Эта история первоначально появилась в журнале Corporate Knights и переиздается здесь как часть Охватывая климат сейчас, глобальное журналистское сотрудничество для усиления освещения климатической истории.

Нет недостатка в доказательствах того, что рынок электромобилей в прошлом году или около того достиг своего рода переломного момента. Но для Аджая Кочхара, генерального директора и соучредителя Li-Cycle, показательной деталью стала реакция покупателей на первый e-Silverado от General Motors. Первоначальная партия была распродана за 12 минут в день, когда она поступила в продажу в начале января — и это для пикапа, который не сойдет с конвейера до 2024 года. «Потребители», как он говорит, «говорят». »

А Кочгар слушает. Всего через четыре года после запуска небольшого пилотного завода в Кингстоне, Онтарио, компания Li-Cycle стала грозным игроком на зарождающемся рынке. EV-аккумулятор перерабатывающая промышленность. Сейчас публично торгуемых (LICY: NYSE), компания быстро привлекла от инвесторов более 500 миллионов долларов. В прошлом году компания получила еще 150 миллионов долларов в виде стратегического вливания от глобального производителя аккумуляторов LG Energy Solution, партнера недавно объявленного завода по производству аккумуляторов для электромобилей стоимостью 4.9 миллиарда долларов в Виндзоре, Онтарио, и Koch Strategic Platforms для строительства трех крупных предприятий в Алабаме. Аризона и северная часть штата Нью-Йорк. (Хотя нефтегазовая империя, которой управляет семья Кох, активно лоббирует действия по борьбе с изменением климата, компании Коха в последнее время инвестируют в ряд стартапов в секторе возобновляемых источников энергии.)

При поддержке на ранней стадии со стороны Carnelian Energy Capital, хьюстонского венчурного фонда, прошлой весной компания также подписала соглашение с Ultium, обширным совместным предприятием по производству аккумуляторов для электромобилей, созданным GM и LG Chem, о создании перерабатывающего предприятия в огромном новом Комплекс аккумуляторных заводов в Огайо. Стоимость запланированных капитальных вложений сейчас составляет почти полмиллиарда долларов. Как сообщила инвесторам компания Li-Cycle, к 60,000 году она планирует извлекать материалы, пригодные для аккумуляторов, из эквивалента 2023 XNUMX тонн литий-ионных батарей ежегодно.

Инвесторы не единственные, кто обращает на это внимание. В своем национальном плане развития литиевых батарей на 2021–2030 годы правительство США уделяет большое стратегическое внимание переработке литий-ионных аккумуляторов для электромобилей, ссылаясь на исследования, показывающие, что батареи, в которых используются переработанные материалы, могут сократить расходы на 40 процентов, а также потребление воды в производственном процессе. на 77 процентов и энергопотребление на 82 процента.

Неудивительно, что сектор Li-Cycle быстро становится очень перенаселенным пространством, привлекая китайского гиганта по производству аккумуляторов CATL (который утверждает, что перерабатывает достаточно лития для производства 200,000 XNUMX электромобилей в год), а также огромные инвестиции таких транснациональных корпораций, как Nissan, BASF и Tesla, через Redwood Materials, компания по переработке аккумуляторов, основанная соучредителем Tesla. Вся эта деятельность отчасти обусловлена ​​относительной нехваткой лития и кобальта, еще одного ингредиента литий-ионных аккумуляторов, а также усилиями автомобильной промышленности по достижению целей по сокращению выбросов углекислого газа. Достижение этих целей предполагает переход на электроэнергию, а также борьбу с загрязнением и выбросами, связанными с горами использованных батарей. «Это переломный момент для OEM-производителей [производителей оригинального оборудования]», — говорит Кочхар. «Они рассматривают переработку отходов как способ достичь нулевого уровня выбросов и иметь внутренний источник поставок вместо того, чтобы отправляться на край света».

Это решающий момент. Они рассматривают переработку отходов как способ достичь нулевого уровня выбросов и иметь внутренний источник поставок вместо того, чтобы отправляться на край света [за полезными ископаемыми].

Литий, металл, который в изобилии встречается в Чили, Австралии и Китае, уже давно известен своей способностью упаковывать много энергии в относительно небольшие объемы — отсюда его широкое использование в бытовой электронике. Когда Илон Маск начал создавать электромобили, он рассчитывал, что сможет использовать литий-ионные батареи для питания своих автомобилей, а модули будут состоять из батарей, подобных тем, которые используются в ноутбуках. С момента дебюта оригинальной Tesla в 2006 году спрос на литий стремительно рос. «В 2019 году установленная емкость литий-ионных батарей в мире превысила 700 [гигаватт-часов]», — отмечается в отчете об анализе жизненного цикла за 2021 год, подготовленном британской консалтинговой компанией Circular Energy Storage. «Из них 51 процент был установлен на электромобилях малой и большой грузоподъемности. Этот же показатель в 2015 году составлял 19 процентов, а в 2010 году — менее 1 процента». Цены на экологически чистые энергетические минералы также взлетели, что положило начало своего рода геополитическому стремлению обеспечить доступ как к литию, так и кобальту, львиная доля которых добывается в шахтах Республики Конго. Китай занят скупкой мировых ресурсов лития (недавно он приобрел канадский литиевый рудник).

Новые рудники часто сталкиваются с сильным сопротивлением (экологические протесты в Сербии в начале этого года по поводу предлагаемого строительства литиевого рудника Rio Tinto привели к отмене проекта). Согласно статье, опубликованной в журнале Nature в 2021 году, в связи с растущим спросом на электромобили в ближайшее десятилетие основной проблемой станет расширение добычи и производства лития, что само по себе является энергоемким процессом. А чуть дальше скопление вышедших из строя батарей может начать выглядеть как еще один гейзер бытовых отходов.

Короче говоря, теоретическое обоснование вторичной переработки кажется очевидным и важным не только по экологическим причинам, но и для смягчения геополитических конфликтов, связанных с добычей лития и кобальта.

Однако переработка аккумуляторов электромобилей является сложной задачей как по электрохимическим, так и по логистическим причинам. «Это был для нас постоянный вопрос», — говорит Кочхар, инженер-химик, который руководил исследованием лития для консалтингового подразделения экологически чистых технологий инженерного гиганта Hatch, прежде чем стать соучредителем Li-Cycle. «Люди спрашивали, что будет с использованными батареями?»

В отличие от обычных автомобильных аккумуляторов, использованные аккумуляторы для электромобилей не имеют одинакового размера, часто весят сотни килограммов и во многих случаях встроены в шасси или силовую передачу автомобиля. Хотя батарея электромобиля может прослужить более десяти лет, отработанная версия по-прежнему содержит достаточно энергии, достаточной, чтобы нанести серьезный вред водителям. Поэтому первоочередной задачей переработчиков является слив остаточной энергии, что можно сделать различными способами, в том числе погрузить их в электролит, как это делает Li-Cycle. Затем переработчикам необходимо снять пластиковый корпус и повторно обработать открытые внутренние части батареи, включая металлы, из которых они сделаны: литий; кобальт; никель; и другие элементы.

Существуют различные методы: подвергать этот материал воздействию чрезвычайно высокой температуры или, как это делает Li-Cycle, «измельчать» его в так называемую «черную массу» — смесь металлических крошек, которую можно разделить на составные металлы и использовать в качестве сырье для изготовления новых аккумуляторов. Но прежде чем что-либо из этого произойдет, предприятиям по переработке отходов необходимо обеспечить поставки использованных аккумуляторов для электромобилей. Хотя этот процесс может быть более простым, чем в случае с бытовой электроникой, которая часто вообще не попадает в поток вторичной переработки.

Это обратная логистика. Вы не хотите перевозить эти массивные батареи по пересеченной местности.

Секретный соус Li-Cycle, который, похоже, привлек внимание инвесторов, больше связан с логистикой переработки тяжелых автомобильных аккумуляторов, чем с электрохимическими процессами. Компания решила разобрать весь процесс на так называемую модель «спицы и ступицы». Некоторые из заводов компании — «спицы» — будут собирать, сливать и механически измельчать отработанные батареи, а ценный остаток — черную массу — отправлять на крупный централизованный металлургический завод в Рочестере, штат Нью-Йорк, где этот материал снова разделяется на входящие в его состав металлы. Затем они будут проданы обратно производителям аккумуляторов или автопроизводителям.

«Это обратная логистика», — объясняет Кочхар. «Вам не захочется перевозить эти массивные батареи через всю страну. Это будет дорого стоить, небезопасно, а наши клиенты, такие как LG и GM, не станут этого делать, верно? Вот тут-то и пригодится наша спица».

Этот подход, добавляет он, был разработан для минимизации выбросов — намного меньше транспортировки, отсутствие сжигания и утилизация лома, образующегося в процессе измельчения. Стратегия компании заключается в строительстве 20 заводов по производству спиц и четырех узловых предприятий по всему миру в течение следующих трех лет. Li-Cycle также утверждает, что ее процесс генерирует на 25–30 процентов меньше углерода в течение жизненного цикла, чем другие методы переработки аккумуляторов.

Несмотря на весь оптимизм Li-Cycle в отношении своего будущего, по поводу этой части революции электромобилей все еще остается много сложных вопросов. Среди них: обеспечит ли переработка достаточное количество лития и кобальта для удовлетворения будущего спроса или будет ли переработка устаревших аккумуляторов электромобилей лучше для планеты, чем другие виды использования остаточной энергии в этих объектах, такие как стационарные приложения для хранения энергии, такие как резервное питание. вместо дизель-генераторов.

Наконец, нам нужно задаться вопросом, какую роль в этой истории играет государственная политика. Европейский Союз постепенно введет жесткие требования по переработке отходов к 2030 году. Администрация Байдена в рамках своего плана литиевых батарей призывает создать стимулы для достижения 90-процентной переработки бытовой электроники, электромобилей и сетевых аккумуляторных батарей к 2030 году, а также федеральные требования к обеспечить, чтобы переработанные металлы действительно использовались для изготовления новых. (Clean Energy Canada, аналитический центр Университета Саймона Фрейзера, призвал к созданию аналогичной политики для цепочки поставок аккумуляторов для электромобилей, которой на сегодняшний день не существует).

Кочхар, со своей стороны, хочет, чтобы Li-Cycle управлялась рыночными силами, а не субсидиями. Это вполне справедливо, но трудно утверждать, что государственная политика не должна играть какую-то роль в обеспечении того, чтобы эти тяжелые, химически летучие объекты не попадали на свалки — конечный пункт назначения бесчисленного количества аккумуляторов для смартфонов.

«Как получить эти материалы от потребителей?» он говорит. «Это большой вызов».