Az elektromos autók térnyerésének felgyorsítása fontos eleme a globális szén-dioxid kibocsátás érezhető csökkentésének, és a városi levegő minőség javításának, írja a Nature. Az elektromos autók egyre közkedveltebbek, főleg a városokban, azonban a növekvő számuk új problémát is jelent, mégpedig az autók életkorának növekedésével az újrahasznosításuk rendszerszintű megoldását. Az újrahasznosítás, mindamellett, hogy jelenleg se nem megoldott, se nem képes az egyre növekvő autók számával lépést tartani, nagyon fontos eleme lesz az elektromos autógyártásnak, hiszen ez lesz az akkumulátorok gyártásához szükséges alapanyagok legfontosabb másodlagos forrása a következő évtizedekben. Ehhez azonban a jelenlegi akkumulátor gyártást és autótervezést alapjaitól kezdve kell átgondolni és továbbfejleszteni, hogy az újrahasznosítás lépést tudjon tartani a gyártással és használattal.

Az elektromos autók nemcsak az autóhasználatot fogják gyökeresen átalakítani széleskörű elterjedésükkel, hanem az autók életciklusának végén történő újrahasznosítást, mint iparágat is. A legnagyobb kihívást az egyre nagyon energiasűrűségű, és egyre összetettebb akkumulátorok jelentik. Bár az jelenleg futó autóknak csak kevesebb mint 2%-a elektromos, de ezeket egymás után sorba állítva már most körül érnénk a bolygót. Az széles körben elfogadott nézet, hogy természetvédelmi és biztonsági szempontból az akkumulátorokat sem kijelölt raktárakban vagy — még rosszabb alternatívaként — szeméttelepeken tárolni, sem nagy tömegben szállítani nem tényleges megoldás. Vagyis az autók újrafeldolgozása regionális megoldásokat követel majd.

A szemétfeldolgozási hierarchiában az másodlagos felhasználás mindig előnyben részesül az újrahasznosítással szemben, hiszen így lehet a környezeti terhelést minimalizálni a gazdasági érték maximális megtartása mellett. Jónéhány vállalat foglalkozik már most is az autóipari akkumulátorok másodlagos felhasználási lehetőségeivel, pl. a stacionárius/lakossági energiatárolás keretében. Fejlett beépített érzékelőkkel és jobb használati nyomon követéssel az ilyen újrafelhasznált akkumulátorok egyéni sajátosságaihoz jobban illő felhasználási lehetőségeket lehetne találni, amivel nemcsak a gazdasági előnyök, de biztonsági szempontok is nagyobb figyelmet kaphatnának. Azt viszont nem lehet a szőnyeg alá seperni, hogy a másodlagos, újbóli felhasználás után is, előbb vagy utóbb, minden akkumulátor életciklusának végén feldolgozásra kerül majd — feltéve, hogy a szeméttelepi tárolás tényleg megengedett.

A mostani teljes élettartam alapján számolt szén-dioxid kibocsátási értékek szerint a jelenlegi újrahasznosítási eljárások a jelenlegi akkumulátorok esetében nem jelentenek tényleges kibocsátás csökkenést az nyers alapanyagokból való gyártáshoz képest. Emiatt a cikk szerzői szerint sürgősen új alapokra kell helyezni az újrahasznosítást, környezetvédelmi és gazdasági szempontok alapján. Ezek legfontosabb hajtóereje jelenleg az akkumulátorok kobalt tartalma. Ha az új akkumulátorok kobalt tartalma csökken, akkor az újrafeldolgozás nyereségessége is csökken a visszanyert mennyiségek csökkenése miatt.

Jelenleg az újrahasznosítandó akkumulátorok teljes volumene viszonylag alacsony. A volumen növekedésével a jelenlegi feldolgozási technológiák nem biztos, hogy a kínálattal együtt tudnak majd növekedni. A (pyro)metallurgiai megoldások különösen jelentős kezdeti befektetést kívánnak meg, szóval más, alternatív megoldásokra lesz majd szükség hamarosan, amelyek segítségével nemcsak a leginkább nyereséges komponenseket akarjuk majd kinyerni a használt akkumulátorokból, hanem a felhasznált anyagok nagyrészét vissza tudjuk forgatni a gyártásba.

Ilyen szempontból az ólom alapú akkumulátor gyártás mutathat utat a lítium-ion alapú akkumulátorok újrahasznosításának. Technológiai szempontból az ólom-savas akkumulátorok viszonylag egységes és egyszerű felépítéssel rendelkeznek, ami a szétszerelést és feldolgozást olyannnyira olcsóvá teszi, hogy az ólom ára képes azt gazdaságosság tenni. A lítium-ion alapú akkumulátorok rohamos fejlődése miatt azonban az ilyen iparilag egységes felépítés és szétszerelhetőségi standardok nem léteznek még.

Rengeteg fejlesztési kérdés áll még megválaszolatlanul. Az akkumulátorok válogatása, az elektródok szétválasztása, a feldolgozási folyamatok rugalmassága, az újrahasznosításra való tervezés és a gyártók közötti standardok bevezetése még mindig várat magára. Az biztos, hogy a robotizált akkumulátor feldolgozás előtt nagy jövő áll, az autókból való eltávolítás, szortírozás és szétbontás területén is, nemcsak a gazdaságosság, hanem az emberi munkaerő kiküszöbölése miatt is, az ezzel járó egészségügyi kockázatok minimalizálásával.

A jelenlegi akkumulátorokat nem a könnyű újrahasznosításra tervezik. Az ipari ragasztás és más, célirányos gyártási megoldások miatt az egységeket nehéz akár gépekkel, akár kézzel szétbontani. A jelenlegi feldolgozási megoldások nagy része az ipari szintű daraboláson és őrlésen alapszik, amiket rendszerint egy válogatási lépés követ. Emiatt a komponensek szétválogatása sokkal bonyolultabb, mint kellene vagy lehetne akkor, ha az akkumulátorokat nem kellene teljes egészében az eljáráson átvinni, és az így előállított hulladék fajta értéke is viszonylag alacsony.

Ahhoz, hogy az gyártáshoz szükséges nagy tisztaságú újrahasznosított hulladékot nagy volumenben tudjuk előállítani, olyan akkumulátorokra van szükség, ahol a szétbontás során csak minimális részelem vagy alkatrész keveredés történik. Jelenleg ezt csak nagy hozzáértést igénylő manuális munkával lehet elérni, ami nyilvánvalóan nem alkalmas ipari méretű alkalmazásra a gazdasági határokon belül. Automatizált és robotokat használó folyamatok esetében van esély a gazdaságosság növelésére, de csak akkor, ha a ragasztási és már gyártási eljárásokra is találunk megfelelő megoldásokat.

Bár a Nature cikk szerzői szerint ők inkább a tudományos kihívásokra koncentráltak az írás során, azt is felismerik, hogy a nem technológiai részleteket, mint pl. az autók és akkumulátorok begyűjtése, a szállítás, tárolás és az élettartam végét elérő akkumulátorokhoz kapcsolódó egyéb logisztikai kérdések legalább ennyire fontosak. Ezek rendszerint nagyon különbözőek országonként vagy régiónként, és emellett a különböző törvények és előírások miatt a gazdasági szereplők késztetése és a számukra kézenfekvő megoldások is más lehetnek.

Az elektromos autókban használt akkumulátorok újrahasznosítása elemi fontosságú. Kicsi az esélye annak, hogy minden típusú autó és akkumulátor sajátos esetére gazdaságos és használható eljárásokat fejlesszünk ki nagyon komoly K&F költségek nélkül, vagyis az újrahasznosítás hajtóereje a szeméttárolás elkerülése és a stratégiailag fontos alapanyagok kinyerése lesz. Rengeteg országban az akkumulátorok gyártásához szükséges alapanyagok importból származnak, egy megbízható beszállítói lánc fontos része a gyártásnak. A használt autók akkumulátoraiból kinyert másodlagos nyersanyagok fontos szerepet játszhatnak egy stratégiailag fontos szektor működésének biztosításában. Vagyis az újrafeldolgozás a kulcsa az elektromos autókat — és az ehhez szükséges akkumulátorokat — gyártó ipari szektor nyersanyag felhasználásának hosszútávú fenntarthatóságában.