάγκη για μια εμπροσθοβαρή προσέγγιση της ανακύκλωσης ώστε να διασφαλιστεί η αποτελεσματική μακροπρόθεσμη διαχείριση των αποβλήτων.

Η πανδημία δημιούργησε περισσότερα κίνητρα από τις κυβερνήσεις σε όλο τον κόσμο για την ανοικοδόμηση των οικονομιών μέσω επενδύσεων σε πράσινες εταιρείες και θέσεις εργασίας. Έτσι, αν θέλουμε σοβαρά να το κάνουμε πραγματικότητα, πρέπει να δώσουμε προτεραιότητα στη βιώσιμη ανακύκλωση των μπαταριών σε παγκόσμια κλίμακα - και αυτό πρέπει να ξεκινήσει με την ανάληψη της ευθύνης από τους κατασκευαστές μπαταριών για τη διαχείριση των αποβλήτων που δημιουργούνται από τα προϊόντα τους - είτε αυτό γίνεται μέσω της ανακύκλωσης είτε μέσω της επαναχρησιμοποίησης των υλικών.

Πηγή: https://www.batterypoweronline.com/news/electrification-opportunities-and-obstacles-for-battery-recycling/