Mai târziu în acest an, firma canadianăCiclul Liva începe construirea unei fabrici de 175 de milioane de dolari în Rochester, N.Y., pe baza a ceea ce a fost complexul Eastman Kodak. Când va fi finalizată, va fi cea mai mare fabrică de reciclare a bateriilor litiu-ion din America de Nord.
Fabrica va avea o eventuală capacitate de 25 de kilotone metrice de material de intrare, recuperând 95 la sută sau mai mult din cobalt, nichel, litiu și alte elemente valoroase prin procesul companiei de zero ape uzate și zero emisii. „Vom fi una dintre cele mai mari surse interne de nichel și litiu, precum și singura sursă de cobalt din Statele Unite”, spuneAjay Kochhar, cofondator și CEO al Li-Cycle.
Fondată la sfârșitul anului 2016, compania face parte dintr-o industrie în plină expansiune axată pe prevenirea a zeci de mii de tone de baterii litiu-ion să intre în gropile de gunoi. Din cele 180.000 de tone metrice de baterii Li-ion disponibile pentru reciclare la nivel mondial în 2019, doar puțin peste jumătate au fost reciclate. Pe măsură ce producția de baterii litiu-ion crește, la fel crește și interesul pentru reciclare.
Potrivit cu sediul la LondraStocarea circulară a energiei, o consultanță care urmărește piața de reciclare a bateriilor litiu-ion, aproximativ o sută de companii din întreaga lume reciclează bateriile litiu-ion sau intenționează să facă acest lucru în curând. Industria este concentrată în China și Coreea de Sud, unde se produc și marea majoritate a bateriilor, dar există câteva zeci de startup-uri de reciclare în America de Nord și Europa. În plus față de Li-Cycle, această listă include cea din StockholmNorthvolt, care construiește împreună cu Norvegia o fabrică de reciclare a bateriilor EVHidroși alumului Tesla J.B. StraubelMateriale Redwood, care are un domeniu mai larg de reciclare a deșeurilor electronice. [Consultați bara laterală, „14 proiecte de reciclare a bateriilor Li-ion de urmărit.”]
Aceste startup-uri își propun să automatizeze, să eficientizeze și să curețe ceea ce a fost un proces intensiv, ineficient și murdar. În mod tradițional, reciclarea bateriilor implică fie arderea lor pentru a recupera unele dintre metale, fie măcinarea bateriilor și tratarea „masei negre” rezultate cu solvenți.
Reciclarea bateriilor nu trebuie doar să fie mai curată, ci și să fie profitabilă în mod fiabil, spuneJeff Spangenberger, director alCentrul ReCell, o colaborare de cercetare în materie de reciclare a bateriilor susținută de Departamentul de Energie al SUA. „Reciclarea bateriilor este mai bună decât dacă extragem materiale noi și aruncăm bateriile”, spune Spangenberger. „Dar companiile de reciclare au probleme cu obținerea de profituri. Trebuie să facem acest lucru rentabil, astfel încât oamenii să aibă un stimulent să-și aducă bateriile înapoi.”
Ciclul Li va funcționa pe un model „spre și butuc”, spițele gestionând procesarea preliminară a bateriilor vechi și a resturilor de baterii, iar masa neagră alimentată într-un hub situat central pentru procesarea finală în materiale de calitate pentru baterie. Prima spiță a companiei este în Kingston, Ontario, lângă Toronto, unde are sediul Li-Cycle; o a doua spiță tocmai a fost deschisă în Rochester, unde viitorul hub este programat să se deschidă în 2022.
Inginerii Li-Cycle au îmbunătățit în mod iterativ reciclarea hidrometalurgică tradițională, spune Kochhar. De exemplu, în loc să demonteze un pachet de baterii EV în celule și să le descarce, ele separă pachetul în module mai mari și le procesează fără a se descărca.
Când vine vorba de chimia bateriei, Li-Cycle este agnostic. Bateriile principale cu nichel mangan cobalt oxid sunt la fel de ușor reciclabile ca și cele pe bază de fosfat de litiu și fier. „Nu există uniformitate în industrie”, notează Kochhar. „Nu știm chimia exactă a bateriilor și nu trebuie să știm.”
Câte baterii vor trebui reciclate? În prezentări, Kochhar se referă la un „tsunami care vine” de baterii litiu-ion uzate. Având în vedere că vânzările globale de vehicule electrice se așteaptă să crească de la 1,7 milioane în 2020 la 26 milioane în 2030, este ușor de imaginat că vom fi în curând inundați de baterii uzate.
Dar bateriile cu litiu-ion au o durată lungă de viață, spuneEric Melin al lui, directorul Circular Energy Storage. „Treizeci la sută din vehiculele electrice uzate de pe piața din SUA se află acum în Rusia, Ucraina și Iordania, iar bateria a venit ca pasager în acea călătorie”, spune Melin. Bateriile EV pot fi, de asemenea, reutilizate cadepozitare staționară. „Există încă multă valoare în aceste produse [utilizate]”, spune el.
Melin estimează că Statele Unite vor avea aproximativ 80 de kilotone metrice de baterii Li-ion de reciclat în 2030, în timp ce Europa va avea 132 de kilotone metrice. „Fiecare companie [de reciclare] înființează o fabrică cu mii de tone de capacitate, dar nu poți recicla mai mult material decât ai”, notează el.
Spangenberger de la ReCell este de acord că necesitatea unei capacități sporite de reciclare a bateriilor nu va fi presantă pentru o perioadă. De aceea, cercetarea grupului său se concentrează pe proiecte pe termen mai lung, inclusiv pe reciclarea directă a catodului. Reciclarea tradițională descompune catodul într-o sare de metal, iar reformarea sării înapoi în catozi este costisitoare. ReCell intenționează să demonstreze o metodă eficientă din punct de vedere al costurilor pentru reciclarea pulberilor catodice în acest an, dar vor mai dura cinci ani până când aceste procese vor fi gata pentru aplicarea în volum mare.
Chiar dacă tsunami-ul bateriei nu a sosit încă, Kochhar spune că producătorii de electronice de larg consum și EV sunt interesați acum de serviciile Li-Cycle. „Adesea, își împing furnizorii să lucreze cu noi, ceea ce a fost grozav pentru noi și foarte interesant de văzut”, spune Kochhar.
„Cercetătorii implicați în reciclare sunt foarte pasionați de ceea ce fac – este o mare provocare tehnică și doresc să descopere asta pentru că este ceea ce trebuie făcut”, spune Spangenberger. „Dar sunt și bani de câștigat, iar aceasta este atracția.”
