Az akkumulátorok nélkülözhetetlenek számos napi használatú kütyünkhöz, amelyek hordozható eszközeinket, például telefonjainkat, játékainkat, kézi elektromos kéziszerszámainkat és fejhallgatóinkat táplálják. Nagyobb léptékben az akkumulátorok kulcsfontosságú helyet foglalnak el az energia- és közlekedési ágazatban.
Sok autógyártó tért át az elektromos járművek gyártására a fosszilis tüzelőanyagok felhasználásával kapcsolatos növekvő környezetvédelmi aggályok miatt. A fosszilis tüzelőanyagok elégetése olyan termékek, mint például járművek energiaellátására, már ismert, hogy hozzájárul a környezetszennyezéshez és az éghajlatváltozáshoz. A kutatók azonban rávilágítanak az akkumulátorgyártásra és annak szénlábnyomára. Az akkumulátorok fontos szerepet fognak játszani a szén-dioxid-mentesítésben, de társadalmi és környezeti költségeik figyelmen kívül hagyásával a kormányok és a befektetők csak súlyosbítják ezeket a problémákat. Egy olyan időszakban, amikor a kormányok taxonómiákat vezetnek be a fenntartható finanszírozás érdekében, teljes mértékben figyelembe kell venni az akkumulátorgyártás negatív hatásait. Ennek ellenére a kormányok kevés vitát folytatnak az elektromos akkumulátorok gyártásának problémáiról, és valószínűnek tűnik, hogy ezek a problémák csak súlyosbodnak, ahogy az akkumulátorgyártás felgyorsul.
Akkumulátorhasználat a mai világban
Az akkumulátorok használata az energia- és autóiparban világszerte megváltoztatja az akkumulátorok felhasználását és ártalmatlanítását. A kis eszközöket tápláló akkumulátoroktól kezdve az elektromos járművek lítium-ion akkumulátoráig az ipar továbbra is kisebb és hosszabb élettartamú akkumulátorokat keres, miközben a mennyiség növekszik. Az elektromos közlekedési ágazat folyamatosan nő a globális szénlábnyom csökkentésének módjairól szóló, folyamatos tárgyalásokkal, mivel tagadhatatlanok a fosszilis tüzelőanyagok elégetésével kapcsolatos aggodalmak. Ez felvetette az új rendszerekre való átállás szükségességét, amelyek az elektromos autók bajnokai. Most azonban egyre több vitát látunk az elektromos autók valódi környezetvédelmi költségeiről. Konkrétan, a világ jobban összpontosít az elektromos autók akkumulátoraira, figyelembe véve az akkumulátorgyártók környezetre gyakorolt hatását, és azt, hogy az ártalmatlanítási módszerek nem csak környezetbarátok. Számos rendszer változtatott a fosszilis tüzelőanyagok elégetésének csökkentése és a megújuló energiaforrások felé történő elmozdulás érdekében. Az üvegházhatású gázok kibocsátásának bolygónkra gyakorolt hatására minden eddiginél fontosabbá vált a termékek életciklusának vizsgálata.
Akkumulátoros elektromos járművek és mindenütt megtalálható elektronikai eszközök
A lítium-ion akkumulátorral működő elektromos járművek szerepet játszanak az utak szennyezésének csökkentésében. Ennek eredményeként az elektromos autók akkumulátorai bizonyos mértékig segítenek csökkenteni a környezetterhelésünket. A világpiacon az elektromos járművek iránti kereslet is megnőtt. Ennek eredményeként ez az igény az elektromos akkumulátorok gyártásának növekedéséhez, valamint az elhasznált akkumulátorok mennyiségének növekedéséhez vezet. Míg az utakon közlekedő elektromos járművek nettó negatív hatással vannak a szén-dioxid-kibocsátásra, gyártásuk során a szén-dioxid kibocsátás intenzív. A Berylls Strategy Advisors kutatása szerint egy 500 kg tömegű elektromos autó akkumulátorának gyártása 74%-kal több szén-dioxidot bocsát ki, mint egy hagyományos autó gyártása Németországban.
A Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research becslése szerint egy 2019-ben Németországban vásárolt, 40 kilowattórás (kWh) akkumulátorral szerelt, középkategóriás elektromos autónak 52 000 km-t kellene megtennie, mielőtt élettartama alatti károsanyag-kibocsátása az összehasonlító dízel- vagy benzinmotoros járműveké alá csökkenne. Luxus elektromos járművekhez nagy akkumulátorral (120 kWh), amely 230 000 km-re nő. Az elektromos járművekhez kapcsolódó szén-dioxid-kibocsátás annak az országnak az energiaszerkezetétől függ, amelyben gyártják és behajtják őket. Ha az országban a villamos energia nagy részét fosszilis tüzelőanyagok elégetésével állítják elő, akkor az adott jármű szénlábnyoma nagyobb lesz. A legtöbb elektromos autó akkumulátort olyan országokban gyártják, mint Kína , Thaiföld , Németország és Lengyelország, amelyek mindegyike jelentős mennyiségű, nem megújuló áramforrással működik. Még a leginkább megújuló energiától függő országokban gyártott elektromos járműveket is olyan országokba exportálják és töltik fel, ahol még mindig fosszilis tüzelőanyagot égetnek energiatermelés céljából. Ezt a folyamatos kapcsolatot a fosszilis tüzelőanyagokkal gyakran – nem meggyőzően – használják érvként az elektromos járművek széles körű elterjedése ellen. Igen, a járműbe áramló elektromosság nem biztos, hogy 100%-ban zöld, de a kipufogócsövekből megtakarított károsanyag-kibocsátás miatt az elektromos járművek sokkal kevésbé szén-dioxid-kibocsátást okoznak, ha már úton vannak, mint a belső égésű motorok. Ez egy olyan probléma is, amelynek idővel csökkennie kell, mivel világszerte egyre több hálózat működik megújuló energiával (részben az akkumulátor tárolásának köszönhetően). Az elektromos autók nagyításán túl az elektronikai eszközök széleskörű fogyasztását is fel kell tárnunk. Sok otthoni és kültéri elemet egyik vagy másik akkumulátorcsomag táplál.
A növekvő akkumulátorigény növekvő környezeti hatást eredményez
Ennek eredményeként a kutatók növekvő aggodalmakat észlelnek az elhasznált akkumulátorok ökológiai és környezeti hatásai miatt. A tanulmányok 2018-ban akár 8%-os összetett éves növekedési rátát mutattak ki. Ez a szám 2030-ra várhatóan eléri a 18-30%-ot. A termelés növelésének szükségessége az új termékek és elektronikai termékek iránti növekvő kereslet miatt következik be. Itt jönnek szóba az akkumulátorok és az akkumulátorral működő eszközök szénlábnyomával kapcsolatos aggodalmak. Bár az energiatárolást szem előtt tartó akkumulátorokat könnyű dicsérni, az elektromos járműveink meghajtásakor sokkal többet kell figyelembe venni az életciklusuk során, mint a károsanyag-kibocsátás csökkentését. Ha a gyártási módszereket és a hulladékkezelést nem szabályozzák, az akkumulátorgyártás sok szempontból árt a bolygónak. Az olyan anyagok bányászatától kezdve, mint a lítium, az átalakítási folyamatig, az akkumulátorok helytelen feldolgozása és ártalmatlanítása a levegő, a talaj és a víz szennyeződéséhez vezet. Ezenkívül az akkumulátorok mérgező jellege közvetlen veszélyt jelent a vízi élőlényekre és az emberi egészségre is. Az akkumulátorok környezeti hatásainak vizsgálata során figyelembe kell venni az egyes típusok iránti keresletet is. Ma a lítium-ion akkumulátor vagy Li-ion akkumulátor a leggyakoribb újratölthető akkumulátortípus. A gyártók lítium-ion akkumulátorokat használnak számítógépekben, telefonokban és természetesen elektromos autókban. Következésképpen ez megnöveli a lítium iránti keresletet.
Lítium-ion akkumulátorok
A lítium-ion akkumulátor vagy lítium-ion akkumulátor mindennapi életünkben elterjedt és gyakran használt akkumulátortípus. A gyártók nagyrészt Li-ion akkumulátorokat használnak a fogyasztói elektronikában és a számítógépekben. A Li-ion akkumulátorok elektromos akkumulátorok vagy egyfajta újratölthető akkumulátorok, amelyeket újra és újra használhatunk. Az ilyen típusú akkumulátorok nagy energiasűrűséget is biztosítanak. A gyártók hozzájuk fordulnak más elektromos akkumulátorokhoz képest nagy kilogrammonkénti teljesítményük miatt. Egy Li-ion akkumulátor körülbelül 150 wattórát tárol kilogrammonként. Elektronikai eszközeink életben tartásában betöltött szerepük mellett az elektromos járműipar számára is fontosak. Sok elektromos autó akkumulátora vagy elektromos autó akkumulátora erre az akkumulátortípusra támaszkodik. Ezeken az akkumulátorokon belül a lítium-ionok anódról katódra mozognak. Ez a folyamat energiát bocsát ki az akkumulátorból a készülékbe. Ezt a ciklust a töltési időszak alatt fordítva megy keresztül. A kisütési és töltési ciklus azonban idővel lassan csökkenti az akkumulátor kapacitását. Természetesen a természeti erőforrások és az akkumulátorok gyártóinak a kisméretű készülékekhez szükséges mennyisége jelentősen eltér az autó akkumulátorától. Nagyobb szükség van energiatárolásra az elektromos járművek akkumulátoraiban. Ennek eredményeként a gyártóknak olyan nyersanyagokat kell beépíteniük, mint a nikkel, a kobalt és a grafit. Ezek olyan kitermelési módszereket igényelnek, amelyek a lítiumgyártás mellett a környezetet is megterhelik. Kína uralja a lítium-ion akkumulátorok alkatrészeinek gyártását, 2019-ben az elektromos járművek katódanyagainak 61%-át és az anódok 83%-át állítja elő, és 73%-os piaci részesedéssel vitathatatlanul vezető szerepet tölt be a cellagyártásban.
Egyéb népszerű akkumulátortípusok
A lítium-ion akkumulátorokon kívül a világ számos más akkumulátortípust is használ. Néhány másik népszerű:
Lítium akkumulátorok
Nem tévesztendő össze a lítium-ion akkumulátorokkal, a lítium akkumulátorok egyfajta nem újratölthető akkumulátorok. A lítium akkumulátor primer cellás szerkezettel rendelkezik, és nagy energiasűrűséget kínál. Ezek az akkumulátortípusok AA, AAA és 9 V méretűek. A gyártók lítium akkumulátorokat használnak kis és nagy elektronikai eszközökben egyaránt. Könnyű természetük miatt kiválóan alkalmasak hordozható eszközökhöz.
Ólomsavas akkumulátorok
Az ólomakkumulátor egy régebbi akkumulátortechnológia, amelyet az emberek a tartósság, a hatékonyság és az alacsony költségek miatt fedeztek fel. Ez az akkumulátortípus számos akkumulátoros alkalmazáshoz használható. Az egyik legnépszerűbb felhasználási területük a hagyományos gépjárművek, ahol a nagy túlfeszültség és áramkapacitás ideálissá teszi őket belső égésű motorok indításához. Ma a lítium akkumulátorok gyártása felváltja az ólomsavas változatokat. A gyártók azonban továbbra is ólom-savas akkumulátorokat használnak különféle alkalmazásokban, az autóktól és motorkerékpároktól a tartalék energiaellátó rendszerekig.
Az akkumulátorgyártás és az akkumulátorgyártás környezeti hatásai
Milyen környezeti hatásai vannak az akkumulátornak? Az elektromos akkumulátorok szénlábnyoma és környezeti hatásai: autó, okostelefon, kerékpár, szélturbinák… Csökkenti-e az elektromos energia a szénlábnyomot? Ma sok elektronikai és elektromos autónk lítiumra, egy alkálifémre épül. Szinte lehetetlen, hogy ne legyen olyan termékünk, amely lítium akkumulátorokra épül. Egyrészt gazdasági előnyökkel jár azoknak az országoknak, amelyek ezt a nyersanyagot exportálják. Ugyanakkor a lítium kitermelése és előállítása környezeti kihívást is jelent. A lítium-ion gyártási folyamata kihívások elé állítja az embereket és a bolygót. A gyártás során nagy mennyiségű vizet és energiát igényel. Ezenkívül talaj- és légszennyezési problémákat okoz, amelyek hatással vannak világunk éghajlatára és biztonságára. Ami a közvetlen emberi hatást illeti, etikai kihívást jelent a nem biztonságos körülmények a bányákban. Azokban a fejlődő országokban, ahol a termelők kitermelik ezeket a nyersanyagokat, előfordulnak olyan gyermekmunka esetek, ahol mind a gyermekek, mind a felnőttek nem biztonságos körülményekkel szembesülnek. A lítiumtermelés és -fogyasztás exponenciálisan növekszik, ezért bele kell merülni a hatásba.
A tanulmányok azt mutatják, hogy a lítium-ion akkumulátorok piacán 2017-ben 30 milliárd dolláros növekedés várható 2025-ben 100 milliárd dollárra. Ugyanakkor a Global Battery Alliance, a Világgazdasági Fórum által vezetett szakmai magánalapítvány jelentése szerint az akkumulátorok képesek 30%-kal csökkenteni az üvegházhatású gázok kibocsátását a közlekedési és energiaágazatban. Azonban ha a tiszta, megújuló energiát mérgező, gyúlékony és környezetszennyező ólom-szulfid vagy lítium akkumulátorokban kell tárolni, sok embert elriaszthat . .. jó okkal!
A Svéd Környezetkutatási Ügynökség mintegy 40 nemzetközi tanulmány eredményeinek összegyűjtésével próbálta kiszámítani egy lítium-ion akkumulátor szénlábnyomát. Az eredmény: bonyolult… Az ügynökség szerint az akkumulátorok minden kWh-ja 150-200 kilogramm CO2-nak megfelelő mennyiségű szén-dioxidot termelne, ami a világ túlnyomórészt fosszilis tüzelőanyag-felhasználásán alapul (a megtermelt villamos energia 50-70%-a). E becslés szerint egy 30 kWh-s akkumulátor gyártása körülbelül 5 tonna CO2-t termelne, míg a Tesláé meghaladná a 17 tonnát. Ezek a számok eltérnek az ADEME által 2013-ban közölt adatoktól (9 tonna CO2 elektromos járműnél és 22 tonna belső égésű járműnél), amely az akkumulátorok teljes életciklusát figyelembe vette.
A Li-Ion akkumulátorok gyártásával kapcsolatos környezeti hatások
A kőolajhoz hasonlóan olyan anyagokat kell bányásznunk és kivonnunk a földből, mint a lítium, hogy felhasználhassuk őket. Ebből kifolyólag a bányászat és a kitermelés folyamata az első érintkezési pont az akkumulátorgyártás hatásainak vizsgálatakor. A lítiumon kívül a gyártók olyan anyagokat használnak, mint a kobalt és a nikkel az akkumulátorok gyártása során, hogy meghosszabbítsák azok élettartamát. A gyártó vállalatoknak gyakran távoli országokban kell lítiumlelőhelyeket szerezniük, amikor lítiumot kívánnak kivonni. A világ legnagyobb lelőhelyei közül néhány Dél-Amerikában, Mexikóban és Kelet-Ázsiában található.
A világ lítiumtartalmának körülbelül egyharmada a chilei és argentin sós síkságból származik. Ezekben a régiókban a bányászok hatalmas mennyiségű víz felhasználásával bányásszák az erőforrást. A dél-amerikai Andok-hegységben az egyik kihívás a kitermeléssel kapcsolatban a víz, mivel a hegyek meglehetősen szárazak, és a kitermeléshez nagy mennyiségű víz szükséges. Ez lehetővé teszi, hogy az elem sós sóoldatban kerüljön a felszínre. Az akkumulátor létrehozásához lítium-karbonátra van szükség. A lítium-karbonát egy koncentrált anyag, amely a lítiumtartalmú sók finomítására szolgáló párologtató medencékből származik. A munkások sós sós medencéket hagynak elpárologni, amíg ki nem tudják szűrni a szilárd sókat. Ez a párolgási időszak 12-18 hónapig tarthat. Vízigényes módszerként 2 millió liter vizet használ fel 1 tonna lítiumra. A lítium finomítása az intenzív vízhasználat mellett mérgező vegyszerek, például sósav felhasználását is igényli. Következésképpen ezek a vegyszerek beszivároghatnak a közösségi vízkészletekbe. Ezek az eljárások érintik a helyi gazdákat, a közösséget általában, és a vízi szervezeteket is. A lítium iránti nagy kereslet miatt nem meglepő, hogy a gyártók fel akarják siettetni a gyártást. A sóoldat párolgási idejének lerövidítése érdekében a gyárak felmelegíthetik a vizet. Ez azonban fosszilis tüzelőanyagokat dob az energiamixbe, és ezzel meghiúsítja a célt.
Kobaltbányászat
A kobalt az akkumulátor elektródájának kulcsfontosságú részét képezi. Ennek eredményeként a jármű- és elektronikai gyártók is kitermelik ezt az alapanyagot. A lítiumkitermelés és -termelés káros környezeti hatásai mellett a kobaltbányászat pusztító folyamat. Először is fontos tudni, hogy a világ kobaltjának körülbelül 70%-a egyetlen országban, a Kongói Demokratikus Köztársaságban (KDK) található. Ezért a világ kobaltkereslete megviseli ezt a régiót. A környezeti hatásokon kívül emberi következményei is vannak a régió lakosságára nézve. Elterjedt a gyermek- és rabszolgamunka, a nem biztonságos munkakörülmények, valamint a vegyi anyagoknak való kitettség miatti magas szintű veleszületett fogyatékosság. A lítiummal ellentétben a kobalt- és nikkelbányászat a föld alatt zajlik. Ennek a folyamatnak számos hatása van, az élőhelyek fizikai pusztításától a környező területeket szennyező vegyszerekig. Mivel a kobalt alapvető szerepet játszik az akkumulátorok gyártásában, a vegyészek tisztább alternatívákat kutatnak.
A bányászat gyenge eredményeket ért el az emberi jogok és a környezetvédelmi jogsértések terén. A kitermelésnek ez a várható robbanása, különösen azokban az országokban, ahol az ilyen jogsértések megelőzése terén gyenge eredményeket értek el, mindenkinek el kell gondolkodnia.
Az akkumulátor ártalmatlanítása
Az akkumulátor ártalmatlanítása egy másik probléma. A nem megfelelő ártalmatlanítás esetén a használt akkumulátorok mérgező környezeti kihívásokat okozhatnak. Mivel ezek az akkumulátorok potenciálisan mérgező elemeket tartalmaznak, környezeti katasztrófává válhatnak. Egyes esetekben a nem megfelelő hulladékkezelés robbanást okozhat.
Lítium-ion akkumulátor újrahasznosítása
Bár a lítium-ion akkumulátorok újrahasznosítása technikailag lehetséges, ez még mindig csak anekdotikus alapon valósul meg. A kobalttal ellentétben a lítiumot nem – vagy szinte soha – nem hasznosítják újra. Ez drámai, ha figyelembe vesszük, hogy egy elektromos autó akkumulátora, egy nagy szénlábnyomú jármű 3-5 kiló lítiumot tartalmaz… A független környezetvédelmi szervezetek (NGO-k) szerint ez a gyártókat nem eléggé korlátozó szabályozás. Az utóbbiaknak ugyanis csak az „egyéb akkumulátor- és akkumulátorhulladék” átlagos tömegének 50%-át kell újrahasznosítaniuk (ez a kategória magában foglalja a lítium-ion akkumulátorokat is), szemben a termikus járművekben használt ólom-savas akkumulátorok 65%-ával.
Az akkumulátor-pazarlás hatásai
A háztartáson belül az akkumulátorhulladék olyan szilárd hulladékot foglal magában, amely szemétlerakóba kerül. Tehát, ha kidobja az elemeket, nagy valószínűséggel a szemétlerakóba kerülnek. Itt lebomlanak és szivárognak. Az akkumulátor korrodálódik, vegyszerei a talajba szivárognak. Ettől eltekintve bejuthatnak a felszíni és talajvízkészletekbe, ezáltal szennyezhetik azokat. Ezenkívül ezek az akkumulátoros vegyszerek elérik az óceánokat, és veszélyeztetik a vízi állatokat. A szivárgó vegyszerektől eltekintve, ha ki vannak téve, az akkumulátorokban lévő lítium illékony. Következésképpen hulladéklerakók tüzet okozhat, ezáltal még több káros gáz jut a légkörbe. Ebből jól látható, hogy a nem megfelelő hulladékkezelés akár kis mennyiségben is milyen nagy léptékű, hosszú távú hatásokat okozhat. Ezek a vegyszerek hatással lehetnek a környezetre és veszélyt jelenthetnek az emberi biztonságra. Az otthoni akkumulátorokon kívül ez vonatkozik az elektromos járművek akkumulátorainak ártalmatlanítására is.
Az elektromos járművek akkumulátorainak ártalmatlanítása
A hagyományos autókkal vagy akkumulátorokkal ellentétben az elektromos járművek akkumulátorai nehezebbek és nagyobbak. Ezek az akkumulátorok több lítium-ion cellát is tartalmaznak, amelyeket szét kell szerelni. Helytelen szétszerelés esetén a veszélyes anyagok felrobbanhatnak. Megoldásként dicsérték az újrahasznosított anyagok használatát. A lítium-ion akkumulátorok újrahasznosításának folyamata azonban nem olyan elterjedt, mint a hagyományos ólom-savas akkumulátoroké. Ettől függetlenül a globális szervezetek felismerik a szabványok bevezetésének szükségességét. Ezek a szabványok arra törekszenek, hogy csökkentsék a kidobott vagy kidobott akkumulátorgyártók és márkák számát. Ez megköveteli az anyagok újrafelhasználásának és újrahasznosításának szükségességét a fenntartható fejlődés támogatása érdekében. Az Európai Unió javaslatai például rávilágítanak arra, hogy az elektromos járműgyártóknak gondoskodniuk kell termékeik megfelelő kezeléséről.
Az akkumulátor újrahasznosítása mint megoldás
A rengeteg kutatás és az újrahasznosításra fordított pénz miatt teljesen normális, hogy az újrahasznosítás javasolt megoldás. Ahelyett, hogy az elemeket a szemétbe dobnák, átmennek az újrahasznosítási folyamaton, hogy új életet szolgálhassanak. Az újrahasznosítás sebessége és folyamata azonban nagyban függ az akkumulátor típusától. Először is vizsgáljuk meg az ólom-savas akkumulátort. Ezt az akkumulátort világszerte újrahasznosítják. A tanulmányok azt is kimutatták, hogy az akkumulátorok újrahasznosítási aránya 99,3%. A legjobb az egészben az, hogy minden akkumulátor-alkatrész újrahasznosítható és újrafelhasználható. Vagyis az olyan alkatrészek, mint az ólom, a műanyag és a kénsav szerepet játszhatnak az új akkumulátorok gyártásában. A fenntarthatóság szempontjából ez egy győzelem. Az újrahasznosítás csökkenti az új ólom bányászatára nehezedő nyomást, és csökkenti a hulladék mennyiségét is. Ezenkívül csökkenti az ólom mennyiségét a hulladéklerakókban. A li-ion újrahasznosítása más gyakorlat. Ellentétben az ólom-sav változatokkal, amelyekkel az újrahasznosító cégek könnyen dolgozhatnak, ez nem olyan egyszerű. Bár a lítium-ion akkumulátorok újrahasznosítása technikailag lehetséges, ez egy bonyolultabb folyamat.
A lítiumot bonyolult életciklusa miatt alig hasznosítják újra. Ezek az akkumulátorok élettartamuk során visszafordíthatatlan károsodáson mennek keresztül. Ez azt jelenti, hogy lehetetlen egyszerűen újrahasznosítani őket. Ennek eredményeként az újrahasznosítóknak szét kell szedniük az akkumulátort, és ki kell vonniuk a lítiumot. Ezt követően újra legyárthatják őket. A gyártási folyamat során a gyártók számos adalékanyagot adnak az akkumulátorban lévő elektrolit folyadékba. Ezek az adalékok a lítium-ion akkumulátorok ilyen vagy olyan módon történő javítását szolgálják. Például egy adalékanyag tartósabbá teheti az akkumulátort változó időjárási körülmények között. Másrészt egy másik adalék a gyártási folyamat felgyorsítására szolgálhat. A különféle keverési lehetőségek miatt nehézkessé válik az akkumulátorban lévő fémek újrahasznosítása. Ugyanakkor költséges módszerré teszi. Az újrahasznosítás megkísérléséhez a vállalatoknak biztonságosan és helyesen kell szétszerelniük a használt akkumulátorok alkatrészeit. Ennek egyik oka, hogy az elektrolit keverék gyorsan felrobbanhat, ha magas hőmérsékletnek van kitéve, ami nem megfelelő kezelés esetén gyorsan előfordulhat. Mindezen tényezők figyelembevételével könnyen belátható, hogyan és miért viszonylag alacsony a lítium akkumulátorok anyagának újrahasznosítási aránya. Globálisan jelenleg ezeknek az akkumulátoroknak az általunk újrahasznosított százalékos aránya nem stabil. A becslések szerint azonban ez az érték mindössze 5%. Ezenkívül az autóipari Li-ion akkumulátorokat csak körülbelül 5 éve használják nagy mennyiségben járművekben, és mint ilyen, nagy mennyiség még nem éri el élettartamát, ami indokolja a nagyarányú újrahasznosítást. Az Európai Unió például megköveteli a vállalatoktól, hogy az akkumulátorokat az élettartamuk végén gyűjtsék össze, és vagy újrahasznosítsák, vagy szétszereljék újrahasznosítás céljából. A jelenlegi követelmény szerint az EU elhasznált akkumulátorainak 45%-át be kell gyűjteni – de ezek közül csak kevés a lítium-ion akkumulátor. Ennek részben az az oka, hogy az ilyen akkumulátorokat gyakran beépítik az általuk táplált készülékekbe, és nehéz leszerelni, vagy maguk az eszközök értékesek, ami azt jelenti, hogy valószínűleg exportálják őket viszonteladás céljából, és bejelentés nélkül eltűnnek az EU-ból. Eközben az EU azt fontolgatja, hogy 2030-ra 70%-os célt tűznek ki az akkumulátorok begyűjtésére. Ezenkívül azt szeretné, ha 2030-ra az EU-ban gyártott új akkumulátorok lítiumtartalmának 4%-a újrahasznosított anyagból származna, ami 2035-re 10%-ra nő. Az ilyen követelmények nem kívánt következményekkel járhatnak. Ahogy javulnak az akkumulátorok, tovább tartanak. Ám ha az EU magasabb begyűjtési arányt ír elő, akkor a vállalatok kényszert érezhetnek arra, hogy idő előtt kivonják a forgalomból – a számszerű begyűjtési cél elérése érdekében – annak ellenére, hogy hasznos élettartamuk még hátravan. Hasonlóképpen kedvezőtlen következményekkel járhat, ha előírják több újrahasznosított anyag beépítését a lítium-ion akkumulátorokba. Már most is hiány van újrahasznosított anyagokból. Így az új újrahasznosítási szabályok betartása érdekében az európai gyártóknak esetleg újrahasznosított anyagokat kell importálniuk, különösen Kínából, amely Dél-Koreával együtt az akkumulátor-újrahasznosítás fontos globális központjává vált. Ennek jelentős szénlábnyoma lenne. Fennáll annak a veszélye is, hogy az akkumulátorgyártás leáll, mert nem áll rendelkezésre elegendő újrahasznosított anyag.
Lehetséges megoldások
Az elektromos autók esetében tagadhatatlan, hogy zöldebb megoldást jelentenek a kőolajüzemű járművekkel szemben. Azonban, amint azt megvizsgáltuk, az akkumulátor-gyártási folyamat nem mentes a környezeti hatásoktól. Ennek fényében ez ágazati fejlesztéseket tesz szükségessé annak érdekében, hogy a lehető legnagyobb mértékben elérhető legyen a környezetbarát akkumulátorgyártás. Sokkal környezetbarátabbá és biztonságosabbá kell tenni az akkumulátorok gyártásával és ártalmatlanításával kapcsolatos folyamatokat. Ez nemcsak a környezetre pozitív hatással lesz, hanem az emberek egészségét is védi. Az olyan területeken végzett fejlesztések, mint az akkumulátor-technológia, megnyithatják az utat a folyamat környezetbarátabbá tételéhez. A megújuló energiaforrásokra való átállás is jelentős lépés. Újrahasznosítás előtt egy másik megoldás az akkumulátorok hosszabb ideig tartó használata. A szakértők felfedik, hogy az elektromos autókban az első használat végén még mindig van akkumulátorkapacitás. Bár a gyártók már nem használhatják őket az autók meghajtására, de második életük lehet. Például tárolhatnák a napenergia által termelt többletenergiát.
Következtetés
Őszintébbnek kell lennünk az akkumulátorgyártás okozta problémákkal kapcsolatban, hogy megpróbáljuk kezelni őket. Tekintettel az autógyártók, a kormányok és a fogyasztók elektromos járművek iránti növekvő lelkesedésére, lehet, hogy már késő visszatenni a dugót ebbe a palackba. Ehelyett őszintébbnek kell lennünk az akkumulátorgyártás okozta problémákkal kapcsolatban, hogy megpróbáljuk kezelni őket. Sokan a szilárdtest akkumulátorok fejlődését hirdetik, néhány olyan prototípus-technológiával, amelyek jobb teljesítményt ígérnek kobalt vagy nikkel használata nélkül. Ez a megoldás azonban csökkenti az akkumulátorok problémáját az olyan helyeken, mint például a Kongói Demokratikus Köztársaságban előforduló kellemetlen gyakorlatokig, de a kihívás ennél sokkal nagyobb. A lítium a belátható jövőben is a világ akkumulátorainak alapvető alkotóeleme marad, különös tekintettel a globális bőségére. Erősebb globális jogszabályokra van szükség a természeti erőforrások beszerzéséről és újrafelhasználásáról, a közvélemény tudatosabbá tételére az akkumulátorok tömeges gyártása által támasztott környezeti kihívásokról, és erősebb ösztönzőkre van szükség az újrahasznosító ipar számára.
Az elektromos akkumulátorok előnyeivel kapcsolatos minden olyan közpolitikai dokumentum, amely nem foglalkozik a negatív környezeti hatásokkal, rossz szolgálatot tesz a környezetvédelmi erőfeszítéseknek.
Zsák Ferenc Tibor
Nyitókép: Kobalt bánya Kongóban
Felhasznált irodalom: Nature magazin: Lithium-ion batteries need to be greener and more ethical 2021. VI.29. Jon Whiteaker: Opinion: Let’s be honest, batteries are bad for the environment, Jennifer Okafor: Environmental Impact Of Battery Production And Disposal, Simon Sage: What’s the environmental impact of EV battery manufacturing and recycling?
