„To, co możemy zmontować, możemy również rozmontować”: Bosch planuje przetworzyć ponad milion baterii do samochodów elektrycznych do 2030 roku.

Rozkwit samochodów elektrycznych stwarza szereg wyzwań na poziomie przemysłowym. Jednym z problemów, które jeszcze nie są tak widoczne, ale będą kluczowe w średnim i długim terminie, jest recykling baterii. W miarę wzrostu liczby pojazdów elektrycznych przemysł musi również przygotować się do zarządzania ich komponentami po zakończeniu okresu użytkowania. Nie chodzi tu tylko o odzyskiwanie materiałów takich jak lit, nikel czy kobalt – istnieje również wcześniejszy etap, na który zazwyczaj nie zwraca się większej uwagi, ale który jest równie decydujący: przekształcenie dużej baterii w zestaw materiałów, które można bezpiecznie, szybko i efektywnie przetworzyć.

W tym obszarze działa Bosch Rexroth, dział technologii przemysłowych niemieckiej grupy Bosch, który opracował rozwiązania automatyzacyjne ułatwiające recykling baterii w pojazdach elektrycznych. Sebastian Krieger, odpowiedzialny za inżynierię i projekty wspierające sprzedaż w zakresie automatyzacji fabryk w firmie, jasno określa to, czego udało im się osiągnąć: „To, co możemy zmontować, możemy również rozmontować”.

15 lat produkcji baterii służy również do ich rozmontowywania

Firma przekierowała do recyklingu doświadczenie zdobyte przez ponad piętnaście lat w produkcji baterii, chcąc uczynić demontaż tych komponentów szybszym i lepiej kontrolowanym procesem przemysłowym: „Wyzwaniem było przeniesienie naszej wiedzy z zakresu produkcji na rozwiązania związane z recyklingiem”

Zgodnie z prognozami Bosch, do 2030 roku w Europie będzie dostępnych ponad milion baterii do pojazdów elektrycznych przeznaczonych do recyklingu. Na skalę światową producenci samochodów przewidują, że do tego czasu rocznie wyprodukują 54 miliony pojazdów elektrycznych z bateriami, w porównaniu z 10,5 miliona wyprodukowanych w 2022 roku. Ten wzrost zwiększy popyt na surowce, a z upływem lat także ilość baterii, które będą musiały zostać przetworzone po zakończeniu ich okresu użytkowania.

Bateria na jony litu zazwyczaj służy od ośmiu do piętnastu lat, a gdy przestaje być uznawana za przydatną, jej utylizacja stwarza znaczne trudności środowiskowe i bezpieczeństwa. Jednak recykling nie rozpoczyna się od razu po wydobyciu metali – najpierw konieczne jest przygotowanie baterii, aby mogła wejść w późniejsze procesy przemysłowe.

Zautomatyzowany i bezpieczniejszy proces

To wstępne etapowanie, nazywane przedobróbką, obejmuje wstępną analizę modułu, jego otwarcie, wyładowanie elektryczne, demontaż oraz oddzielenie materiałów według rodzaju. System zawiera ponadto narzędzia do monitorowania i śledzenia, aby ułatwić nadzór środowiskowy nad procesem. Po zakończeniu tych operacji „przygotowujemy baterie zarówno do kruszenia, jak i do procesów pirometalurgicznych oraz hydrometalurgicznych, które umożliwiają wydobycie cennych surowców z baterii i udostępnienie ich do ponownego użycia”, wyjaśnia.

W całym tym procesie rozładowanie stanowi jeden z głównych przeszkód: „Zanim można zmiażdżyć i przetworzyć komórki baterii, konieczne jest ich chemiczne wyłączenie. Tradycyjnie jedynym sposobem na to było czekanie – baterie były rozładowywane i pozostawiane w spoczynku przez nawet 24 godziny, aby stały się całkowicie nieaktywne”. Firma opracowała natomiast zautomatyzowaną i opatentowaną metodę głębokiego rozładowania, która umożliwia chemiczne wyłączenie modułów w zaledwie pięć do piętnastu minut, w zależności od ich właściwości.

Różnica, jaką uda się osiągnąć, dotyczy nie tylko prędkości, ale także bezpieczeństwa. Baterie mogą ulec zwarciom, spowodować pożary lub narazić pracowników na substancje chemiczne, dlatego ich obsługa wiąże się również z zagrożeniami fizycznymi. W takiej sytuacji automatyzacja procesu rozładowywania pozwala zmniejszyć te niebezpieczeństwa i poprawić efektywność przetwarzania.

W optymalnych warunkach recykling może umożliwić odzyskanie i ponowne wykorzystanie nawet 95% składników chemicznych baterii, w tym litu, niklu, kobaltu i miedzi. Dla Bosch tej możliwości nie tylko przyczynia się do zmniejszenia zależności od surowców narażonych na presję geopolityczną i problemy z dostawami, ale także ogranicza wpływ środowiskowy związaný z ich wydobyciem, rafinacją i utylizacją.

„Moim głównym zmartwieniem od zawsze była zrównoważoność oraz to, jak możemy wykorzystać technologię, aby pomóc w tworzeniu systemów zamkniętego obiegu. Wydobywanie i rafinacja surowców, a także produkcja ogniw, mogą mieć poważne konsekwencje dla środowiska, podobnie jak utylizacja zużytych baterii. Recyklingując je, minimalizujemy ten wpływ i robimy duży krok w kierunku stworzenia gospodarki obiegu zamkniętego dla mobilności przyszłości” – podsumowuje Krieger.