Аккумуляторы остаются одним из главных аргументов против электромобилей. Для их производства нужны литий, никель, кобальт, графит и другие материалы, добыча которых требует много ресурсов. Да и само производство батареи тоже оставляет значительный углеродный след.
Но после того, как аккумулятор отработал свое в автомобиле, он не обязательно становится отходом. Еще несколько лет его можно использовать для хранения электричества — а потом отправить на переработку и вернуть часть материалов в производство.
Даешь батареям вторую жизнь!
Китайские ученые изучили, что будет происходить с аккумуляторами электромобилей в стране до 2050 года. Они учли, где будут скапливаться старые батареи, в каких регионах есть спрос на накопители энергии, где работают перерабатывающие предприятия и сколько будет стоить перевозка аккумуляторов между ними.
Оказалось, что сами батареи и спрос на них находятся в разных частях страны. Больше всего электромобилей ездит в развитых восточных провинциях, поэтому со временем именно там будет появляться основная масса старых аккумуляторов. А на западе Китая много солнечных и ветровых электростанций, которым нужны системы хранения энергии. Центры более современной переработки тоже совсем не обязательно расположены рядом с местами, где накапливаются отработанные аккумуляторы.
Если старые батареи оставлять там, где они вышли из эксплуатации, их потенциал будет использоваться хуже — без перевозки аккумуляторов между регионами страна может недополучить до 87% возможной экономии. Самым же выгодным оказался вариант, при котором батареи перевозят туда, где их можно повторно использовать для хранения энергии или отправить на более глубокую переработку.
За период до 2050 года такой подход может сократить выбросы примерно на 6,1 млрд тонн CO₂-эквивалента и сэкономить почти 3,9 трлн юаней — при этом расходы на перевозку остаются небольшими по сравнению с возможной выгодой.
Батарея после машины
Аккумулятор электромобиля со временем теряет емкость. Машина начинает проезжать меньше на одном заряде, а сама батарея хуже справляется с высокой нагрузкой. Но для использования вне автомобиля требования намного ниже.
Такой аккумулятор можно поставить в стационарную систему хранения энергии. Например, днем он будет накапливать электричество от солнечных панелей, а вечером отдавать его обратно в сеть или использовать для питания здания.
Таким образом, у аккумулятора может быть несколько этапов жизни. Сначала он работает в автомобиле, затем, если его состояние позволяет, еще несколько лет он используется в системе хранения энергии — и только после этого отправляется на переработку.
Минус в том, что использовать повторно можно не каждую батарею. Сначала нужно проверить ее состояние, остаточный ресурс и безопасность. Кроме того, аккумуляторы разных автомобилей отличаются по конструкции, а их разборка и переделка требуют денег. Есть еще одна проблема: новые батареи быстро дешевеют, поэтому иногда купить новую оказывается проще, чем переделывать старый автомобильный аккумулятор.
Рынок б/у батарей только начинает формироваться: старые электромобили пока чаще выгоднее продать, отремонтировать или восстановить целиком, чем сразу разбирать на аккумуляторы. В результате многие батареи продолжают работать в машинах намного дольше, чем предполагалось раньше.
Углеродный след батареи
Экологические претензии к аккумуляторам небезосновательны. Электромобиль еще до первой поездки обычно имеет больший углеродный след, чем бензиновая машина, потому что производство батареи требует дополнительной энергии и материалов.
По расчетам Международного совета по чистому транспорту (ICCT), производство электромобиля среднего размера дает примерно на 40% больше выбросов парниковых газов, чем производство аналогичной бензиновой машины — и связано это именно с аккумулятором.
Но сравнивать машины только на этапе производства некорректно. Автомобиль на бензине затем постоянно сжигает топливо, а электромобиль работает на электричестве, поэтому первоначальная разница сокращается довольно быстро.
Дополнительные выбросы при производстве электромобиля компенсируются примерно после 17 тысяч километров езды — обычно в течение первых одного-двух лет. А за весь жизненный цикл электромобиль дает примерно на 73% меньше выбросов парниковых газов, чем аналогичное обычное авто. А если использовать только электричество из возобновляемых источников, то разница достигает 78%!
Выжать максимум
Литий, никель, кобальт и графит уже были добыты, очищены и превращены в аккумулятор. Если батарею списать сразу после автомобиля, значительная часть ее оставшегося ресурса не будет использована.
Вторая жизнь позволяет отложить этот момент. Старый автомобильный аккумулятор может заменить новую батарею в стационарной системе хранения энергии — и добывать новое сырье просто не понадобится.
Это, конечно, не отменяет переработку совсем. Когда аккумулятор окончательно теряет рабочие свойства, его все равно придется разбирать и возвращать полезные материалы в производство. Пока, правда, старых аккумуляторов относительно немного. Массовый рост электромобилей начался совсем недавно, и большая часть установленных за последние годы батарей продолжает работать. По оценкам, задержка между ростом производства аккумуляторов и появлением сопоставимого потока батарей для переработки составляет около 15 лет.
Вторая жизнь не для всех
Отрасль солнечной и ветровой энергетики развивается, поэтому нужно все больше систем, которые могут запасать электричество и отдавать его позже. В 2025 году примерно треть всех батарей в США уже использовали именно для хранения энергии, а не в электромобилях.
Часть этого спроса можно закрывать батареями из электромобилей, если они сохранили достаточно ресурса — и это в 3-5 раз выгоднее обычной металлургической переработки старых аккумуляторов.
При этом отправлять все старые батареи на «вторую жизнь» тоже смысла не имеет. Часть будет слишком изношенной или поврежденной, часть окажется выгоднее сразу переработать. Поэтому правильно сначала оценить состояние аккумулятора и спрос в конкретных регионах — и уже потом решать, что с ним делать.
И вот тут возникают новые вопросы: как собирать отработанные аккумуляторы, как проверять их состояние, куда перевозить для повторного использования и в какой момент уже отправлять их на переработку.
От переработки никуда не деться
Как было сказано выше, пока отработанных батарей электромобилей не так много: массово такие машины начали продаваться сравнительно недавно, и большинство аккумуляторов еще работает. Но уже к 2030 году до конца срока службы могут дойти около 1,2 млн батарей, а к 2040 году — около 14 млн.
Поэтому переработка все равно станет важной частью системы. К 2050 году вторичное сырье из старых батарей может снизить потребность в новом литии и никеле примерно на 25%, а в кобальте — на 40%.
Способы переработки есть разные. Обычные методы извлекают из батареи отдельные металлы, разрушая ее компоненты. Более современный метод , который называется прямой рециклинг, позволяет сохранить часть материалов в готовом для повторного использования виде. Исследователи подсчитали, что сочетание такого способа переработки с повторным использованием батарей оказалось в 3–5 раз выгоднее обычной металлургической переработки.
Что в итоге?
Старую батарею не обязательно сразу отправлять на переработку. Самый оптимальный вариант — обеспечить батарее полный цикл: использовать ее в машине столько, сколько позволяет состояние, затем по возможности дать ей вторую жизнь в системе хранения энергии и только после окончательного износа уже перерабатывать — так аккумулятор прослужит дольше, а добытые для него материалы получится использовать по максимуму.
И даже с учетом более высоких выбросов на этапе производства электромобиль за весь срок службы все равно оказывается экологичнее обычного — особенно если дать возможность батарее отработать на полную.
Автор: Эвангелия Тонаева