Milliardbutikk venter – produksjonskapasiteten mangler

Produksjonen av litiumionbatterier til elbiler er ventet å stige fra dagens nivå på 455 GWh til 1.447 GWh i 2025 med en årlig vekstrate (CAGR) på 26 prosent. Veksten kommer hovedsakelig i Kina og Europa, meldte S&P Global Market Intelligence i januar i år. Det betyr at om noen år vil også mengden brukte batterier fyke i været.

I et notat fra EU fra juli i år, kalt «New EU regulatory framework for batteries» går det frem at EU alene skaper 1,9 millioner tonn avfallsbatterier hvert år, hoveddelen av dette er blybatterier, fulgt av mindre husholdningsbatterier. Elbilbatterier er ennå så nytt at det er vanskelig å finne troverdige tall. Vi har sett anslag for resirkulering som spenner fra 6 til 30 prosent blir samlet inn, ingen av dem med god dokumentasjon.

Det som derimot finnes er forventninger. Statista melder at markedet for resirkulering av litiumbatterier i år er 2.08 milliarder amerikanske dollar og det er ventet å vokse til mer enn 11 milliarder dollar i 2027, med dagens kurs noe over 95 milliarder kroner.

De enorme verdiene ligger i at det er begrenset tilgang på råvarene til batterier. Den tyske bilorganisasjonen ADAC mener at et batteri på 50 kWh inneholder 100 kg grafitt, 32 kg nikkel, 11 kg kobolt, 10 kg mangan og 6 kg litium.

Fortsatt lav resirkulering

Av dem som samles inn har resirkuleringsgraden til nå vært lav, godt nede på 30-tallet. Prosessene som er brukt gir også store utslipp av klimagasser. Det to metoder som dominerer for å hente ut de verdifulle komponentene fra et brukt batteri, pyrometallurgisk, som krever temperaturer opp mot 1000°C og hydrometallrugisk der man bruker vannholdige væsker til å trekke ut de ønskete metaller eller mineraler.

Tesla hevder nå de kan resirkulere 92 prosent av sine batterier, men gir ikke verken detaljer eller dokumentasjon på hvordan det skal skje.

Det er sannsynlig at Tesla bruker en kombinasjon av pyrometallurgi og hydrometallurgi, om de ikke har utviklet noe helt nytt. Det skjer mye forskning rundt dette, det er publisert en rekke vitenskapelige artikler og det er bred enighet om at denne kombinasjonen er mest lovende.

Amerikanske National Renewable Energy Laboratory publiserte i 2018 en oversikt som viste at det var 22 resirkuleringsanlegg for batterier i verden, kun tre bruker kombinasjonen. Denne oversikten er allerede utdatert, Tesla står ikke på listen, det gjør heller ikke Duesenfeld Recycling i Niedersachsen i Tyskland.

Ny kombinasjon

Selskapet har, i tett samarbeid med Technische Universität Braunschweig, utviklet prosesser som i stedet kombinerer mekanisk og hydrometallurgiske prosesser. Et pilotanlegg stod klart i 2017, nå har bedriften startet ordinær produksjon med en prosess som er patentert.

Duesenfeldt oppgir nå å klare å gjenvinne 91 prosent av et brukt elbilbatteri, og at målet er å komme svært nær 100 prosent gjenvinningsgrad. Prosessen starter med fullstendig utladning av batteriet. Bedriften har installert utstyr som leder denne strømmen inn på det ordinære nettet. Selv hevder de at det gir tilstrekkelig strøm til å drifte samtlige maskiner som inngår i prosessen.

Etter utlading blir batteriet plukket fra hverandre og komponenter som innkapsling, skruer, elektronikk og jernholdige metaller blir skilt ut og sendt til etablerte resirkuleringsbedrifter. Så følger det tyskerne kaller mekanisk forminskning, knusing på godt norsk. Både elektrolytten og andre stoffene er giftige så denne prosessen skjer i en atmosfære med nitrogen og uten oksygen. Temperaturen holdes lav, dette skal føre til at ingen giftige gasser dannes.

Granulatet som nå er resultatet, inneholder elektrolytten. Denne blir fordampet ved help av vakuum og alle komponenter gjenvunnet. Til VDI Nachrichten forteller produksjonsleder Julius Schumacher at det tørre granulatet nå blir separert etter kornstørrelse, tetthet, magnetiske og elektriske egenskaper. Da er ytterligere mengder jern, kopper og aluminium tatt ut. Igjen sitter Duesenfeld med det de kaller svartmasse. Her ligger verdiene i from av kobolt, nikkel, litium, mangan og grafitt. Nå starter den hydrometallurgisek prosessen som frigjør disse stoffene. På nettsidene til selskapet går det frem at de henter ut CoSO₄, NiSO₄, MnSO₄, Li2CO₃ og grafitt.