Fraunhofer FFB desarrolla una herramienta para el reciclaje de baterías
La institución Fraunhofer Forschungsfertigung Batteriezelle (FFB) y la RWTH Aachen han desarrollado un modelo de evaluación para el reciclaje de baterías de iones de litio. Gracias a él, es posible comparar los diferentes métodos en función de sus costos y emisiones de CO₂.
El modelo también tiene en cuenta la composición regional de la electricidad y la carga de las instalaciones de reciclaje.
Imagen: Fraunhofer FFB
El modelo de cálculo tiene como objetivo ayudar a las empresas de reciclaje, a los proveedores de tecnología y a los fabricantes de baterías a evaluar de manera económica y ecológica los diferentes métodos de reciclaje sobre una base uniforme.
La magnitud de los desafíos económicos en el reciclaje de baterías quedó de manifiesto recientemente en un estudio del proyecto de investigación de la UE Safeloop. Según dicho estudio, el reciclaje de baterías de iones de litio en Europa, bajo las condiciones analizadas, genera actualmente una pérdida promedio de unos 1,90 euros por kilogramo de paquete de baterías. Los investigadores identificaron como principales factores que incrementan los costos, entre otros, el transporte de mercancías peligrosas, el desmontaje y las incertidumbres en la recuperación de materiales.
El nuevo modelo de Fraunhofer parte de la evaluación de procesos de reciclaje individuales. Esto se debe a que los métodos disponibles difieren no solo en cuanto a su consumo energético y sus tasas de recuperación. Las decisiones tomadas en las etapas iniciales del proceso también influyen en la calidad de los materiales recuperados y en los esfuerzos necesarios en las etapas posteriores. Para reflejar estas relaciones, la herramienta divide toda la cadena de reciclaje, siguiendo un principio modular, en áreas, etapas del proceso y tecnologías específicas. De este modo, por ejemplo, es posible comparar diferentes métodos de trituración y analizar su impacto en el proceso de reciclaje posterior.
El modelo de Fraunhofer tiene en cuenta la ubicación y la carga de trabajo
La base de la herramienta es una base de datos con información sobre los distintos pasos del proceso. Los usuarios pueden, entre otras cosas, establecer el rendimiento del material y la composición de las baterías a reciclar, y a partir de ello crear cadenas de procesos personalizadas.
El modelo sigue los flujos de material a lo largo de toda la cadena de reciclaje y los relaciona con indicadores económicos y ecológicos. Se tienen en cuenta, por ejemplo, el consumo de energía, las emisiones de CO₂, los costos operativos e de inversión, así como los ingresos provenientes de los materiales recuperados. También los costos de eliminación, la composición regional de la electricidad, los costos laborales y la carga de las instalaciones pueden influir en los cálculos.
Si cambian parámetros individuales como el rendimiento, la eficacia de separación o el grado de recuperación, la herramienta muestra los efectos en las etapas posteriores del proceso, los costos y las emisiones. De este modo se pretende identificar áreas especialmente costosas o con altas emisiones y permitir el análisis de diferentes escenarios para la puesta en marcha industrial del reciclaje de baterías.
“Con esta herramienta queremos hacer comparables diferentes conceptos de reciclaje sobre una base común, creando así una base fiable para decisiones tecnológicas y estratégicas”, explica Benedikt Gruber, investigador en Fraunhofer FFB. El modelo puede utilizarse tanto para optimizar los procesos de reciclaje existentes como para evaluar nuevas tecnologías.
El Modular Lifecycle Tool fue desarrollado como parte de un estudio en consorcio con socios de la industria del reciclaje, la construcción de instalaciones y la consultoría. En el futuro, se pretende ampliar el marco de evaluación con otras químicas de baterías, conjuntos de datos diferenciados por región y escenarios regulatorios.