tisdag, september 28, 2021

Annonsera/Prenumerera

spot_img

Det stora miljöproblemet med batterier

Den stora omställningen till ett mer hållbart samhälle med gröna fordon innebär att flera företag tillverkar elektriska bilar. Det stora problemet med en ökad användning av elektriska bilar är att batterierna kan bli en miljöfara om dessa inte hanteras på ett miljösäkert och korrekt sätt.

På flera ställen i Storbritannien försöker företag (och bland dem även stora företag som Samsung och LG) anpassa sig till en ökad efterfråga på batterier genom att ha fabriker speciellt för batteritillverkning, som de på olika sätt får incitament för att göra om de placerar deras verksamhet i Storbritannien. Förhoppningen med dessa projekt är att gynna elektriska bilar och med fördel minska koldioxidkonsumtionen. Förutsättningen för att märkbart minska koldioxidutsläppen i transportsektorn är att tillverka miljontals batterier, vilket leder till frågor gällande hur batterier ska förvaras och hur de ska återvinnas.

“Den inkommande tsunamin gällande engångsbatterier är fortfarande på väg. Den första generationens elbilar började köras bara för ett par år sedan”, säger Ajay Kochhar, chef för Li-Cycle i en intervju med Telegraph. Li-Cycle är ett amerikanskt återvinningsföretag för batterier med litiumjoner. Råmaterialerna som behövs för att göra en elbil är sällsynta. Kobolt, nickel och litium har alla en väldigt knapp tillgänglighet och det är svårt att få tillgång till dessa på grund av deras raritet. Att återvinna dessa material är viktigt för att kunna förse tillverkningen med en värdefull åtkomst till dessa resurser utan att behöva tillgång till gruvorna. Litium, kobolt och nickel är viktiga i framställningen av litiumjon-batterier. Batterier i elbilar har en livstid på högst 15 år och batterierna förväntas öka. Gavin Harper arbetar som forskare på universitetet i Birmingham och enligt hans beräkningar kommer det att finnas drygt åtta miljoner ton av icke-fungerande batterier kring år 2040. Han ser det kommande överskottet av alla gamla batterier som “en enorm tillgång”.

Batterier som har slutat fungera riskerar att bli en miljöfara. Enligt statistik som artikeln lyfter fram återvinns batterier från fem procent till strax under hälften av alla fall. Elbilar innehåller ofta litiumjon-batterier, vilka i sin tur innehåller flera hundra individuella litiumjonceller. Dessa innehåller flera metaller som kan extraheras och användas för att skapa batterier som kan återanvändas eller återvinnas på annat sätt. Trots detta kräver batterierna noggrann demontering på grund av att det farliga materialet kan explodera.

Biltillverkare ser även litiumjärnfosfatbatterier som en möjlighet. En fördel med att använda dessa är att de är billigare, eftersom de använder sig av järn i överskott istället för mer sällsynta metaller. Det är även dessa batterier som används i Teslas Model 3-bilar. En nackdel är att batteriernas totala värde minskar och att avsaknaden av de mer sällsynta metallerna gör det svårare att återvinna dem. “Det är ett väldigt bra material för batterier”, hävdar Paul Anderson, direktör av Birmingham University’s Centre for Strategic Elements and Critical Materials. “Nackdelen är att det är värdet av alla dyra metaller som gör återvinningen lönsam”. Dessa batterier kan snart finnas i miljontals bilar. Omkring år 2030 kommer det finnas 145 miljoner elektriska bilar på vägarna istället för elva miljoner som kör omkring idag. Batteriåtervinningens stora dilemma idag är att övertyga flera politiker i olika länder att ta problemet på allvar och att i god tid förbereda resurser när det finns en liten andel elbilar på vägarna. Detta innebär att batterier riskerar att förbrukas utan att återvinnas.

Hans Eric Melin arbetar på Circular Energy Storage och uppger att det finns kapacitet till att återvinna batterier, speciellt i Kina och i Storbritannien. Utmaningen med att återvinna de kommande litium-jon batterierna kan överkommas i framtiden. “Omkring 96% av blybatterier är återvunna eller återanvända” hävdar en kemiprofessor i en intervju med The Telegraph. ”Detta kommer bli detsamma för litiumjoner i bilar”.

Att sätta igång med återvinningen kommer att kräva förändringar av biltillverkare och batteritillverkare. Numera förgörs batterier och blir till en sorts svart massa, en sorts biprodukt som uppstår och bryts ned så att mineraler kan utvinnas. Nackdelen med detta är att det är energikrävande. Även om det är möjligt att demontera batterier manuellt, är det farligt för arbetare att göra det. Robotar och automatisering underlättar processen enligt Harper. Han uppger även att biltillverkare spelar en stor roll genom att göra en design som är lämplig för återvinning. De bitarna som finns i batterierna på marknaden idag är fastlimmade, vilket gör de svårare och dyrare att separera.
Marknaden för batteriåtervinning förväntas vara värt 12 miljarder dollar omkring år 2025, i samband med nya, uppdaterade EU-regler gällande batterier. Enligt de nya reglerna måste en viss andel av batterierna innehålla återvunnet material. Simon Moores, verkställande direktör för Benchmark Mineral Intelligence, hävdar att även om arbetet med utmaningen att återvinna batterier verkar avlägset, så behövs det idag. “Även under tillverkningen kan upp till 25% kastas bort som skräp. Återvinning behövs parallellt med effektiva batterifabriker.”

Harper uppger att återvinning inte behöver vara kostsamt och påpekar att kinesiska batteritillverkare, som BYB, redan tittar på hur deras celler kan återvinnas för att kunna återanvända de sällsynta materialen. Han menar även att industrins vanliga inställning mot batterier som går ut på att sönderdela dem och sedan se vad som kan göras med avfallet behöver förändras. “Om de vill få fram katoden intakt, hade det varit bättre att framställa batterier som kan delas”. Han ser det som ett sätt för Storbritannien att kunna framställa en egen källa till sällsynta metaller genom återvinningen.
Finns det andra alternativ?
Ett annat alternativ hade kunnat vara att använda väte som bränsle i fordon. Restprodukten av bränslet av vätet som förbränns är vattenånga. Detta alternativ är av intresse för företag som tillverkar eller har hand om olika fordon. Bilar, bussar, flygplan och tåg kan drivas med hjälp av väte och typen av transport spelar roll när det gäller utsläpp. En nackdel med väte är att när det produceras går det åt energi från kol och naturgas. Processen av tillverkningen av bränsle från väte är kopplad till koldioxidutsläpp i många fall. Detta problem kan åtgärdas på längre sikt genom att produktionen som använder sig av energi från kolkraftverk och naturgas övergår till grön el. Ett annat problem är att skapa laddningsstationer anpassade för fordon som drivs av väte, men lösningen är att satsa på att göra dessa laddningsstationer tillgängliga och säkra för användning. Någonting som kan försvåra för detta att inträffa är den pågående satsningen och förre detta satsningar på elfordon och laddningsstationer för dessa och det hade varit svårt att motivera ytterligare satsningar när investeringar på hållbara alternativ redan har ägt rum.

Cellerna som omvandlar vätgas till elektricitet kan få lastbilar att köra en längre sträcka jämfört med batteridrivna lastbilar. De är även mer uthålliga i kyliga temperaturer och kan laddas fortare än elektriska bilar. Dessa kan även användas för utdelning av paket för att bilarna kan användas oftare om batteriet laddas fortare. Däremot innebär det inte att elbilar är ett dåligt val, eftersom de flesta kan köras en sträcka som är längre än vad människor kör i genomsnitt. Vätgasens popularitet bestäms också av priset och idag är det ekonomiskt sett mer lönsamt att köra bilar som drivs av fossila bränslen. Men enligt experter från Carnegie Mellon i USA kommer skillnaden i pris att minska när produktionen av bränsle från vätgas ökar, vilket innebär att priset för väte och omvandling till väte går ner. Än så länge kommer bilarna som snart kommer att finnas tillgängliga för köp kosta mer än bilarna som drivs av fossila bränslen. Något som kan få priserna att minska i framtiden är alla hållbara regler kring fordon och en mer restriktiv marknad för fordon som drivs av fossila bränslen, speciellt om grön el används för att producera vätedrivna bilar.

Det finns för tillfället 7 500 bilar som drivs av vätgas i USA (främst i Kalifornien) och Kanada. Årligen produceras drygt 75 miljoner ton väte och detta är en produktion som inte är helt miljövänlig. Vätet som framställs från naturgas kräver ytterligare ett steg i framställningen. Koldioxiden som utsöndras under processen skickas under jordens yta för att bevaras och detta innebär att 20% mer koldioxid går åt. Elektrolys har lyfts fram som ett alternativ. Elektrolys innebär att väte och syre i vatten separeras med hjälp av elektricitet. Väte blandar sig med syre i fordonets celler för att producera energi. Än så länge har bara ett alternativ lyfts fram, men det blir förhoppningsvis fler alternativ och förslag på lösningar i framtiden.

Bianca M. – Info Express
hello@infoexpress.se

Källor:“Electric car revolution risks mountain of toxic battery waste”, The Telegraph
“Hydrogen-powered vehicles: A realistic path to clean energy?” abc News

- Annons -

Latest Articles