Vi vänder på frågan: Återvinning eller återanvändning?

Är uttjänta Li-jonbatterier från fordon lönsamt för återanvändning?

Det är en debatt som går fram och tillbaka. Med snabbt fallande batteripriser är frågan om återanvändning verkligen är billigare än att köpa nyproducerade. Nyligen publicerade Bloomberg New Energy Finance en rapport om fallande batteripriser. I medel sjönk batteripriserna från 1160 USD/kWh år 2010 till 176 USD/kWh år 2018. Och de tror att det fortsätter falla till 94 USD/kWh till år 2024 och till 62 USD/kWh till år 2030. [1]. Enligt Lux Research kommer det år 2035 att finnas uttjänta fordonsbatterier med en total kapacitet på 65 GWh [2]. De menar att det vore bättre att återvinna dem istället för att återanvända i stationära anläggningar. Anledning är att det initialt är billigare att återanvända än att köpa nya, men med kapacitetsförluster och förkortade livslängder gör återanvändning olönsamt. 

Historiskt sett har de allra flesta batterier återvunnits och gör att bly-syrabatterier är den mest (?) återvunna produkten mänskligheten producerat. När det gäller lönsamheten för batteriåtervinning är det idag bara lönsamt att återvinna just blysyrabatterier: återvunnet bly kan gå direkt in i nyproduktion av nya bly-syrabatterier. Enligt Naturvårdsverket skulle den mängd Li-jonbatterier som borde nått återvinningsstadiet år 2017 vara ungefär 2300 ton, men den mängd som samlades in var endast lite drygt 200 ton [3]. Jämfört med konsumentelektronik förväntas livslängden för ett fordonsbatteri vara betydligt längre, men ändå har vi långt kvar till samma insamlingsgrad som för blysyrabatterier. Att återvinningsgraden av Li-jonbatterier är låg i Europa betyder inte att den är låg globalt sett. Circular Energy Storage har beräknat att 97 000 ton återvanns under 2018: knappt 70% i Kina, 18% i Sydkorea och 12% i resten av världen [4].

Andra menar att med dagens teknologi är det mer lönsamt att återvinna. Ju fler Li-jonbatterier som lämnas in desto lönsammare blir det att återvinna. Logistikkostnaderna är dock höga och beror främst på att det finns få anläggningar som återvinner fordonsbatterier. Men även att det idag snarare är skadade batterier än uttjänta fordonsbatterier och som måste transporteras som ’farligt gods’. Många återvinnare använder även energiintensiva återvinningsprocesser, främst för ökad flexibilitet att kunna återvinna många olika typer av batterier och kemier utan att behöva sortera. Nya återvinningsprocesser som använder lägre temperatur och som kan återvinna mer av metallerna är under utveckling, men de är ännu inte tillräckligt implementerade. 

När man återvinner Li-jonbatterier förlorar man förädlingsvärdet av de aktiva materialen och olika typer av Li-jonbatterier är olika lönsamt. Det är mer än 60 gånger mer lönsamt (per ton) att återvinna mobiltelefonbatterier (med LiCoO2: LCO-kemi) än batterierna i många elbussar i Kina (med LiFePO4: LFP-kemi) – allt är avhängt kobolt. [5] 

Återanvändning försenar återvinning

En baksida av återanvändning är att man försenar återvinningssteget. Man kan tycka att detta är bra så att det finns en större mängd batterier den dag det är dags att återvinna. Men om det nu inte finns någon marknad för återanvändning gäller det att återvinningen fungerar: effektiva processer och kapacitet måste finnas på plats inom en väldigt snar framtid. Hinner vi?

De flesta fordonsbatterier är med Li-jonbatterier är av NMC-typ. De innehåller stål, olika legeringar, koppar, litium, kobolt, nickel och mangan. Och dessutom olika plaster, elektronik och elektrolyt. För att återvinna på ett miljövänligt och kostnadseffektivt sätt måste det finnas ett fungerande industriellt nätverk; allt från insamling, logistik och återvinning. Att återvinna metallerna för att låta dem användas för materialtillverkningen av nya Li-jonbatterier är inte alla gånger ekonomiskt försvarbart. Mycket hög renhet av de ingående råmaterialen är ett krav för att säkerställa prestandan i de nya cellerna. Då återvinning göra att allt förädlingsvärde av de aktiva materialen går förlorat kan det ofta vara mer lönsamt att bryta nya material. Litium från återvunna batterier används inte i nya batterier, utan används ofta i smörjmedel, betong eller keramik.

EU-direktiv kräver återvinning, men återanvändning verkar rymmas i begreppet

De styrande inom EU tycker nog att återanvändning av uttjänta fordonsbatterier är bra ur ett miljö-, energi- och resursperspektiv. Enligt två EU-direktiv (End-of-Life Vehicles Directive 2000/53/EC [6] och Batteries Directive 2006/66/EC [7]) måste alla batterier samlas in och återvinnas. Även om ”2nd life” inte finns med i direktiven finns det med på EUs agenda som en del av återvinning. Man måste även beakta batterierna i avfallshierarkin under Waste Framework Directive 2008/98/EC [8] och i ”2015 Circular Economy action plan” [9]. Om man vill fördjupa sig mer i EUs olika regelverk kan vi rekommendera “From E-Mobility to recycling: the virtuous loop of the electric vehicle” för en översikt [10].

Den många gånger dystra verkligheten för batteriåtervinning är att den ännu inte är ekonomiskt gångbart. Ur ett europeiskt perspektiv är det fortfarande billigare att bryta nya metaller än att återvinna. Möjligtvis är undantaget kobolt. Emellertid kommer en ökad efterfrågan på sikt ändra läget. Men EU bör ha en långsiktig strategi för de metaller som vi inte har tillräckligt av. Samarbetet BMW, Northvolt och Umicore är ett steg i rätt riktining [11]. Audi och Umicore har ett liknande samarbete för ”closed loop for recycling” [12].

Kraftigt reducerad kostnad med återanvändning

Bloomberg New Energy Finance uppskattar att ombyggnation av uttjänta fordonsbatterier kommer kosta under 50 USD/kWh, medan ett nytt kostar 300 USD/kWh [13]. Dock var denna siffra från mars 2018 och sedan dess har Bloomberg räknat att ett nytt batteripack till en BEV i medel kostar 176 USD/kWh som vi skrev om tidigare i år. Bloomberg räknar även med att 2025 kommer ungefär 60% av alla uttjänta fordonsbatterier återanvändas innan de återvinns och detta kommer ytterligare sänka kostnaderna [13].

Morgan Stanley sa ifjol att de inte trodde att någon återvinning av fordonsbatterier kommer ske inom de närmsta tio åren och de tror att det är en hög risk att inte tillräcklig infrastruktur för återvinning finns på plats när det väl behövs: “There’s a difference between being able to do something and it making economic sense.” [14]

Kina lagstiftar kring återvinning och återanvändning

Från augusti ifjol måste kinesiska fordonstillverkare ta hand om de batterier de en gång satt på marknaden [15]. Enligt lagen, och rent ekonomiskt, kommer batterierna att återanvändas i en starkt växande marknad med stationära tillämpningar. Det skulle nog inte förvåna många om återanvända batterier från kinesiska tillverkare kommer att säljas världen över. Energilagringsapplikationer är även på stark framväxt i USA, Australien, Tyskland och Storbritannien. Fordonstillverkarna måste därför hålla koll på var deras batterier befinner sig under hela batteriets livslängd. Märkning av batterierna kommer bli mycket central.

Batterier från konsumentprodukter får många gånger bara en ny förpackning/etikett och säljs igen. En produkt som ofta består av återanvända battericeller är power-banks.

Enligt Circular Energy Storage kan man få 4 USD/kg för celler som kan säljas vidare i andrahandsapplikationer, medan man bara får ca. 1,5 USD/kg för celler som inte går att återanvända [16]. Många kinesiska företag ser en stor potential med återanvändning. Ett exempel är China Tower Corp., som har två miljoner telecom-master. Istället för att använda blysyrabatterier (som kräver underhåll) är kommer de använda uttjänta fordonsbatterier [17].

I Kina har 17 städer och regioner valts ut för att ett pilotprogram kring batteriåtervinning av uttjänta fordonsbatterier. Fordonstillverkare, återvinnare, återanvändare och lokala myndigheter jobbar tillsammans kring frågorna. Från statligt håll hoppas man att ett cirkulärt flöde skapas kring fordonsbatterier och att resurs- och energifrågorna tas beaktas. [18]  

Referenser 

[1] A Behind the Scenes Take on Lithium-ion Battery Prices. BNEF. 5 mars 2019. länk

[2] Lux Research: recycling, not reuse, is better choice for batteries from retired electric vehicles. Green Car Congress. 22 November 2016. länk

[3] Producentansvar för batterier Vägledning om producentansvaret för batterier, vem som är producent och vad som gäller. Naturvårdsverket. länk

[4] The lithium-ion battery end-of-life market 2018–2025. Circular Energy Storage. länk

[5] BU-705a: Battery Recycling as a Business. Battery University.
länk

[6] DIRECTIVE 2000/53/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 18 September 2000 on end-of life vehicles länk (pdf)

[7] DIRECTIVE 2006/66/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 6 September 2000 on batteries and accumulators and waste batteries and accumulators and repealing Directive 91/157/EEC länk

[8] EUROPAPARLAMENTETS OCH RÅDETS DIREKTIV 2008/98/EG av den 19 november 2008 om avfall och om upphävande av vissa direktiv länk

[9] Implementation of the Circular Economy Action Plan länk

[10] The Joint Declaration of Intent for the INNOVATION DEAL
on ”From E-Mobility to recycling: the virtuous loop of the
electric Vehicle” länk

[11] BMW Group, Northvolt and Umicore join forces to develop sustainable life cycle loop for batteries länk

[12] Audi and Umicore develop closed loop battery recycling
länk

[13] China’s Giving Batteries a Second Life It’s a simple idea. But it may have profound consequences. Bloomberg. länk

[14] The rise of electric cars could leave us with a big battery waste problem. The Guardian.  länk

[15] China launches pilot EV battery recycling schemes. Reuters.
länk

[16] China’s Giving Batteries a Second Life. länk

[17] China Tower can ’absorb’ 2 million retired electric vehicle batteries. länk

[18] China is launching local initiatives for battery recycling.
länk