O que acontece com as baterias de íon-lítio no fim de sua vida útil?
Com o mercado de veículos elétricos (EVs) crescendo rapidamente à medida que os clientes correm para cumprir metas globais para reduzir as emissões de gases de efeito estufa e melhorar a qualidade do ar, o número crescente de EVs representa um desafio de gestão de resíduos. Essas baterias de íon-lítio (Li-ion) oferecem uma solução de transporte com emissões zero, mas não duram para sempre. Então, o que acontecerá com eles depois que chegarem ao fim de suas vidas?
A eliminação inadequada de baterias de EV de final de vida as pousa em aterros sanitários e, sem surpresa, vem com implicações ambientais negativas. Quando a Cummins começou a investir em eletrificação, o gerenciamento de resíduos de EV era um problema fundamental que queríamos e precisávamos resolver.
O que é uma bateria de fim de vida útil?
As baterias de fim de vida útil são exatamente isso – baterias que atingiram o fim de sua utilidade e/ou vida útil e não mais operam com capacidade suficiente. A vida útil de uma bateria de EV depende da aplicação (ou seja, carros de passageiros, ônibus de transporte urbano/escolar, caminhões pesados) e arquitetura do veículo (ou seja, totalmente elétrico ou plug-in híbrido). Para aplicações da Cummins, uma bateria de íon-lítio de EV pode operar com capacidade suficiente em qualquer lugar entre três e 12 anos, dependendo do caso de uso.
Como uma tecnologia mais recente, nenhum dos pacotes ou módulos de bateria da Cummins atingiu seu final de vida útil, o que nos permite fazer escolhas sustentáveis sobre como aproveitá-los da melhor maneira que sua vida útil chegou ao fim. Atualmente estamos focando em duas áreas na hierarquia de gestão de resíduos e na faixa de opções de reciclagem-reutilização e reciclagem.
Como reutilizamos as baterias de íon-lítio?
Apesar de já não funcionar com o máximo desempenho, a bateria de EV de final de vida ainda detém 70-80% da sua capacidade inicial. Essas baterias têm o imenso potencial para serem reaproveitados em baterias de segunda vida para uso em aplicações menos exigentes (ou seja, armazenamento de energia estacionária).
Para explorar melhor as potenciais vantagens ambientais e econômicas das baterias de íon-lítio de segunda vida, a Cummins fez uma parceria com a University of California San Diego (UCSD) em 2019. Essa colaboração nos permitiu degradar artificialmente as baterias EV no laboratório de validação da bateria da UCSD e integrá-las na micro rede do campus. Usando baterias com níveis de degradação variados, nosso objetivo comum é imitar o cenário do uso de baterias de segunda vida coletadas de aplicações de primeiro ajuste e reutilizadas em aplicações de ajuste secundário.
Por meio deste estudo, nós, artificialmente, envelhecemos as baterias e as colocamos em um ambiente de micro rede elétrica em 2021 de março para atuar como armazenamento de energia. O laboratório da UCSD continua a ajustar e analisar as abordagens comerciais e técnicas viáveis para reutilizar efetivamente as baterias de Li-Ion EV, com uma data de encerramento do objetivo de 2021 de dezembro.
Como Reciclar baterias de íon-lítio?
Se uma bateria não puder ser reaproveitada em uma aplicação secundária, os componentes dele podem ser reciclados. Através da reciclagem da bateria, o maior número possível de materiais é recuperado, preservando o valor estrutural e a qualidade que as baterias têm. Embora a reutilização seja considerada preferível à reciclagem na hierarquia de gestão de resíduos, as baterias de EV de final de vida podem fornecer uma excelente fonte secundária de materiais críticos no futuro.
Os elementos e materiais contidos nas baterias de veículos elétricos não estão disponíveis comercialmente em muitos países, e o acesso a esses recursos é crucial para garantir uma cadeia de suprimento estável. Com a Califórnia passando ordem executiva N-79-20 e formando um MOU com outros 14 Estados para avançar e acelerar o mercado de veículos elétricos médios e pesados, a produção de baterias de íon-lítio é projetada para acelerar nos próximos anos. Para acompanhar as demandas de produção, haverá necessidade de um cultivo cuidadoso dos recursos necessários para fabricar baterias de EV-Ion EV para garantir a sustentabilidade da indústria automotiva.
Estabelecer processos de reciclagem sustentáveis para extrair materiais críticos de baterias em fim de vida é uma solução potencial para manter a demanda por recursos. É por isso que a Cummins está trabalhando com li-Cycle , a maior empresa de reciclagem de recursos para bateria de íons de lítio da América do Norte, para utilizar seu processo comercial exclusivo para recuperar materiais críticos de alta qualidade. Trabalhar com o li-Cycle permite o processamento seguro de baterias de íon-lítio sem resíduos depositados em aterros e emissões mínimas de gases de efeito estufa (GEE), proporcionando assim um caminho de final de vida sustentável.
Apoiando o futuro da eletrificação
Mais e mais empresas estão girando em direção a fontes de energia sustentáveis e armazenamento de energia e comprometendo-se a reduzir os Gees e os resíduos do produto. Para apoiar essa transição, devemos explorar todos os aspectos da sustentabilidade, desde materiais de abastecimento até baterias de fabricação até o gerenciamento do excedente futuro de baterias de fim de vida útil.
O estabelecimento de reutilização e reciclagem efetivas de baterias é necessário para uma cadeia de suprimento de circuito fechado e para a criação de gerenciamento total da bateria em ciclo de vida. E estabelecer as melhores práticas agora reduz o impacto ambiental no futuro. A Cummins está comprometida com a sustentabilidade de ponta a ponta para aproveitar eficazmente os benefícios completos da eletrificação.