Elfordonsbatterier i en cirkulär ekonomi?

Mängden metaller i batterier för elfordon bedömer några vara ett problem. Inte så mycket nu, men på längre sikt när det troligtvis finns många fler elfordon.
Dellösningar är återvinning av metallerna från batterierna och mer andrahandsanvändning.
Ni som vill veta mer detaljer gå gärna den 24-26 september 2018 på den internationell konferensen på Chalmers som heter “Circular Economy of Battery Production and Recycling”.
“Prospects for electric vehicle batteries in a circular economy”
Ni som vill få en överslagsberäkning kan läsa CEPS nya rapport “Prospects for electric vehicle batteries in a circular economy” (pdf, 40 sidor). CEPS står för Centre for European Policy Studies och är en känd think-tank som ofta analyserar EU-politik.
Vi inom OmEV kommer skriva mer om återvinning under hösten, så ni kommer få mer djupa analyser. Men CEPS rapport är dock en relativt bra startpunkt. De har gjort en ganska enkel överslagsberäkning som är lätt att följa samt de har baserat sin antagande på ett stort antal aktörer inom branschen.
Syfte med studien är att beräkna värde, mängder, miljövinster och antal anställda om vi har återvinning av elfordonsbatterier i EU
CEPS har gjort en framtidsanalys av mängd och värde i EU från återvunnen litium, kobolt, nickel och aluminium från elfordonsbatterier.
CEPS har använt två scenarier fram till 2030 för att göra beräkningarna.
För de två scenarierna har antagit olika insamlings-procenter samt teknisk återvinningsprocenter för de olika metallerna.
Insamlingsprocent är hur mycket av batterierna som samlas in och återvinns inom EU. Resten hamnar någon annanstans. De har baserat på diskussion med aktörerna valt 65% och 85% för de två scenarierna.
Den tekniska återvinningen beror på teknikval och är hur mycket av metallerna som går använda igen efter en teknisk återvinningsprocess. För den tekniska återvinningen har de antagit:
Scenario 1: Kobolt: 94%, Nickel: 95%, Aluminium: 98% Litium: 57%
Scenario 2: Kobalt: 99%, Nickel: 97%, Aluminium: 98%, Litium: 94%
Det behövs en massa andra antaganden om mängd fordon, storlek på batterier, metallvärde och mängd metall per kWh batteri, men de är densamma för de två scenarierna.
Resultat av metallvärdet av återvunna batterier 2030 och 2040
Resultaten är att 2030 är värdet av de fyra återvunna metallerna inom EU 408 (Scenario 1) – 555 miljoner EUR (Scenario 2). Då räknar den med den prisbild som metallerna har i dagsläget.
2040 är värdet mellan 1,9 till 2,6 miljarder EUR.
Kobolt är den mest värdefulla metallen
2030 är värdet av den återvunna kobolten ca 213 till 295 miljoner EUR.
2040 kan 18 763 ton kobolt återvinnas under scenario 2. Värdet av den kobolten är ca 1,37 miljarder EUR.
Det finns också växthusgasvinster med återvinning
CEPS gör bedömningen att om vi återvinner som Scenario 2, så kommer utsläppen av växthusgaser minska med ca 1 miljoner ton koldioxidekvivalenter per år i jämförelse med en situation utan återvinning.
Det finns många antaganden i studien som går att diskutera
CEPS har för att kunna gjort sin överslagsberäkning gjort ett antal antaganden. Några av de centrala är:
Försäljning av elfordon i EU har de baserat på Bloomberg New Energy Finance. Det är otydligt hur många som är laddhybrider och hur många som är batteribilar. De verkar också bara ha räknat med personbilar. Men antalet de antar är:
2015: 0,145 miljoner
2020: 1 miljoner
2025: 2,5 miljoner
2030: 5 miljoner
De har baserat på diskussioner med aktörerna kommit överens att det bara tar åtta år innan batterierna från elfordon kommer till en återvinningsanläggning. Det är kortare än vad de normalt tar innan ett fordon skrotas.
Det gäller dock inte alla elfordonsbatterier utan ca 30% av de uttjänta batterierna från fordon kommer användas i någon sorts andrahandsanvändning i ca 10 år till. 30% är den bedömning de gjort tillsammans med aktörerna om rimlig andel som kommer användas en gång till.
De har också gjort en bedömning om hur mycket metaller det finns per kWh batteri i EU:s personbilsflotta framåt. Det är ju extra svårt eftersom de måste göra en bedömning av mixen av olika cellkemier, men också hur utvecklingen av metaller per kWh kommer se ut framåt. De räknar dock med:
Kobolt            116 g/kWh
Nickel            400 g/kWh
Aluminium  1 163 g/kWh
Litium             73 g/kWh
Speciellt antagandet om kobolt går att diskutera. Läs gärna artikeln i Financial Times från igår om alla som arbetar för att minska mängden kobolt [5].
För värdet på metallerna så har de antagit de priserna som var precis innan sommaren 2018. Metallernas priser går upp och ner, samt de borde räkna på vad priserna kommer vara 2030 och 2040. Den är nog en ganska avancerad övning att gissa priser till dess.
Slutligen så hittar jag inte vad de har antagit för batteristorlek för elfordonen?
Egna kommentarer
Tar inte resultaten så allvarligt. Jag tyckte det mer intressant med de antaganden de gjort tillsammans med aktörer som har insyn.
Är det verkligen rimligt att anta att det bara tar åtta år innan fordonsbatterierna återvinns?
Är 30% en rimlig siffra för andra-handsanvändning? Jag har hört från flera håll att det kan bli större andel.
Är också intresserad av stor alla andra sektors användning av li-jon batterier är i relation till personbilar 2030-2040. T ex hur mycket uttjänta batterier från elbussar?
Det finns väl också en nivå mellan att smälta/laka ut metaller från processanläggningar och använda hela packet i någon sorts ny användning?
Referenser
[1] Circular economy perspectives for future end-of-life EV
batteries Eleanor Drabik & Vasileios Rizos
20 February 2018. länk
[2] Gaines, L., 2018. Lithium-ion battery recycling processes: Research towards a sustainable course. Sustainable Materials and Technologies, 17. länk  ((Låst artikel)
[3] Recycling of spent batteries. Waste is what is left when imagination fails. Christian Ekberg and Martin Petranikova. IVA. 2018. länk
[4] Second-life EV battery market to grow to $4.2 billion by 2025. PV Magazine. 2 aug 2018. länk
[5] Electric cars: the race to replace cobalt. Financial Times. 2018 länk (Låst artikel)