Utilizzo dell’auto elettrica
Auto elettriche: Riciclaggio delle batterie per una maggiore sostenibilità
20.07.2024
La produzione delle batterie delle auto elettriche richiede molta energia e risorse. Ecco perché il loro riciclaggio è importante. Il compito diventerà rilevante soprattutto a partire dagli anni 2030. Anche le aziende svizzere vogliono partecipare.
Perché è importante riciclare le batterie delle auto elettriche?
Se sempre più persone circoleranno con i veicoli elettrici, in futuro ci saranno anche sempre più auto elettriche. Questi devono essere rottamati alla fine del loro ciclo di vita. Dove vanno le loro batterie agli ioni di litio? Poiché l’elettromobilità offre l’opportunità di una maggiore sostenibilità nei trasporti, gettare via non è una soluzione. Infatti, la Produzione delle batterie per auto elettriche è particolarmente ad alta intensità di materie prime ed energia. Inoltre, diverse materie prime, come il cobalto, provengono da Paesi con standard sociali dubbie. Ultimo ma non meno importante Europa per molte materie prime dipende da alcuni paesi. La soluzione a tutti questi problemi è il riciclaggio: Salvaguarda le risorse e riduce la dipendenza.
Il riciclaggio delle batterie delle auto elettriche deve è accaduto su larga scala. Una Studio su incarico dell’Ufficio federale dell’energia del 2023 stabilisce che già entro il 2030 la produzione mondiale di batterie agli ioni di litio aumenterà da sei a dieci volte. Si parla quindi di un fabbisogno di capacità dell’ordine di diversi terawattora – di diversi miliardi di chilowattora. All’anno! Con una terawattora La capacità produttiva può essere 15 milioni di autovetture elettriche di batterie.
Quanto dura la batteria di un’auto elettrica?
Una batteria di un’auto elettrica dovrebbe durare almeno otto anni o 160’000 chilometri. La maggior parte Costruttori di veicoli elettrici garantiscono che le loro batterie agli ioni di litio almeno il 70% di capacità di sicurezza. Per alcuni fornitori la garanzia è addirittura più elevata. La durata della batteria di un’auto elettrica dipende da molti fattori. Ad esempio:
dallo stile di guida
dalle tipiche temperature esterne
dal tipo di negozio
L’esperienza pratica dimostra che le batterie a propulsione durano a lungo e sono piuttosto affidabili. Alcuni esempi sono i seguenti Test a lungo termine dell’ADAC (Allgemeiner Deutscher Automobil-Club) con il BMW i3, il Nissan Leaf e il Renault Zoe. E nel 2022 Renault ha i suoi Esperienze con le batterie agli ioni di litio della Zoe E-Tech pubblicato: Il 99% di tutte le batterie utilizzate dal lancio sul mercato nel 2013 erano ancora completamente funzionanti e avevano almeno il 70% della capacità iniziale.
Qual è la seconda vita di una batteria per auto elettriche?
In Second Life le vecchie batterie per auto elettriche possono essere Accumulatore tampone nella rete elettrica dell’acqua. Ciò diventa rilevante quando una batteria agli ioni di litio è invecchiata così tanto che l’autonomia del veicolo si riduce in modo inaccettabile.
Poiché l’approvvigionamento energetico per la protezione del clima deve diventare più sostenibile, aumenta la quota di energie rinnovabili. Questo sviluppo è in tutto il mondo per la salute. Soprattutto l’energia eolica e solare svolgono un ruolo importante. Ma il vento non sempre soffia e il sole non splende costantemente. Pertanto, le reti di approvvigionamento energetico devono essere in grado di immagazzinare temporaneamente l’elettricità prodotta in modo sostenibile, che al momento non è necessaria.
Per tali accumulatore di energia stazionario sono batterie per auto elettriche dismesse predestinato. Le batterie vengono trattate in modo molto più delicato di quanto non sia possibile in auto. Ad esempio, non ci sono picchi di carico come in fase di accelerazione. Nel frattempo ne esistono parecchi Memoria Second-Life, anche nella Svizzera. In molti progetti manca ancora l’esperienza a lungo termine. Ma è evidenteChe la Second Life di una batteria potrebbe durare un intero decennio. Tali accumulatori tampone sono costituiti da Batterie di seconda vita possono essere utilizzati non solo direttamente nelle reti di approvvigionamento energetico, ma anche a livello locale: per le fabbriche, per le case unifamiliari con impianto fotovoltaico o per le colonnine di ricarica.
Come si presenta il ciclo di una batteria per auto elettriche?
Dopo la sua First Life nell’auto elettrica e il suo Second Life negli accumulatori di energia per le batterie agli ioni di litio non esiste uno scenario di impiego ragionevole. Ciò che rimane è la Recupero delle materie prime. Queste batterie contengono infatti moltissime materie prime preziose. Possono quindi servire come base di partenza per la produzione di nuove batterie agli ioni di litio. L’obiettivo è quello di raggiungere quote di riciclaggio più elevate possibile, il che è sensato dal punto di vista ecologico ed economico.
Quali materie prime contiene una batteria per auto elettriche?
Ogni batteria di trazione agli ioni di litio contiene decine di chilogrammi di metalli. Le percentuali esatte dipendono dalla chimica cellulare utilizzata. Sono cambiate nel corso degli anni e continueranno a cambiare perché lo sviluppo delle celle di accumulo avanza rapidamente. SvizzeraEnergia indica per il 2020 in caso di Batteria con capacità di 60 kWh i seguenti valori:
Litio: da cinque a sette chilogrammi
Cobalto: da cinque a undici chilogrammi
Nichel: Da 28 a 39 chilogrammi di nichel
Manganese: da cinque a 16 chilogrammi
Grafite: Da 45 a 53 chilogrammi di grafite
Alluminio: Da 30 a 35 chilogrammi
Rame: Da 19 a 20 chilogrammi
Acciaio: Da 19 a 20 chilogrammi
Il materiale del vano batterie non è ancora stato preso in considerazione. In altre sostanze chimiche, come le batterie al litio-ferro-fosfato (LFP), che stanno diventando sempre più importanti, alcune delle materie prime citate mancano, ma se ne aggiungono altre, come il ferro.
Come si ricavano le materie prime dalle batterie agli ioni di litio?
Innanzitutto, le batterie devono essere smontate nei loro componenti. Esistono diversi approcci per il riciclaggio delle materie prime. Le imprese e gli istituti di ricerca stanno inoltre lavorando al miglioramento delle procedure. In linea di principio Riciclaggio di una batteria per auto elettriche seguenti Fasi da:
La Scarico della batteria, per motivi di sicurezza.
La Smontaggio della batteria. È costituita da un alloggiamento, un’elettronica, un circuito di raffreddamento e le celle della batteria vere e proprie, eventualmente raggruppate in gruppi, inserite a loro volta negli alloggiamenti.
Processi meccanici come triturazione, vagliatura o cernita.
Nell’ultima fase vengono Materie prime estratte chimicamente o termicamente. Nell’approccio chimico si utilizzano per esempio gli acidi. Nel processo termico si brucia la massa residua ad alte temperature e si sfruttano i diversi punti di fusione dei componenti per la separazione.
Il riciclaggio termico, in particolare, richiede molta energia, motivo per cui le alternative suscitano grande interesse nell’industria. A seconda della procedura concreta, oggi Quote di riciclaggio dal 30 al 90%.
Le batterie per auto agli ioni di litio vengono riciclate in Svizzera?
No. Perché il Riciclaggio effettivo attualmente non redditizioSecondo l’Ufficio federale dell’energia. Tuttavia, con l’aumentare della quantità, i costi di riciclaggio diminuirebbero per effetto delle economie di scala. Una recente pubblicazione Indagine della società di consulenza Strategy& conclude, ad esempio, che il riciclaggio delle batterie nell’UE dovrebbe essere un’attività redditizia già prima del 2035. In questo momento non si tratta tanto di essere i primi, quanto di essere pronti per tempo.
L’associazione degli importatori svizzeri di automobili auto-suisse si sta preparando. Un primo passo è stata la creazione della Cooperativa Sestorec. Ne fanno parte membri di auto-suisse, ma anche importatori e altre case automobilistiche. In questo modo si intende Soluzione settoriale per la Svizzera per la salute. In tutto il mondo, l’industria automobilistica e del riciclaggio stanno collaborando a concetti per creare circuiti il più possibile chiusi delle batterie per auto elettriche.
Sono nate anche molte start-up. Pertinenti Progetti spesso si trovano ancora in uno stadio iniziale. Attualmente, le aziende di riciclaggio trattano soprattutto celle ricavate dai rifiuti derivanti dalla produzione di batterie. In misura molto minore, le batterie vengono riciclate dai veicoli incidentati o nell’ambito di casi coperti da garanzia.
Queste sono le aziende svizzere che riciclano le batterie
Batrec, specialista dei rifiuti industriali pericolosi, ricicla da tempo tutti i tipi di batterie ricaricabili. Finora le batterie non provengono quasi dal giovane mercato delle auto elettriche.
Kyburz (disambigua) è noto soprattutto per i suoi scooter elettrici a tre ruote. Per le loro batterie, l’azienda ha un risparmio energetico Processo di riciclaggio consolidata. Sono possibili quote di recupero superiori al 90%. Tuttavia, il procedimento è stato finora adatto solo per le batterie al litio-ferro-fosfato di Kyburz. Insieme all’istituto di ricerca Empa e ad altri partner del progetto, l’azienda intende ora Trasferire il processo alle batterie agli ioni di litio.
Librec è una start-up che intende iniziare a riciclare le batterie agli ioni di litio nel 2024, per la Svizzera e i Paesi confinanti. Prima di riciclare una batteria, l’azienda ne verifica sistematicamente l’idoneità per Second Life.
Quali sviluppi sono prevedibili in materia di riciclaggio?
Oltre alla scalabilità dell’attività come passo decisivo, ci sono altri punti di partenza per un riciclaggio economico. Ad esempio, una più leggera – e soprattutto automatizzabili – Smontaggio delle batterie un grande vantaggio competitivo.
Chimica cellulare alterata avrebbero un effetto positivo anche perché sarebbero coinvolti meno materiali. Ne sono un esempio i già citati Batterie al litio-ferro-fosfato, senza cobalto, nichel e manganese.
Con Accumulatori agli ioni di sodio, la cui fattibilità per l’elettromobilità è attualmente in fase di sperimentazione pratica, la situazione del riciclaggio potrebbe migliorare ulteriormente in modo drammatico. Se ci riusciremo è ancora da vedere. Allo stato attuale, le batterie agli ioni di sodio non sono altrettanto efficienti delle batterie ricaricabili agli ioni di litio.
Qual è la situazione giuridica per il riciclaggio delle batterie?
La UE ha recentemente Ordinanza sulle batterie rielaborato. Di conseguenza, la quota di riciclo non è più del 50, ma del 90% e in seguito del 95%. Ogni batteria di nuova produzione deve contenere una percentuale di materie prime riciclate. Ciò vale, ad esempio, per il cobalto, il nichel e il litio. La percentuale prescritta aumenta in modo specifico con il tempo. Ad esempio, la quota di cobalto riciclato dovrà essere del sei percento a partire dal 2031 e del 26% a partire dal 2036.
Inoltre, a partire dal 2027 entrerà in vigore un Passaporto della batteria che contiene anche informazioni sulla composizione e sullo smontaggio della batteria. Lo scorso autunno, l’Associazione traffico e ambiente ATA ha Risposta alla consultazione chiede alla Svizzera di adeguare il proprio riciclaggio al regolamento UE. In Svizzera sono necessarie condizioni quadro legali affinché nel settore delle batterie si possa affermare un’economia circolare.
In tutte le attività di riciclaggio è importante lunghi tragitti di trasporto vero evitare. Le batterie, infatti, sono pesanti e, al termine della loro vita utile, avrebbero un ulteriore e inutile impatto sull’ambiente. Almeno ogni regione del mondo creerà quindi presumibilmente i propri cicli di riciclaggio.