«Что мы можем собрать, то же можем и разобрать»: Bosch планирует переработать более миллиона аккумуляторов электромобилей к 2030 году.
Расцвет электромобилей ставит целый ряд вызовов на промышленном уровне. Одним из таких вызовов, который пока ещё не проявляется явно, но будет иметь решающее значение в среднесрочной и долгосрочной перспективе, является утилизация аккумуляторов. По мере увеличения числа электрифицированных транспортных средств промышленность также должна подготовиться к обработке их компонентов по истечении срока службы. Речь идёт не только о восстановлении таких материалов, как литий, никель или кобальт; существует предварительный этап, на который обычно не уделяется много внимания, но который также имеет решающее значение — преобразование крупного аккумулятора в набор материалов, которые можно безопасно, быстро и эффективно обработать.
В этой области работает Bosch Rexroth — подразделение промышленных технологий немецкой группы Bosch, которое разработало автоматизированные решения для упрощения переработки аккумуляторов электромобилей. Себастьян Кригер, ответственный за инженерию и проекты коммерческой поддержки в области автоматизации заводов компании, четко сформулировал их достижение: «То, что мы можем собрать, мы также можем разобрать».
15 лет производства аккумуляторов также помогают их разбирать
Компания перенесла опыт, накопленный за более чем пятнадцать лет в производстве аккумуляторов, на сферу переработки с целью превращения демонтажа этих компонентов в более быстрый и контролируемый промышленный процесс: «Задача заключалась в том, чтобы перенести наш опыт производства на решения в области переработки»
По прогнозам Bosch, к 2030 году в Европе будет более миллиона аккумуляторов электромобилей, готовых к переработке. В мире производители автомобилей планируют к этой дате производить 54 миллиона электромобилей с аккумуляторами в год, по сравнению с 10,5 миллионов, произведенных в 2022 году. Такой рост увеличит спрос на сырье, а со временем — и объем аккумуляторов, которые потребуется обрабатывать по истечении срока их службы.
Аккумуляторы на ионах лития обычно служат от восьми до пятнадцати лет, и когда они перестают считаться пригодными для использования, их утилизация создаёт значительные проблемы с точки зрения окружающей среды и безопасности. Однако переработка начинается не сразу после извлечения металлов: сначала необходимо подготовить аккумуляторы, чтобы они могли попасть в последующие промышленные процессы.
Автоматизированный и более безопасный процесс
Этот предварительный этап, называемый предобработкой, включает первоначальный анализ модуля, его открытие, применение электрического тока, демонтаж и разделение материалов по типам. Система также включает инструменты для отслеживания и прослеживаемости, что облегчает экологический контроль за процессом. После завершения этих операций «мы готовим аккумуляторы как к измельчению, так и к пирометаллургическим и гидрометаллургическим процессам, которые позволяют извлекать ценные сырьевые материалы из аккумуляторов и сделать их пригодными для повторного использования», — поясняет он.
Во всем этом процессе разряд является одним из главных препятствий: «Прежде чем можно будет измельчить и обработать ячейки аккумулятора, необходимо химически их деактивировать. Традиционно единственным способом сделать это было ожидание — аккумуляторы разряжались и оставлялись в покое до 24 часов, чтобы стать полностью инертными». Однако компания разработала автоматизированную и запатентованную процедуру глубокого разряда, которая позволяет химически деактивировать модули всего за пять–пятнадцать минут в зависимости от их характеристик.
Разница, которая достигается, касается не только скорости, но и безопасности. Аккумуляторы могут перегореть, вызвать пожар или подвергнуть рабочих воздействию химических веществ, поэтому с ними работать также связано физическое риско. В таких условиях автоматизация процесса разрядки позволяет снизить эти опасности и повысить эффективность обработки.
В оптимальных условиях переработка позволяет восстановить и повторно использовать до 95% химических элементов аккумулятора, включая литий, никель, кобальт и медь. Для Bosch эта возможность не только способствует снижению зависимости от сырья, находящегося под геополитическим давлением и сталкивающегося с проблемами с поставками, но также сокращает воздействие на окружающую среду, связанное с его добычей, переработкой и утилизацией.
«Моя главная забота всегда заключалась в устойчивости и том, как мы можем использовать технологии для создания систем замкнутого цикла. Добыча и переработка сырья, а также производство аккумуляторных элементов могут иметь серьезные экологические последствия, как и утилизация использованных батарей. Рециклируя их, мы снижаем этот воздействие и делаем большой шаг к созданию циркулярной экономики для транспорта будущего», — заключает Кригер.