Позже в этом году канадская фирмаLi-циклначнет строительство завода стоимостью 175 миллионов долларов США в Рочестере, штат Нью-Йорк, на территории бывшего комплекса Eastman Kodak. После завершения строительства это будет крупнейший завод по переработке литий-ионных аккумуляторов в Северной Америке.
Завод будет иметь потенциальную мощность 25 метрических килотонн исходного материала, восстанавливая 95 или более процентов кобальта, никеля, лития и других ценных элементов с помощью процесса компании с нулевыми сточными водами и нулевыми выбросами. «Мы будем одним из крупнейших внутренних источников никеля и лития, а также единственным источником кобальта в Соединенных Штатах», — говоритАджай Кочхар, соучредитель и генеральный директор Li-Cycle.
Основанная в конце 2016 года, компания является частью бурно развивающейся отрасли, занимающейся предотвращением попадания десятков тысяч тонн литий-ионных батарей на свалки. Из 180 000 метрических тонн литий-ионных аккумуляторов, доступных для переработки во всем мире в 2019 году, было переработано чуть более половины. По мере роста производства литий-ионных аккумуляторов растет и интерес к их вторичной переработке.
По данным лондонскогоКруговое хранение энергии, консалтинговой компании, которая отслеживает рынок переработки литий-ионных аккумуляторов, около сотни компаний по всему миру перерабатывают литий-ионные аккумуляторы или планируют сделать это в ближайшее время. Промышленность сосредоточена в Китае и Южной Корее, где также производится подавляющее большинство аккумуляторов, однако в Северной Америке и Европе действует несколько десятков стартапов по переработке отходов. Помимо Li-Cycle, в этот список входят базирующиеся в СтокгольмеНортвольт, которая совместно с норвежской компанией строит завод по переработке аккумуляторов для электромобилей.Гидрои квасцы Теслы Дж. Б. Штробеля.Материалы из красного дерева, которая имеет более широкую сферу переработки электронных отходов. [См. врезку «14 проектов по переработке литий-ионных аккумуляторов, на которые стоит обратить внимание».]
Целью этих стартапов является автоматизация, оптимизация и очистка того, что было трудоемким, неэффективным и грязным процессом. Традиционно переработка аккумуляторов предполагает либо их сжигание для восстановления части металлов, либо измельчение аккумуляторов и обработку полученной «черной массы» растворителями.
По словам специалистов, переработка аккумуляторов должна быть не только более экологически чистой, но и надежно прибыльной.Джефф Спангенбергер, директорРеСелл Центр, исследовательское сотрудничество по переработке аккумуляторов, поддерживаемое Министерством энергетики США. «Переработка аккумуляторов лучше, чем добыча новых материалов и выбрасывание аккумуляторов», — говорит Спангенбергер. «Но у компаний по переработке отходов возникают проблемы с получением прибыли. Нам нужно сделать это экономически эффективным, чтобы у людей был стимул возвращать свои батареи».
Li-цикл будет работать по модели «спицы и ступицы», при этом спицы будут выполнять предварительную обработку старых батарей и аккумуляторного лома, а черная масса будет поступать в центрально расположенный концентратор для окончательной переработки в материалы, пригодные для аккумуляторов. Первое представительство компании находится в Кингстоне, Онтарио, недалеко от Торонто, где находится штаб-квартира Li-Cycle; вторая точка только что открылась в Рочестере, где будущий хаб планируется открыть в 2022 году.
По словам Кочхара, инженеры Li-Cycle неоднократно совершенствовали традиционную гидрометаллургическую переработку. Например, вместо того, чтобы разбирать аккумуляторную батарею электромобиля на элементы и разряжать их, они разделяют аккумулятор на более крупные модули и перерабатывают их, не разряжая.
Когда дело доходит до химического состава аккумуляторов, Li-Cycle не имеет значения. Обычные никель-марганцево-кобальт-оксидные аккумуляторы так же легко перерабатываются, как и аккумуляторы на основе литий-железо-фосфата. «В отрасли нет единообразия», — отмечает Кочхар. «Мы не знаем точного химического состава батарей, и нам это не нужно».
Сколько аккумуляторов придется сдать на переработку? В презентациях Кочхар говорит о «наступающем цунами» из отработанных литий-ионных батарей. Учитывая, что глобальные продажи электромобилей, как ожидается, вырастут с 1,7 миллиона в 2020 году до 26 миллионов в 2030 году, легко представить, что вскоре мы будем завалены отработанными батареями.
Но литий-ионные батареи имеют долгий срок службы, говорятЕго Эрик Мелин, директор компании Circular Energy Storage. «Тридцать процентов подержанных электромобилей с рынка США сейчас находятся в России, Украине и Иордании, и аккумулятор стал пассажиром в этом путешествии», — говорит Мелин. Аккумуляторы для электромобилей также можно перепрофилировать какстационарное хранилище. «Эти [бывшие в употреблении] продукты по-прежнему имеют большую ценность», — говорит он.
По оценкам Мелина, в 2030 году в США будет около 80 метрических килотонн литий-ионных батарей, подлежащих переработке, а в Европе — 132 метрических килотонны. «Каждая [перерабатывающая] компания строит завод мощностью в тысячи тонн, но вы не можете переработать больше материала, чем у вас есть», — отмечает он.
Спангенбергер из ReCell согласен, что потребность в увеличении мощности по переработке аккумуляторов в ближайшее время не будет острой. Вот почему исследования его группы сосредоточены на долгосрочных проектах, включая прямую переработку катодов. Традиционная переработка превращает катод в соль металла, а преобразование соли обратно в катоды обходится дорого. ReCell планирует продемонстрировать экономически эффективный метод переработки катодных порошков в этом году, но пройдет еще пять лет, прежде чем эти процессы будут готовы к применению в больших объемах.
Даже если аккумуляторное цунами еще не пришло, Кочхар говорит, что производители бытовой электроники и электромобилей уже сейчас заинтересованы в услугах Li-Cycle. «Часто они подталкивают своих поставщиков работать с нами, и это очень приятно для нас и очень интересно наблюдать», — говорит Кочхар.
«Исследователи, занимающиеся переработкой отходов, очень увлечены своим делом — это большая техническая задача, и они хотят разобраться в ней, потому что это правильно», — говорит Спангенбергер. «Но есть еще и деньги, которые можно заработать, и в этом их привлекательность».
