Переработка аккумуляторов электромобилей создает цикличную экономику с нуля

Миллиарды долларов подслащивают ранние усилия переработчиков аккумуляторов электромобилей. Но колебания цен на материалы и недостатки политики усложняют долгосрочную картину.

Сторонники цикличной экономики для аккумуляторов электромобилей надеются увидеть устойчивые цепочки поставок, новые рабочие места и сокращение выбросов в Соединенных Штатах. Это связано с тем, что рынок электромобилей все еще находится в зачаточном состоянии, и пока еще не хватает продаж, чтобы требовать массовой переработки, что позволяет построить цикличную экономику с нуля.

«Что мне действительно нравится во всем этом разговоре об утилизации аккумуляторов электромобилей: как часто мы начинаем разговор в корпоративной Америке с вопроса: «Как мы собираемся перерабатывать эту штуку?» — сказал Брэндон Трейси, бывший аналитик по вопросам энергетической и минеральной политики в Исследовательской службе Конгресса . «Это прекрасное осознание того, что мы облажались в прошлом, не начав с жизненного цикла и не сказав: «Что мы будем здесь делать?»»

Финансирование новых усилий по переработке аккумуляторов электромобилей уже раскалено добела. Как и шумиха вокруг новой «золотой лихорадки» для черной массы. Это мутный шлам из лития, кобальта, никеля и других критически важных минералов, которые производят заводы по переработке литий-ионных аккумуляторов.

Администрация Байдена предлагает множество бизнес-стимулов, чтобы компенсировать доминирование Китая в добыче и производстве электромобилей.

Множество заводов по переработке аккумуляторов в США готовятся к ожидаемому потоку аккумуляторов для электромобилей, поскольку они иссякнут в конце этого десятилетия в некоторых ранних моделях Nissan Leaf и Chevy Volt. Срок службы аккумулятора для электромобилей составляет от десяти до 20 лет.

На данный момент переработчики в основном перерабатывают отходы производства аккумуляторов, а также старые смартфоны и другую бытовую электронику.

Министерство энергетики США (DOE) 20 сентября объявило о выделении 3 миллиардов долларов переработчикам аккумуляторов и производителям компонентов, что, по его словам, создаст 12 000 рабочих мест. «Выводя США на передовые позиции в производстве передовых аккумуляторов, мы создаем высокооплачиваемые рабочие места и укрепляем наше глобальное экономическое лидерство и внутреннюю энергетическую безопасность, одновременно поддерживая переход к чистой энергии», — заявила в пресс-релизе министр энергетики США Дженнифер Грэнхолм.

Частное финансирование также стимулирует «городскую добычу полезных ископаемых» с целью извлечения важнейших минералов из использованных батареек, а не из земли. 

Среди оптимистичных ожиданий:

• По данным Фонда защиты окружающей среды, к 2028 году заводы США смогут производить столько аккумуляторов, сколько потребуется для производства 10 миллионов электромобилей .

• По данным Международного совета по чистому транспорту (ICCT ), мощности предполагаемых заводов по переработке позволят перерабатывать достаточное количество аккумуляторов, вышедших из эксплуатации легковых автомобилей, до 2044 года.

• По данным ABI Research, существующих и планируемых объектов будет достаточно для переработки около 1,3 млн отслуживших свой срок аккумуляторов электромобилей в год к 2030 году, но к тому времени в наличии будет только 341 000 отслуживших свой срок аккумуляторов .

Эта новая экономика только разогревается. «Есть огромная разница между тем, что объявлено, и тем, что будет материализовано», — сказал Георг Бикер, старший научный сотрудник Международного совета по чистому транспорту в Вашингтоне, округ Колумбия.

«Мы находимся в редком моменте, когда мы можем построить это с самого начала», — сказала Лора Лоссиуто, которая возглавляет Инициативу по цикличной экономике аккумуляторов в Институте Роки-Маунтин (RMI). Целью этих усилий является предотвращение отходов, загрязнения и социальных проблем, которые породили устаревшие транспорт и производство.

Сладкая морковь, без палочки

Несмотря на многочисленные политические «пряники», США не применяют «кнут» к компаниям, чтобы те не выбрасывали батареи на свалки . 

• Из 1,2 трлн долларов, выделяемых на энергетику и транспорт, Закон о двухпартийной инфраструктуре предусматривает 7 млрд долларов на развитие внутренних цепочек поставок аккумуляторов.

• Чтобы потребители могли получить налоговый кредит на чистую энергию в размере 3750 долларов США при покупке электромобиля, Закон о снижении инфляции 2022 года требует, чтобы критически важные минералы батареи были либо «добыты или переработаны» в США или партнером по свободной торговле, либо переработаны в Северной Америке. Дополнительный налоговый кредит в размере 3750 долларов США касается компонентов батареи.

• Кроме того, на федеральном уровне, если закон TRACE станет законом, он установит, но не потребует введения цифровых идентификаторов для аккумуляторных материалов.

Напротив, правила расширенной ответственности производителей (EPR) Европейского союза требуют от производителей аккумуляторов управлять сбором и переработкой.

«Многие автопроизводители в США также работают в ЕС, поэтому им приходится соблюдать эти стандарты, по крайней мере, для части своих продаж», — сказала Джессика Данн, старший аналитик по транспорту в Союзе обеспокоенных ученых.

«Как нам создать рынок, который будет работать в гармонии, даже в пределах США?» — сказал ЛоСиуто из Battery Circular Economy Initiative. «Мы не хотим лоскутного одеяла из 50 различных государственных нормативных актов и 50 различных государственных систем».

Однако активность государства настолько мала, что заполнен только один «участок»:

• В январе Нью-Джерси стал первым штатом с расширенным законом о ответственности производителя. Он требует, чтобы производители аккумуляторов имели план по переработке.

• Губернатор Калифорнии Гэвин Ньюсом наложил вето на законопроект 1 октября, который заставил бы автопроизводителей перерабатывать аккумуляторы электромобилей. Ожидается появление новой версии.

В США переработчики аккумуляторов вынуждены выдерживать взлеты и падения цен на сырьевые товары. Литий в последнее время стоит недорого , и его добыча может вырасти внутри страны , но кобальт, в основном экспортируемый , относительно дорог. Ходят слухи о правительственном минимальном уровне цен на критически важные минералы, чтобы помочь конкуренции в США.

И хотя литий-ионные аккумуляторы сегодня доминируют , нет никаких гарантий, что они в конечном итоге не выйдут из моды , заставив переработчиков переоснащаться.

По словам экспертов, потребуются десятилетия, чтобы эта экосистема стала более четкой, а затем она будет развиваться дальше.

Крупные государственные гранты

На данный момент это время бума для строителей аккумуляторных заводов . «Пояс аккумуляторов» формируется в штатах Великих озер и на Юге. Богатая литием Невада — еще один центр с переработчиком и переработчиком Redwood Materials в Карсон-Сити и гигафабрикой Tesla за пределами Рино. 

Среди 25 последних получателей грантов DOE в 14 штатах — Cirba Solutions из Южной Каролины, получившая 200 миллионов долларов. Переработчик измельчает батареи и продает богатую минералами черную массу переработчикам, процессорам и производителям батарей. Некоторые переработчики также занимаются очисткой и переработкой. Например, Ascend Elements из Массачусетса производит активный материал катода батареи из производимой им черной массы. Она делится 125 миллионами долларов от DOE с Orbia Advance Corporation из Мехико .

В сентябре инвестиции от Министерства энергетики получили также признанные гиганты горнодобывающей и химической промышленности.

Игроки создают партнерства для налаживания связей внутри региональных центров и между ними .

19 сентября BMW Group объединилась с Redwood Materials для переработки всех своих аккумуляторов для автомобилей в США. Redwood также сотрудничает с Ford, Volvo, Volkswagen , Toyota и Rivian. Стартап привлек $2 млрд плюс $2 млрд кредита DOE для своей заявки на замкнутый цикл для управления всем жизненным циклом аккумулятора.

Бизнес-кейс

Экологические группы хотят замкнуть цикл на материалах и продвигать декарбонизацию. Сторонники социальной справедливости хотят, чтобы оншоринг закрывал пробелы в возможностях и предотвращал промышленные опасности. Бизнес, конечно, хочет заработать.

Частные инвесторы вливают сотни миллионов в стартапы, связанные с аккумуляторами, с предложениями по цикличной экономике. После предыдущих 480 миллионов долларов из двух грантов DOE в 2022 году , Ascend Elements закрыла 650 миллионов долларов в финансировании серии D в этом году.

«Это требует значительных капиталовложений, и нам нужен каждый доллар», — сказал Роджер Лин, вице-президент Ascend Elements по связям с государственными органами.

Компания прокладывает трубы для объекта площадью миллион квадратных футов в Хопкинсвилле, штат Кентукки . Планируется, что начиная с середины 2025 года, из переработанных аккумуляторов будет выкачиваться достаточно катодных материалов для поставки 750 000 аккумуляторных батарей в год .

Между тем, отраслевые альянсы публично поддерживают цикличность для аккумуляторов электромобилей. С момента своего появления на Всемирном экономическом форуме в 2017 году базирующийся в Брюсселе Global Battery Alliance привлек Tesla, Volkswagen, Volvo Group и 167 других организаций.

«Проблемы цепочки поставок, безусловно, являются главными заботами автопроизводителей и их поставщиков», — сказал Дэн Боуэрсон, вице-президент по энергетике и окружающей среде в Альянсе автомобильных инноваций , объединяющем автопроизводителей , в мае на мероприятии Trellis Circularity 24 в Чикаго.

Согласно исследованию McKinsey & Company, переработанные материалы для батарей имеют углеродный след в четыре раза меньше, чем у традиционно добываемых . Кроме того:

• По данным RMI, региональные цепочки поставок минералов для аккумуляторов сокращают среднее расстояние, которое они преодолевают от рудника до аккумулятора, на 50 000 миль .

• По данным исследования Американского химического общества, проведенного в 2021 году , к 2040 году отработанные аккумуляторы электромобилей могут обеспечить 60 процентов кобальта, 53 процента лития и 53 процента никеля для новых автомобильных аккумуляторов во всем мире.

• По данным McKinsey & Company , к 2040 году ежегодные доходы от переработки и утилизации аккумуляторов могут достичь $95 млрд во всем мире . Кроме того, к 2025 году каждая тонна материала аккумуляторов может принести $600 стоимости.

Источник: https://trellis.net/article/ev-battery-recycling-is-building-a-circular-economy-from-scratch/