¿Qué sucede con las baterías de iones de litio al final de su vida útil?
Con el mercado de vehículos eléctricos (EVs) creciendo rápidamente a medida que los clientes se apresuran a cumplir con los objetivos mundiales para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y mejorar la calidad del aire, el creciente número de EVs representa un desafío de gestión de desechos. Estas baterías de iones de litio (Li-ion) ofrecen una solución de transporte de cero emisiones, pero no duran para siempre. Entonces, ¿qué les sucede una vez que han llegado al final de su vida?
La eliminación inadecuada de las baterías EV al final de su vida las produce en vertederos y, como es lógico, viene con implicaciones ambientales negativas. Cuando Cummins comenzó a invertir en electrificación, el manejo de desechos de EV fue un problema clave que queríamos, y necesitábamos, resolver.
¿Qué es una batería de fin de vida útil?
Las baterías de fin de vida son exactamente eso, baterías que han llegado al final de su utilidad y/o vida útil y ya no operan a una capacidad suficiente. La vida útil de una batería EV depende de la aplicación (es decir, autos de pasajeros, transporte público/autobús escolar, camiones para trabajo pesado) y la arquitectura del vehículo (es decir, totalmente eléctrica o híbrida enchufable). Para aplicaciones de Cummins, una batería de iones de litio EV puede funcionar con suficiente capacidad en cualquier lugar entre tres y 12 años, según el caso de uso.
Como una tecnología más nueva, ninguna de las baterías o módulos de Cummins ya han llegado al final de su vida útil, lo cual nos permite tomar decisiones sostenibles sobre cómo mejor aprovecharlas una vez que su vida ha llegado a su fin. Actualmente nos centramos en dos áreas de la jerarquía de gestión de residuos y la variedad de opciones de reciclaje: reutilización y reciclaje.
¿Cómo reutilizamos las baterías de iones de litio?
A pesar de que ya no funciona al máximo rendimiento, la batería EV de fin de vida aún mantiene el 70-80% de su capacidad inicial. Estas baterías tienen el inmenso potencial de ser reutilizadas en baterías de segunda vida para usarlas en aplicaciones menos exigentes (es decir, almacenamiento de energía estacionaria).
Para explorar mejor las posibles ventajas medioambientales y económicas de las baterías de iones de litio de segunda vida, Cummins se asoció con la University of California San Diego (UCSD) en 2019. Esta colaboración nos ha permitido degradar artificialmente las baterías EV en el laboratorio de validación de la batería UCSD e integrarlas en la micro-red del campus. Utilizando baterías con diferentes niveles de degradación, nuestro objetivo común es emular el escenario del uso de baterías de segunda vida recogidas de aplicaciones de primer ajuste y reutilizadas en aplicaciones de ajuste secundario.
A través de este estudio, usamos baterías artificialmente envejecidas y las colocamos en un entorno de micro-red en marzo de 2021 para actuar como almacenamiento de energía. El laboratorio de UCSD continúa ajustando y analizando los enfoques comerciales y técnicos viables para reutilizar eficazmente las baterías de Li-ion EV, con una fecha de cierre de la meta del 2021 de diciembre.
¿Cómo reciclamos las baterías de iones de litio?
Si una batería no se puede reutilizar en una aplicación secundaria, es posible que se recicle sus componentes. A través del reciclaje de la batería, se recuperan tantos materiales como sea posible a la vez que se preserva el valor estructural y la calidad que tienen las baterías. Si bien la reutilización se considera preferible al reciclaje en la jerarquía de gestión de desechos, las baterías EV de fin de vida pueden proporcionar una excelente fuente secundaria de materiales críticos en el futuro.
Los elementos y materiales contenidos en baterías de vehículos eléctricos no están disponibles comercialmente en muchas naciones, y el acceso a esos recursos es crucial para garantizar una cadena de suministro estable. Con California pasando orden ejecutiva N-79-20 y formando un memorándum de entendimiento con otros 14 Estados para avanzar y acelerar el mercado de los vehículos eléctricos de trabajo mediano y pesado, se proyecta que la producción de baterías de iones de litio se acelere rápidamente en los próximos años. Para estar al tanto de las exigencias de producción, habrá que tener un cuidadoso cultivo de los recursos necesarios para fabricar baterías de Li-ion EV para garantizar la sostenibilidad de la industria automotriz.
El establecimiento de procesos de reciclaje sostenibles para extraer materiales críticos de baterías al final de su vida útil es una solución potencial para mantenerse al día con la demanda de recursos. Es por eso que Cummins está trabajando con Li-Cycle , la compañía de reciclaje de recursos de batería de iones de litio más grande de Norteamérica, para utilizar su proceso comercial patentado para recuperar materiales críticos de alta calidad. Trabajar con Li-Cycle permite el procesamiento seguro de las baterías de iones de litio sin ningún desperdicio de residuos y emisiones mínimas de gases de efecto invernadero (GEI), lo que proporciona un camino de fin de vida sostenible.
Apoyando el futuro de la electrificación
Cada más y más compañías están pivotando hacia fuentes de energía sostenibles y almacenando energía y comprometiéndose a reducir los GEI y los desechos de productos. Para respaldar esta transición, debemos explorar todos los aspectos de la sostenibilidad, desde el aprovisionamiento de materiales hasta la fabricación de baterías hasta la gestión del excedente futuro de baterías al final de su vida útil.
Es necesario establecer una reutilización y un reciclaje efectivos de las baterías para una cadena de suministro de circuito cerrado y crear una gestión de la batería de ciclo de vida completo. Y establecer mejores prácticas ahora reduce el impacto ambiental en el futuro. Cummins está comprometida con la sostenibilidad integral para aprovechar todos los beneficios de la electrificación.
