Lietuvos ir viso pasaulio keliuose elektromobilių (EV) šiandien yra daugiau nei bet kada anksčiau. Vis daugiau žmonių pradeda atsisakyti vidaus degimo variklį turinčio transporto priemonių, kad sumažintų anglies dioksido išmetimą, kuris prisideda prie klimato kaitos. Bet kaip dėl baterijų, naudojamų šiam elektriniam transportui, poveikio aplinkai?

Kiek baterijų rūšių yra ir kaip jos veikia?

Kadangi elektromobilių rinka plečiasi, o vartotojai turi daugiau pasirinkimo, kai kalbama apie gamintojus ir modelius, svarbu suprasti skirtingus akumuliatorių tipus ir kas į juos patenka.

Pasak JAV Energetikos departamento, yra keturi pagrindiniai energijos kaupimo sistemų tipai, naudojami elektromobiliuose:

• Ličio jonų baterijos: jos naudojamos tokiuose įrenginiuose kaip mobilieji telefonai ir nešiojamieji kompiuteriai. Elektromobilių pramonėje jos yra plačiai naudojamos dėl didelio efektyvumo, gero veikimo aukštoje temperatūroje, mažo savaiminio išsikrovimo (cheminės reakcijos, dėl kurios prarandamas įkrovimas) ir dėl to, kad daugumą jų komponentų galima perdirbti.
• Nikelio-metalo hidrido akumuliatoriai: jų galite rasti daugelyje rinkoje esančių hibridų, nors daugumoje įkraunamų elektromobilių jas pakeitė ličio jonų akumuliatoriai. Pagrindiniai nikelio-metalo hidrido akumuliatorių iššūkiai yra jų didelė kaina, didelis savaiminis išsikrovimas ir mažas našumas aukštesnėje temperatūroje. Tačiau jie paprastai laikomi saugesniais nei ličio jonų akumuliatoriai, nes neturi skysto elektrolito, kuris gali išsilieti per avarijas.
• Švino rūgšties akumuliatoriai: tai pigiausios ir seniausios baterijos. Įkraunant ir veikiant paprastai išsiskiria vandenilis, deguonis ir siera. Aštuntajame dešimtmetyje jie buvo naudojami ankstyvosioms elektromobilių versijoms maitinti.
• Ultrakondensatoriai: naudingi suteikiant papildomos galios įsibėgėjant ir važiuojant į kalną. Jie gali būti naudojami kaip antrinė energijos saugykla elektromobiliuose, nes jie gali greitai kaupti ir atiduoti energiją, kartu apsaugant pagrindines baterijas nuo perkaitimo.

Pastaraisiais metais daug dėmesio buvo skiriama ir kitų tipų akumuliatoriams. Pavyzdžiui, 2021 metais „Tesla“ standartinio diapazono transporto priemonėms pasirinko ličio-geležies fosfato (LFP) akumuliatorių.

„Chemijos požiūriu ir gyvavimo ciklo požiūriu jie gali tarnauti keturis ar penkis kartus ilgiau nei ličio jonų akumuliatoriai, be to, jie laikomi saugesniais“, – sakė Kanados miesto tranzito tyrimų ir inovacijų konsorciumo prezidentas bei generalinis direktorius Josipa Petrunic.

„Tesla“ mokslininkai taip pat bendradarbiauja su Dalhousie universitetu Halifakso mieste, kad sukurtų nikelio pagrindu pagamintą bateriją, kuri būtų patvaresnė nei LFP baterija ir optimaliomis sąlygomis galėtų tarnauti 100 ar daugiau metų.

Kiek laiko veikia EV baterija?

Tai priklauso nuo to, kokios baterijos naudojamos ir kaip jomis rūpinatės. Remiantis dabartine EV rinka, baterijų paketams turėtų būti suteikta aštuonerių metų garantija. Tačiau Steve'as LeVine'as, leidinio „Electric“ redaktorius, kuriame pagrindinis dėmesys skiriamas elektrinėms transporto priemonėms ir ličio jonų akumuliatoriams, teigia, kad jie iš tikrųjų tarnauja daug ilgiau. 

Kai elektromobilių baterijų paketas susilpnėja iki maždaug 75 procentų savo pradinės talpos, laikoma, kad jo eksploatavimo laikas baigiasi.

„Automobilių gamintojai puikiai žino, kad akumuliatorius blogės. Jis pradeda prastėti jau pirmąją dieną. Tokia fizika. Tačiau gamintojai nori, kad vartotojai turėtų 75–80 procentų tos talpos ir po maždaug penkerių–septynerių metų“, – sakė Petrunic.

Pasak JAV įsikūrusios EV propagavimo grupės Green Cars, siekiant išlaikyti akumuliatoriaus būklę, rekomenduojama neįkrauti savo EV daugiau nei 80 procentų ir neleisti visiškai išsikrauti iki nulio.

„Prie to reikia šiek tiek priprasti“, - sakė Petrunic. Bet apie šią taisyklę šiandien žino praktiškai kiekvienas EV transporto priemonės savininkas.

Pasak ekspertų, jei išlaikysite savo akumuliatorių įkrautą optimaliame diapazone, galite pailginti akumuliatoriaus tarnavimo laiką bent 50 procentų. O tai, pripažinkime, yra labai daug. Ir didžiąja dalimi viskas priklauso nuo pačių vartotojų elgesio įpročių.

Kaip utilizuojamos panaudotos elektromobilių baterijos? Ar elektromobilių baterijas galima perdirbti?

Nors visi baterijų komponentai yra perdirbami, didesnis iššūkis yra tai, kad šių gaminių perdirbimo pramonė nėra taip gerai išvystyta, sako Petrunic.

„Metalai yra perdirbami, bet jie nėra vertingi... kaip, pavyzdžiui, geležis ir fosfatas“, - sakė LeVine'as. „Litis yra vertingas“.

Jis sako, kad norint paskatinti geležies ir fosfato perdirbimą, reikia vyriausybių politinių sprendimų.

Kalbant apie ličio jonų baterijų perdirbimą, šiuo metu yra trys pagrindiniai jų perdirbimo būdai. Jie apima: 

• Pirometalurgija, taip pat žinoma kaip lydymas.
• Hidrometalurgija.
• Tiesioginis perdirbimas.

Pirometalurgija arba lydymas yra įprastas ličio jonų ir nikelio-metalo hidrido akumuliatorių perdirbimo būdas. Daug išteklių reikalaujantis procesas atgauna tik 40–50 procentų akumuliatoriaus medžiagų ir gamina šiltnamio efektą sukeliančias dujas.

Pasak JAV Energetikos departamento, šie vertingi metalai ir druskos yra rafinuojami ir tinkami bet kokiam panaudojimui.

Hidrometalurgija prasideda nuo akumuliatorių celių „smulkinimo“, leidžiančio atgauti metalus. Tai apima ir jonų tirpinimą naudojant rūgštį.

Per nusodinimo procesą iš šio tirpalo išgaunamos įvairios metalų druskos, aiškina Jeffrey Spangenbergeris, ReCell centro, įsikūrusio Argonne nacionalinėje laboratorijoje Lemonte, direktorius, kuris skatina baterijų perdirbimo tyrimus ir plėtrą.

Jis sako, kad vis daugiau įmonių bando naudoti šį hidroizoliacinį procesą.

Pasak Lithion, privačios ličio jonų akumuliatorių perdirbimo įmonės, toks smulkinimas gali leisti atgauti iki 95 procentų ličio jonų akumuliatorių komponentų, kuriuos vėl galima pakartotinai panaudoti.

Remiantis Argonne nacionalinės laboratorijos duomenimis, po susmulkinimo akumuliatorius taip pat galima perdirbti naudojant tiesioginius perdirbimo procesus, tokius kaip gravitacinis atskyrimas, kuris atgauna vertingas medžiagas nesukeldamas cheminių pokyčių.

Nors ši praktika taikoma jau seniai, jos tik pradedamos taikyti perdirbant elektromobilių baterijas. 

„[Šis] metodas turi didžiulį potencialą dėl ekonominių ir aplinkosaugos priežasčių, tačiau su tuo susiję daug iššūkių“, – CBC News sakė Spangenbergeris.

Tačiau tai gali būti daug išteklių reikalaujantis procesas, o vienu metu galima perdirbti tik vieno tipo baterijas, todėl perdirbti skirtingų baterijų asortimentą tampa sunku.

JAV Energetikos departamentas aiškiai pažymi, kad šiuo metu pasauliniu lygiu vyksta labai intensyvūs ir nenutrūkstami baterijų perdirbimo procesų gerinimo darbai, kurie leistų EV naudojamus akumuliatorius perdirbti su maksimaliu efektyvu, išgaunant daugiausiai medžiagų ir taip sumažinant neigiamą poveikį aplinkai.

Svarbu pažymėti, kad dabartinis akumuliatorių perdirbimas gali būti brangus, todėl, pasak Green Cars, pakartotinis akumuliatorių panaudojimas turi būti ekonomiškesnis.

Daugelis automobilių gamintojų tiria įvairius būdus, kaip dar kartą panaudoti pasenusias EV baterijas. 

Tęsinys kitame puslapyje:

Komentarai ()