Ce se întâmplă cu acumulatorii litiu-ion la sfârșitul vieții utile?

Având în vedere că piața vehiculelor electrice (EV) crește rapid, pe măsură ce clienții se grăbesc să îndeplinească obiectivele globale de reducere a emisiilor de gaze cu efect de seră și de îmbunătățire a calității aerului, numărul tot mai mare de vehicule electrice reprezintă o provocare pentru gestionarea deșeurilor. Aceste baterii litiu-ion (Li-ion) oferă o soluție de transport cu emisii zero, dar nu durează pentru totdeauna. Deci, ce se întâmplă cu ei după ce ajung la sfârșitul vieții lor? 

Eliminarea necorespunzătoare a bateriilor EV scoase din uz le depozitează în gropile de gunoi și, fără a se asigura, vin cu implicații negative asupra mediului. Când Cummins a început să investească în electrificare, gestionarea deșeurilor EV a fost o problemă cheie pe care am dorit și trebuia să o rezolvăm. 

Ce este o baterie de la sfârșitul duratei de viață? 

Bateriile de la sfârșitul duratei de viață sunt exact asta - baterii care au atins sfârșitul utilității și/sau duratei de viață și nu mai funcționează la o capacitate suficientă. Durata de viață a unei baterii EV depinde de aplicație (și anume, autoturisme, autobuze de tranzit/școlare, camioane de mare tonaj) și arhitectura vehiculului (adică complet electric sau plug-in hybrid). Pentru aplicațiile Cummins, o baterie EV litiu-ion poate funcționa la o capacitate suficientă oriunde între trei și 12 ani, în funcție de carcasa de utilizare.

Fiind o tehnologie mai nouă, niciunul dintre bateriile sau modulele Cummins nu și-au atins sfârșitul perioadei de viață, ceea ce ne permite să facem alegeri durabile cu privire la modul cel mai bun de a le folosi după ce durata lor de viață a luat sfârșit. În prezent, ne concentrăm asupra a două domenii din ierarhia gestionării deșeurilor și a gamei de opțiuni de reciclare - reutilizare și reciclare.

Cum reutilizăm bateriile litiu-ion?

În ciuda faptului că nu mai funcționează la performanțe maxime, bateria EV la sfârșitul duratei de viață deține în continuare 70-80% din capacitatea sa inițială. Aceste baterii au potențialul imens de a fi reutilizate în baterii de-a doua viață pentru a fi utilizate în aplicații mai puțin solicitante (și anume stocarea de energie staționară). 

Pentru a explora mai bine potențialele avantaje de mediu și economice ale bateriilor Li-ion de a doua viață, Cummins a încheiat parteneriate cu Universitatea din California San Diego (UCSD) în 2019. Această colaborare ne-a permis să degradam artificial bateriile EV în laborator de validare a bateriei UCSD și să le integrez în micro-rețeaua campusului. Folosind baterii cu diferite niveluri de degradare, obiectivul nostru comun este să emulează scenariul utilizării bateriilor de-a doua viață colectate din aplicații de primă potrivire și reutilizate în aplicații cu potrivire secundară. 

Prin acest studiu, am învechit artificial bateriile și le-am plasat într-un mediu micro-rețea în martie 2021 pentru a acționa ca stocare a energiei. Laboratorul UCSD continuă să adapteze și să analizeze abordările tehnice și de afaceri viabile pentru reutilizarea eficientă a bateriilor Li-ion EV, cu o dată de încheiere a obiectivului de 2021 dec.

Cum reciclăm bateriile litiu-ion? 

Dacă bateria nu poate fi reutilizată într-o aplicație secundară, componentele acesteia pot fi reciclate. Prin reciclarea bateriei, cât mai multe materiale sunt recuperate, păstrând în același timp orice valoare structurală și calitate pe care bateriile o au. Deși reutilizarea este considerată preferabilă reciclării în ierarhia de gestionare a deșeurilor, bateriile EV de la sfârșitul ciclului de viață pot oferi o sursă secundară excelentă de materiale critice în viitor. 

Elementele și materialele conținute în bateriile vehiculelor electrice nu sunt disponibile din punct de vedere comercial în multe țări, iar accesul la aceste resurse este crucial pentru a asigura un lanț de aprovizionare stabil. Odată cu trecerea californiană a ordinului N-79-20 și formarea unui MOU cu alte 14 state pentru a avansa și accelera piața vehiculelor electrice medii și grele, producția de baterii Li-ion este proiectată să accelerează rapid în următorii ani. Pentru a ține pasul cu cerințele de producție, va trebui să existe o cultivare atentă a resurselor necesare fabricării bateriilor Li-ion EV pentru a asigura sustenabilitatea industriei auto.

Stabilirea proceselor durabile de reciclare pentru extragerea materialelor critice din bateriile scoase din uz este o soluție potențială pentru a ține pasul cu cererea de resurse. Acesta este motivul pentru care Cummins lucrează cu Li-Cycle, cea mai mare companie de reciclare a resurselor de baterii litiu-ion din America de Nord, pentru a-și utiliza procesul comercial brevetat pentru recuperarea materialelor critice de înaltă calitate. Lucrul cu Li-Cycle permite procesarea în condiții de siguranță a bateriilor Li-ion fără deșeuri depozitate în depozit și emisii minime de gaze cu efect de seră (GES), oferind astfel o cale durabilă de încheiere a vieții.

Susținerea viitorului electrificării

Din ce în ce mai multe companii se orientează către surse durabile de energie și stocarea energiei și se angajează să reducă GHG-urile și deșeurile de produse. Pentru a sprijini această tranziție, trebuie să explorăm toate aspectele legate de sustenabilitate, de la aprovizionarea cu materiale până la fabricarea bateriilor până la gestionarea surplusului viitor de baterii scoase din uz. 

Stabilirea reutilizării și reciclării eficiente a bateriilor este necesară pentru un lanț de aprovizionare în buclă închisă și pentru a crea un management complet al bateriei pe durata de viață. Și stabilirea celor mai bune practici reduce acum impactul asupra mediului în viitor. Cummins se angajează să durabilității end-to-end pentru a profita în mod eficient de beneficiile complete ale electrificării.