Фраунгофер розробляє інструмент для переробки акумуляторів

Fraunhofer FFB та Університет RWTH Aachen розробили модель оцінки для переробки літій-іонних акумуляторів. Вона дозволяє порівнювати різні процеси з точки зору їхніх витрат та викидів CO₂.

Модель також враховує регіональний склад електроенергії та ефективність використання заводів з переробки.

Зображення: Fraunhofer FFB

Ця модель розрахунків створена для допомоги компаніям з переробки, постачальникам технологій та виробникам акумуляторів у єдиному порівнянні різних процесів переробки – як з економічної, так і з екологічної точки зору.

Нещодавнє дослідження європейського наукового проекту Safeloop висвітило значні економічні виклики у переробці акумуляторів. Згідно з результатами, переробка літій-іонних акумуляторів у Європі за досліджуваними умовами наразі призводить до середніх втрат близько 1,90 євро на кілограм акумуляторної батареї. Дослідники визначили транспортування небезпечних вантажів, розбирання та невизначеності у відновленні матеріалів як основні фактори, що впливають на витрати.

Нова модель Fraunhofer зосереджується на оцінці окремих процесів переробки. Існуючі методи відрізняються не лише за рівнем споживання енергії та коефіцієнтами відновлення, а й тим, як рішення на ранніх етапах впливають на якість відновлених матеріалів та зусилля, необхідні на наступних етапах. Щоб відобразити ці зв’язки, інструмент розділяє всю ланцюгову структуру переробки на окремі сфери, етапи процесу та технології за допомогою модульного принципу. Наприклад, можна порівнювати різні процеси подрібнення та аналізувати їхній вплив на подальший процес переробки.

Модель Fraunhofer враховує місцезнаходження та використання

Інструмент базується на базі даних, яка містить інформацію про окремі етапи процесу. Користувачі можуть вказувати такі параметри, як пропускна здатність матеріалу та склад батарей, що підлягають переробці, а потім створювати індивідуальні ланцюги процесів.

Модель відстежує потоки матеріалів протягом усього ланцюга переробки та пов’язує їх із економічними та екологічними ключовими показниками ефективності. Враховуються такі фактори, як споживання енергії, викиди CO₂, операційні та інвестиційні витрати, а також дохід від відновлених сировин. У розрахунки також можна включити витрати на утилізацію, регіональний склад електроенергії, витрати на працю та рівень використання обладнання.

Якщо змінюються окремі параметри, такі як пропускна здатність, ефективність сортування чи коефіцієнт відновлення, інструмент відображає вплив цих змін на наступні етапи процесу, витрати та викиди. Це дозволяє виявити сфери з особливо високими витратами чи викидами та проаналізувати різні сценарії масштабування промислової переробки акумуляторів.

«За допомогою цього інструменту ми прагнемо зробити різні концепції переробки порівнянними на спільній основі, тим самим створивши міцну основу для технологічних та стратегічних рішень», — пояснює Бенедікт Грубер, науковий співробітник Fraunhofer FFB. Цю модель можна використовувати як для оптимізації існуючих процесів переробки, так і для оцінки нових технологій.

Інструмент модульного життєвого циклу був розроблений у рамках консорціумного дослідження з участю партнерів з галузі переробки, інженерії обладнання та консалтингу. У майбутньому планується розширити цю систему оцінки, додавши інші хімічні склади акумуляторів, регіонально адаптовані набори даних та сценарії регулювання.