Институт Фраунхофер разрабатывает инструмент для переработки аккумуляторов

Институт Fraunhofer FFB совместно с Университетом RWTH Ахен разработали модель оценки для переработки литиево-ионных аккумуляторов. Она позволяет сравнивать различные процессы с точки зрения их затрат и выбросов CO₂.

Модель также учитывает региональный состав электроэнергии и использование предприятий по переработке.

Изображение: Fraunhofer FFB

Эта модель расчётов предназначена для того, чтобы помочь компаниям, занимающимся переработкой, поставщикам технологий и производителям аккумуляторов, объективно оценивать различные процессы переработки как с экономической, так и с экологической точек зрения.

Недавнее исследование, проведенное в рамках исследовательского проекта ЕС Safeloop, выявило серьезные экономические проблемы, связанные с переработкой аккумуляторов. Согласно полученным результатам, переработка литиево-ионных аккумуляторов в Европе в рассматриваемых условиях в настоящее время приводит к средней потере примерно 1,90 евро на килограмм аккумуляторной батареи. Исследователи определили транспортировку опасных грузов, демонтаж и неопределенности в восстановлении материалов в качестве основных факторов, влияющих на затраты.

Новая модель Fraunhofer сосредотачивается на оценке отдельных процессов переработки. Существующие методы отличаются не только по уровню энергопотребления и коэффициентам восстановления, но и по тому, как решения на ранних этапах влияют на качество восстановленных материалов и объем усилий, необходимых на последующих этапах. Для отражения этих взаимосвязей инструмент разделяет всю цепочку переработки на отдельные зоны, этапы процесса и технологии с использованием модульного принципа. Например, можно сравнивать различные процессы измельчения и анализировать их влияние на дальнейший процесс переработки.

Модель Fraunhofer учитывает местоположение и использование

Инструмент основан на базе данных, содержащей информацию об отдельных этапах процесса. Пользователи могут указывать такие параметры, как пропускная способность материалов и состав перерабатываемых батарей, после чего формировать индивидуальные цепочки процессов.

Модель отслеживает потоки материалов на протяжении всей цепочки переработки и связывает их с ключевыми экономическими и экологическими показателями эффективности. Учитываются такие факторы, как потребление энергии, выбросы CO₂, операционные и инвестиционные затраты, а также доходы от восстановленных сырьевых материалов. В расчеты также могут быть включены затраты на утилизацию, региональный состав электроэнергии, трудозатраты и степень использования оборудования.

Если меняются отдельные параметры, такие как пропускная способность, эффективность сортировки или коэффициент восстановления, инструмент показывает влияние этого на последующие этапы процесса, затраты и выбросы. Это позволяет выявить области с особенно высокими затратами или уровнем выбросов, а также изучить различные сценарии масштабирования промышленной переработки аккумуляторов.

«С помощью этого инструмента мы стремимся сделать различные концепции переработки сопоставимыми на общей основе, тем самым создав прочную основу для технологических и стратегических решений», — объясняет Бенедикт Грубер, научный сотрудник Fraunhofer FFB. Эту модель можно использовать как для оптимизации существующих процессов переработки, так и для оценки новых технологий.

Инструмент модульного анализа жизненного цикла был разработан в рамках консорциумного исследования с участием партнеров из отрасли переработки, промышленной инженерии и консалтинга. В будущем планируется расширить эту систему оценки за счёт включения дополнительных химических составов аккумуляторов, регионально специфичных наборов данных и сценариев регулирования.