Fraunhofer sviluppa uno strumento per il riciclo delle batterie
Fraunhofer FFB e l’Università RWTH di Aachen hanno sviluppato un modello di valutazione per il riciclo delle batterie al litio-ione. Questo modello permette di confrontare i diversi processi in base ai loro costi e alle emissioni di CO₂.
Il modello tiene anche conto della composizione elettrica regionale e dell’utilizzo delle impianti di riciclo.
Immagine: Fraunhofer FFB
Il modello di calcolo è stato progettato per aiutare le aziende di riciclo, i fornitori di tecnologie e i produttori di batterie a valutare i diversi processi di riciclo in modo uniforme, sia dal punto di vista economico che ecologico.
Uno studio recente del progetto di ricerca dell’UE Safeloop ha evidenziato le significative sfide economiche legate al riciclo delle batterie. Secondo i risultati, il riciclo delle batterie al litio-ione in Europa, nelle condizioni esaminate, comporta attualmente una perdita media di circa 1,90 euro per chilogrammo di pacco batteria. I ricercatori hanno identificato il trasporto di merci pericolose, lo smontaggio e le incertezze nella raccolta dei materiali come i principali fattori che influenzano i costi.
Il nuovo modello Fraunhofer si concentra sulla valutazione dei singoli processi di riciclo. I metodi disponibili differiscono non solo in termini di consumo energetico e tassi di recupero, ma anche per l’impatto che le decisioni prese nelle fasi iniziali hanno sulla qualità dei materiali recuperati e sull’impegno necessario nelle fasi successive. Per cogliere queste relazioni, lo strumento suddivide l’intera catena di riciclo in aree specifiche, passaggi del processo e tecnologie, applicando un principio modulare. Ad esempio, è possibile confrontare diversi processi di frantumazione e analizzare il loro effetto sul successivo processo di riciclo.
Il modello Fraunhofer tiene conto della localizzazione e dell’utilizzo
Lo strumento si basa su un database che contiene informazioni sui singoli passaggi del processo. Gli utenti possono specificare parametri come la capacità di elaborazione del materiale e la composizione delle batterie da riciclare, per poi creare catene di processo personalizzate.
Il modello traccia i flussi di materiale lungo l’intera catena di riciclo e li collega agli indicatori chiave di prestazione economici ed ecologici. Vengono presi in considerazione fattori come il consumo energetico, le emissioni di CO₂, i costi operativi e di investimento, nonché i ricavi derivanti dalle materie prime recuperate. Nei calcoli possono essere inclusi anche i costi di smaltimento, la composizione energetica regionale, i costi del lavoro e il grado di utilizzo delle impianti.
Se parametri specifici come la capacità di elaborazione, l’efficienza di separazione o il tasso di recupero cambiano, lo strumento mostra l’impatto sugli step successivi del processo, sui costi e sulle emissioni. Ciò permette di individuare le aree particolarmente costose o ad alta emissione e di analizzare diversi scenari per lo sviluppo industriale del riciclo delle batterie.
“Con questo strumento, miriamo a rendere comparabili i diversi concetti di riciclo su una base comune, creando così una solida base per decisioni tecnologiche e strategiche”, spiega Benedikt Gruber, ricercatore presso Fraunhofer FFB. Il modello può essere utilizzato sia per ottimizzare i processi di riciclo esistenti sia per valutare nuove tecnologie.
Lo strumento Modular Lifecycle Tool è stato sviluppato nell’ambito di uno studio condotto da un consorzio che coinvolge partner del settore del riciclo, dell’ingegneria industriale e della consulenza. In futuro, il quadro di valutazione sarà ampliato per includere ulteriori chimie batteriche, dataset differenziati per regione e scenari normativi.