Recyclen van batterijen – stand van zaken

31 aug, 2014 | Techniek

De recente ontwikkelingen in de wereld, Rusland/Oekraïne, onrust in het Midden-oosten en de toenemende vraag en afhankelijkheid van fossiele brandstoffen, laten duidelijk zien dat met name het transport minder afhankelijk moet worden van olie. Door de kosten van elektrische auto’s te verlagen en efficiënt om te gaan met de grondstoffen die nodig zijn voor de batterijen kunnen we een goede slag maken. Een gesloten lus van materiaal gebruik omvat het produceren van de batterij cellen, het assembleren van de cellen in de accu’s, dan de voertuigen zelf en tot slot het recyclen van deze materialen tot grondstoffen voor toekomstig gebruik.

Recyclen van batterijen door Telsa en Umicore

Naarmate er meer elektrische auto’s op de weg komen, zal ook de vraag naar batterij recycling toenemen. De auto industrie ziet zich hiermee geconfronteerd met dezelfde situatie als twintig jaar geleden toen het recycle vraagstuk zich toespitste op de 12-volt lood-zuur accus’s. Door goede regelgeving en een efficiënte manier van verzamelen is dit inmiddels een winstgevend proces. Het materiaal wordt voor 90% hergebruikt.

Tesla is al jaren bezig met het opzetten en verbeteren van een recycle programma. Voordat een gebruikte batterij wordt aangeboden voor recycling haalt Tesla zelf al 10% van de materialen direct terug. Denk hierbij aan de batterijhouder en sommige elektronische componenten. De rest wordt aangeboden aan diverse recycle bedrijven waarmee Tesla samenwerkt.

In Europa werkt Tesla samen met Umicore. Door de samenwerking met Umicore is Tesla in staat om de batterijen volledig om te zetten in herbruikbare grondstoffen. Het proces van recyclen van batterijen is zodanig efficiënt dat hiermee een CO2 uitstoot besparing van 70% wordt gerealiseerd waardoor de ecologische voetafdruk van de productie van lithium-ion batterijen drastisch is verminderd.

De batterij wordt omgezet in producten en bij-producten

Tijdens het recycle proces worden de batterijen omgezet in andere producten en bij-producten. Het genoemde product bestaat uit een legering van kobalt, nikkel en andere metalen. Kobalt wordt vaak gebruikt als een metaalpoeder om instrumenten harder te maken of als een pigment voor keramiek. Bij Umicore kan men het kobalt (de meest kostbare grondstof van een batterij) verwerken tot LCO (Lithium Kobalt Oxide), wat weer kan worden verkocht aan batterij fabrikanten. Dit proces is niet alleen milieu vriendelijk maar ook winstgevend. Umicore is op dit moment de grootste leverancier van batterij grondstoffen in de wereld.

Het bij-product bestaat uit milieuvriendelijke “slakken” waarin het lithium van de batterij belandt. Dit bij-product wordt vervolgens in verschillende toepassingen verwerkt waaronder bouwmaterialen als cement (ongeveer 5% van alle CO2 uitstoot in de wereld wordt veroorzaakt door de productie van cement). Door de grondstoffen te vervangen door hergebruikte grondstoffen, en daarmee de energie voor winning en bewerking te besparen, wordt een significante vermindering van CO2 uitstoot en verbruik van grondstoffen gerealiseerd.
De emissies die ontstaan tijdens het verwerkingsproces bestaan verder uit CO2, waterdamp en stof. Het stof is ongeveer 1% van de totale productie en wordt veilig gedumpt.

De samenwerking tussen Tesla en Umicore heeft het voor Tesla mogelijk gemaakt om het recyclen van batterijen voor de roadsters winstgevend te maken zonder enige vorm van subsidie.

Telsa’s giga fabrieken in staat tot recyclen van batterijen

De nieuwe Tesla “Giga” lithium batterij fabrieken beschikken straks ook over de faciliteiten om de batterijen te recyclen. Het recycle proces wordt verder verbeterd zodat ook het lithium, wat moet worden gewonnen via mijnbouw, kan worden hergebruikt in batterijen. Omdat lithium een relatief goedkoop metaal is, ligt het punt van rendabel recyclen wat verder weg dan bijv. kobalt. Er zijn echter meerdere redenen waarom Telsa, als toekomstig grootverbruiker van lithium, de focus op lithium hergebruik legt.

Maar, gesloten lus? Nieuwe grondstof winning blijft toenemen

Omdat de kwaliteit van hergebruikt lithium mogelijk niet voldoende is voor gebruik in elektrische auto’s, ontkomt Tesla er niet aan om ook nieuw gewonnen lithium te gebruiken. De vraag naar lithium zal ook toenemen door het gebruik in energieopslag systemen die steeds vaker worden gekoppeld aan zonne-energie systemen. Door echter het lithium te hergebruiken in toepassingen voor de bouw en andere afnemers waarbij de kwaliteit van lithium minder belangrijk is, wordt toch een significante besparing gehaald. Als dit proces ook nog winstgevend kan worden gemaakt, en daar ziet het wel naar uit, dan wordt toch een goede slag geslagen.

mijnbouw lithium

Lithium winning blijft echter een op zichzelf erg milieu onvriendelijk proces waarbij relatief veel schade wordt veroorzaakt door watervervuiling en waterverbruik. Ook de chemische verwerking van lithium vereist schadelijke chemicaliën die het milieu schaden. Het blijft dus noodzakelijk om verder onderzoek te doen naar nieuwe energieopslag systemen/materialen om zodoende op een milieu vriendelijke manier onze afhankelijkheid van olie drastisch te verminderen. De ontwikkelingen op dit gebied gaan gelukkig steeds sneller nu de focus hierop wordt gelegd door de industrie en de noodzaak nu wereldwijd wel erg duidelijk wordt. Want olie winning en verbruik heeft, door de enorme schade aan het milieu, menselijk leed door oorlogen, enorme kosten (olie is de meest gesubsidieerde grondstof) en toenemende schaarste geen gewenste toekomst meer als brandstof voor transport en fabricage.