Замыкая цикл
Фрезы острыми зубьями врезаются в блоки отработавших аккумуляторных батарей. Рассекая алюминиевую фольгу на пачках полимерно-литиевых сборок, установка наполняет контейнер мелкими разноцветными кусочками металла, выпачканными в графите и электролите.
Шредер для ионно-литиевых аккумуляторов впервые был создан только весной 2019 года. Раньше это казалось немыслимым, поскольку их электролит на воздухе легко воспламеняется. Достаточно небольшой искры, и он начинает полыхать жёлтым огнём, испуская ядовитый дым.
Чтобы не допускать возгорания, немецкая компания Duesenfeld полностью разряжает аккумуляторы перед их загрузкой в шредер, а его герметичный корпус наполняет инертным азотом. Легко воспламеняющийся электролит выпаривается и откачивается из камеры, после чего уже оттуда извлекается аккумуляторная крошка. Из неё можно получать ценные материалы, доводя степень их повторного использования до 96%.
В рост
По дорогам Швейцарии уже бегает около 45 тысяч электромобилей и подключаемых к сети гибридных авто. Но это только начало: в 2020 году автопроизводители выпустят в продажу новые модели с существенно улучшенными характеристиками, которых так ждут покупатели. Например, группа «Фольксваген» выкатывает массовый полностью электрический хэтчбек ID.3. Самое время всерьёз задуматься о том, что делать с аккумуляторами машин, которые отслужат свой срок или будут разбиты в аварии.
Швейцарская ассоциация импортёров автомобилей предвидела эту проблему заранее и ещё в 2018 году обратилась в научно-исследовательский институт EMPA с просьбой разработать схему переработки аккумуляторов для извлечения и повторного использования редких металлов. У EMPA есть опыт таких разработок, но он касается электронных приборов и компьютеров. Между тем в стране с 1992 года существует фонд вторичной переработки автомобилей (Swiss Auto Recycling Foundation), однако ситуация с электромобилями осложняется тем, что в их цену не заложены затраты на утилизацию.
Duesenfeld поставлена на промышленную основу
С марта 2019-го лаборатория «Технологии и общество» EMPA реализует совместный проект с фондом вторичной переработки. Сотрудники лаборатории уже проанализировали опыт соседних стран, подсчитали экологический ущерб от аккумуляторов в случае, если они окажутся на свалке, и оценили затраты на вторичную переработку, а также создали компьютерную модель для оценки её объёмов. В результате была выбрана оптимальная стратегия.
Горячо - холодно
В большинстве случаев ионно-литиевые аккумуляторы перерабатывают, нагревая их в печах до высоких температур. Лидером «горячего» рециклинга считается бельгийская компания Umicore. В результате разогрева аккумуляторов электролит, графит и алюминий выгорают, превращаясь в бесполезный шлак (так что эти материалы пропадают), а медь, кобальт и никель образуют сплав, из которого можно на аффинажном заводе выделить чистые металлы.
Существуют и другие способы и технологические решения по автоматизированной переработке аккумуляторов. Например, швейцарская компания Batrec Industrie для предотвращения возгораний измельчает их во влажной камере. Специалисты EMPA внимательно изучают все существующие технологии.
Как довезти?
Проблема осложняется потенциальной опасностью ионно-литиевых аккумуляторов, которую нужно учитывать при организации их доставки на перерабатывающее производство. «Тяговые батареи, повреждённые в автокатастрофе, могут неожиданно загореться. Поэтому их следует перевозить в специальных контейнерах как опасные грузы», - объясняет директор фонда повторной переработки автомобилей Дэниел Кристен. А это затратно и долго. Недаром фонд ищет недорогие способы «разоружать» аккумуляторы перед доставкой на завод.
В этой сфере уже кое-что придумано. Компания Blubox Trading использует специальный контейнер Firebox, оборудованный системой автоматического огнетушения. В контейнер помещается весь электромобиль или несколько аккумуляторных блоков.
Кроме того, специалисты по доставке и вторичной переработке аккумуляторов должны пройти специальную подготовку и действовать так, чтобы выведенные из эксплуатации электромобили ни для кого не представляли опасности. Уже создана база данных для спасателей. Например, водитель эвакуатора может занести автомобильный номер в программу на планшете, и она покажет, как следует безопасным образом отключить аккумулятор. Там же в программе хранится информация о том, как правильно разобрать автомобиль.
Проблемы остаются
Тем не менее для построения полноценной системы вторичной переработки аккумуляторов ещё нужно прояснить ряд непростых вопросов. Например, пока непонятно, каким образом будет развиваться рынок бывших в употреблении автомобильных батарей. Возможно, какие-то из них, избегнув переработки, обретут «вторую жизнь» в домах в качестве полезного дополнения к солнечным панелям. Не исключено, что станет рентабельным восстановление аккумуляторных блоков путём диагностики и замены отказавших элементов. Через какое время списанные аккумуляторы попадут в этом случае на переработку, трудно сказать.
С экономической точки зрения есть несколько, как сегодня говорят, «развилок». Нуждается ли Швейцария в собственных заводах по переработке ионно-литиевых аккумуляторов или эту задачу выполнят зарубежные поставщики автомобилей? Многое будет зависеть от цены сырьевых товаров - лития, кобальта, никеля, графита, от соотношения стоимости и технических характеристик новых аккумуляторов, а также от политических решений, влияющих на законодательство и промышленную политику государства.
* * *
Как бы то ни было, в конце тоннеля уже замаячил свет. Электромобили не станут камнем преткновения для предприятий вторичной переработки. С технологической точки зрения нерешаемых проблем не существует, а специалисты работают.
Читайте другие наши материалы
