По прогнозу New Energy Finance (BNEF) на начало 2023 года во всем мире число автомобилей с электроприводом составит 26 000 000 штук. В то же время такая внушительная цифра составляет всего лишь 2% от легковых автомобилей в мире (около 1,2 млрд).
По подсчетам BNEF, 46% продаж электромобилей сейчас приходится на Китай, 34% — на Европу, еще 15% — на Северную Америку. При этом на все остальные страны приходится лишь 5% от общего числа электромобилей. Мировые автопроизводители регулярно объявляют о расширении планов по развитию электромобилей.
Однако об утилизации аккумуляторных батарей электромобилей заботятся далеко не все страны-производители экологического транспорта. Посмотрев на рисунки 1, 2 и 3, увидим довольно печальную картину: если утилизация электромобилей еще как-то контролируется в Европе и Китае, и развивается в Канаде и Индии, то повторное использование аккумуляторов в мировом масштабе не развита совсем.
Только Китай находится в процессе разработки стандартов на повторное использование аккумуляторов. В Европейском Союзе существует законодательство в виде Директивы 2005/64/EC, обеспечивает общую основу для повторного использования компонентов, систем и отдельных технических узлов транспортных средств, однако не существует конкретных положений, касающихся аккумуляторных батарей электромобилей.
Поиском механизмов повторного применения батарей для электромобилей после определенного периода их использования в транспортном средстве занимается ряд крупных автопроизводителей, в том числе Nissan, General Motors, Tesla, Mitsubishi, Ford. Nissan даже создала отдельное совместное предприятие с Sumitomo Corporation для содействия альтернативному применению батарей Nissan Leaf, которые впоследствии попадут на вторичный рынок.
Автопроизводители, такие как Renault, внедрили новую бизнес-модель в рамках возможного повторного использования аккумуляторных батарей. В соответствии с этой моделью аккумуляторная батарея сдается в аренду собственнику транспортного средства, в то время как фактическое право собственности на аккумуляторную батарею сохраняется за производителем. После выработки этими аккумуляторными батареями своего эксплуатационного ресурса производитель заменяет их на новые аккумуляторные батареи по минимальной цене. Благодаря такому подходу аккумуляторные батареи либо восстанавливаются в качестве запасных аккумуляторных батарей, либо подвергаются утилизации для повторного использования.
Утилизацией батарей электромобилей в промышленном масштабе в Западной Европе занимаются только две компании – бельгийская Umicore и немецкая Redux. Их техпроцессы утилизации сводятся в основном к восстановлению металлов – меди, никеля и кобальта. Соединения ценного лития не перерабатывают из-за слишком высокой стоимости процесса, не покрываемой утилизационной пошлиной и делающей переработанный литий гораздо дороже добываемого из недр. Таким образом, литий-ионные батареи электромобилей перерабатываются в странах ЕС лишь на 70%.
Давайте посмотрим на основные этапы переработки:
- Сбор. Сбор отслуживших, нерабочих аккумуляторных батарей.
- Разряд, когда используют энергию, выделяемую при разрядке батарей, для поддержания электрической сети.
- Демонтаж. Чтобы эффективно утилизировать литий-ионные аккумуляторы, их необходимо правильно демонтировать после разряда.
- Переработка. Благодаря современным методам переработки, максимум ценных веществ, таких как нержавеющая сталь, алюминий, медь, пластик и активный материал могут быть извлечены из ячеек каждого литий-ионного аккумулятора. Для достижения наилучших результатов отделяются корпуса, которые тоже перерабатываются.
С 2006 года Umicore предоставляет услуги по переработке литий-ионных (Li-ion), литий-полимерных и никелевых металлгидридных батарей (NiMH) из всех возможных областей применения по всему миру. Из этих аккумуляторов извлекаются ценные металлы, которые могут быть преобразованы в активные катодные материалы для производства новых аккумуляторных батарей.
Как повторное использование практикуют частные компании в развитых странах?
Например, интересный проект, названный «The Reborn Light», призван обеспечить освещение жителям Намиэ (Япония) для поддержания проекта по восстановлению города после землетрясения и цунами 11 марта 2011 года. В проекте будет задействовано большое количество использованных батарей электромобилей.
Nissan и ее дочерняя компания 4R Energy Corporation планируют установить новые уличные фонари в городе Намиэ (Япония), которые будут питаться от комбинации из солнечных панелей и использованных батарей от электромобиля Nissan Leaf.
BMW Group выпустила 100000 BMW i3, представила прототип BMW i8 Roadster 2018 и открыла завод по ремонту и хранению использованных батарей в Лейпциге. Завод по хранению, переработке и ремонту бывших в употреблении аккумуляторов BMW i3 для вторичного использования после того, как автомобиль достигнет конца своего жизненного цикла, позволяет принять до 700 батареи за раз. Завод по производству, хранению, утилизации и ремонту аккумуляторов BMW Group откроет новый потенциал для экономии затрат и энергоэффективности, а также сокращения выбросов CO2 в энергетическом секторе.
Проект BMW Battery Storage Farm в Лейпциге является частью инициативы WindNODE, направленной на развитие интеллектуальных систем использования и хранения возобновляемых источников энергии. Федеральное министерство экономики и энергетики Германии предоставляет финансирование для этого предприятия через программу «Смарт Энерджи».
Компания EVgo объявила о том, что будет использовать батареи электромобилей с отработанным ресурсом в своих системах быстрой зарядки. EVgo уже создала первую такую систему в калифорнийском городе Юнион-Сити, в которой батареи BMW i3 используются для сохранения энергии во время пиковой солнечной активности с последующим распределением ее по мере необходимости, преимущественно, чтобы уменьшить нагрузку на быстрые системы зарядки, которые подключены к общей энергосети. EVgo Union City имеет два быстрых зарядных устройства мощностью 50 кВт/ч, а вторичная аккумуляторная система объединяет две батареи BMW i3 собранных в одном корпусе. Каждая аккумуляторная батарея имеет емкость 22 кВт/ч и в сочетании с инвертором 30 кВт предлагает систему хранения энергии мощностью 30 кВт/44 кВт/ч.
Аккумуляторные батареи BMW i3 подключили к британской национальной энергосистеме, создав из них крупнейшее в Объединенном Королевстве хранилище. Проект состоит из шести транспортировочных контейнеров, пять из которых вмещают 500 аккумуляторов BMW i3, емкостью 33 кВт каждый.
У Renault есть батареи, поддерживающие лифты в Париже. Недавно стадион в Амстердаме запитали от аккумуляторных батарей Nissan Leaf. Основная цель системы — сделать систему электроснабжения более надежной и эффективной, а также облегчить нагрузку на сеть.
Подобные проекты становятся отличным примером для стран, где электромобили продолжают завоевывать сердца автомобилистов. Перспектива развития рынка переработки аккумуляторных батарей электрокаров вселяет надежду на светлое будущее в прямом и переносном смысле.
Что касается российского рынка, то нельзя не отметить стремительный рост заправочной инфраструктуры для автомобилей и автобусов на электротяге в крупных городах (Москва, Санкт-Петербург, Казань, Нижний Новгород), что является базовым фактором развития рынка экологического транспорта. Также активную политику в области развития транспортных эко-проектов начал вести Российский Экологический Оператор, а, следовательно, проекты по производству, утилизации и переработке батарей будут рассматриваться как инвестиционные и уже начали свою работу.
