«Литий-ионные батареи не поддаются переработке, поэтому электромобили опаснее для экологии, чем машины с ДВС», — этот аргумент всплывает в каждой дискуссии. А на самом деле? Я просмотрел наиболее свежие материалы на тему, чтобы понять, насколько неразрешимой является проблема.
Электромобили действительно требуют очень много ячеек. Я прикинул, что батарея среднего iPhone имеет емкость 10-15 Вт*ч, тогда как Tesla Model Y (самый популярный автомобиль в мире) — 50-82 кВт*ч. Очень грубо, один электромобиль равен 5000 смартфонам. Tesla Model Y разошлась в прошлом году тиражом 1,2 млн штук, то есть суммарная емкость батарей — примерно как у 6 млрд «айфонов», почти что по одному на жителя планеты. Электромобили уже стали главным потребителем литий-ионных батарей, и в этом аспекте страхи людей оправданы.
Отчасти электромобили оправдываются большим ресурсом батарей, потому что расчётный срок их службы обычно составляет 10-15 лет. Но в любом случае куда-то их нужно девать.
И вот первый тезис: они прекрасно поддаются утилизации. Более того, это настолько выгодно, что развитие отрасли сдерживают не фундаментальные сложности, а отсутствие достаточного количества старых батарей. Ведь десять лет назад продажи электромобилей были в разы ниже сегодняшних.
Коммерческая привлекательность процесса объясняется просто: литий-ионные батареи делают из дорогого сырья, в частности, лития, кобальта, никеля. И получая эти материалы из старых батарей, вы имеет огромный и высокомаржинальный рынок сбыта. Правда, это менее справедливо для лития, который пока выгоднее добывать. Но цену батарей в основном определяет стоимость катода, а его материалы прекрасно перерабатываются с получением чистого продукта на выходе.
В перспективе восстановленное сырьё будет постепенно замещать исходное, и в теории этот процесс может замкнуться сам на себя: то есть потребности в добыче может сойти нет (хотя, безусловно, это перспектива лет 20).
Есть несколько стратегий переработки литий-ионных батарей. Например, компания Spiers New Technologies в первую очередь стремится вернуть батареи обратно в работу. Их сначала тестируют, из наиболее живых ячеек собирают блоки для вторичного рынка электромобилей, а из наименее годных делают аккумуляторы для стационарного хранения энергии. Соответственно, в переработку идёт небольшой процент совсем мёртвых ячеек.
Если брать крупные фабрики по переработке батарей типа Li Cycle, то здесь батарею отправляют целиком в шрёдер, погруженный в специальную инертную жидкость, чтобы избежать воспламенения (ну да, «лионки» горят при разгерметизации). На выходе получается масса, похожа на хлопья, которые затем разделяют на обычное сырье (алюминий, медь, пластик, сталь) и особенно ценное (литий, никель, кобальт, марганец, золото, палладий и так далее). Затем отделяют литий от ценных металлов и анодного графита. На выходе получается тёмная масса, похожая на чернозём, которая сама по себе является ценностью.
И дальше у каждой компании есть собственные ноу-хау. Можно отправить эту «обогащённую руду» на переработку в Китай, который является лидером в этой области. Можно выделить отдельные металлы, скажем, получить никелевый купорос и сульфат кобальта, которые станут сырьём для новых катодов. Так работает компания Redwood Materials, созданная одним из бывших менеджеров Tesla Джеффри Стробелом.
Но есть и более любопытные процессы. Например, канадская RecycLiCo рассудила так: слишком затратно сначала разделять никель, кобальт, марганец, алюминий и так далее, а потом соединять их вместе для получения нового катода. Они разработали хитроумную технологию, которая позволяет из «чёрной массы» делать сразу прекурсоры для катодов с очень точной пропорцией компонентов (скажем, для NMC811-катодов) и нужной формы в виде микроскопических шариков диаметром 8-12 мкм.
Короче, литий-ионные батареи хорошо поддаются вторичной переработке и качество сырья не падает в процессе, что позволяет воспроизводить его снова и снова, замкнув цикл. Это контрастирует, например, с переработкой пластика, свойства которого резко снижаются от цикла к циклу. Сейчас эту проблему пытаются решить с помощью биоразложения в специальных реакторах.
Переработка батарей выгодна коммерчески, поэтому отрасль не требует эпических госсубсидий, как само производство электромобилей. И она снижает нагрузку на добывающую промышленность, ведь не секрет, что добыча того же кобальта в Демократической Республике Конго сильно политизирована. Что касается России, то проблема пока не стоит остро, но и глобальных препятствий не видно: «Росатом» вполне способен взять это на себя (и мне подсказывают, что такая компания уже есть).