Slik kan utrangerte elbiler bli en gullgruve

Lenge har elbiler vært lite utbredt globalt. Og det norske oppsvinget i etterspørsel, som har vokst til godt over 50 prosent av nybilkjøpene, var i lang tid unikt. Men nå viser alle trender at elbilen er i ferd med å ta av også globalt, og det begynner å bli et volum som merkes.

IHS Markit venter en økning på 70 prosent i år, og mener at trenden vil fortsette. Bloomberg New Energy regner med at rundt åtte prosent av bilene i verden vil ha elektrisk drift i 2030 (av en bestand anslått til 1,4 milliarder biler), og at det tallet kan nå 30 prosent innen 2040.

Det vil altså bli produsert flere hundre millioner elbiler i løpet av bare en 20-årsperiode.

Da er det åpenbart at det vil utgjøre en stor utfordring etter hvert som kjøretøyer blir utrangert og batteriene tas ut av drift. Hva vil skje med det elektriske avfallet?

Fra avfall til ressurs

Det er det britiske magasinet The Economist [for abonnenter] som forklarer hvorfor elbilene ikke må betraktes som avfall, men derimot som råvarer for fremtiden, når de er utrangert.

Dette er i tråd med trender som i stadig større grad gjør seg gjeldende, fremtvunget av klimakrise og stadig større bevissthet rundt behov for mer bærekraftige løsninger i alle sektorer.

Vanskeligere å gjenvinne

En rapport fra TØI beregner at det ikke blir før rundt 2025 i Norge, og etter 2030 i det øvrige Europa, at det vil bli snakk om betydelige volumer av elbilbatterier (og i mindre grad batterier fra ladehybrider) til gjenbruk og til gjenvinning.

Elbiler byr også på flere utfordringer enn andre biler når det gjelder resirkulering. Man regner med at 95 prosent av det diesel- og bensinbiler består av, kan brukes på nytt. Elbiler, derimot, er laget av et langt større utvalg av metaller. Det er mye mer utfordrende å skille og sortere disse, særlig i og med at mange av dem er innelukket i komplekse, elektriske komponenter.

Likevel: For den som mestrer teknikkene, er det gode penger å tjene. Årsaken er at elbiler inneholder mange verdifulle materialer som vil fortsette å bli etterspurt av industrien.

Sjeldne og kostbare metaller

I motorene finner vi for eksempel sjeldne jordmetaller, og batteriene er fulle av litium, kobolt og andre nyttige bestanddeler. Gjenbruk av stadig større mengder vil kunne redusere behovet for å utvinne litium og kobolt gjennom gruvedrift. Det vil ha flere fordeler.

Kobolt er i tillegg til kostnader i kroner og øre belemret med dårlig rykte når det gjelder forholdene det utvinnes under – og angående litium, hevder analytikere hos norske Rystad Energy at prisen kan tredobles de neste ti årene i takt med at elbilproduksjonen øker.

«Sort masse»

Gjenvinningsprosessen består av flere etapper. De brannfarlige litiumion-batteriene kan ikke behandles sammen med annet elektrisk avfall, men strimles opp – makuleres, på sett og vis – i spesialiserte maskiner med brannhemmende gass eller væske.

Den såkalte «sorte massen» som blir resultatet av denne prosessen, behandles deretter for å skille ut de verdifulle stoffene.

Satser på batteribyttestasjoner:

Slik blir Nio-batteriet byttet på 3 minutter, se video

Inntil nylig er litium blitt resirkulert i liten grad. Den vanligste metoden for å behandle den sorte massen, såkalt pyrometallurgi, går nemlig ut på å behandle massen som malm, ved å smelte den for å frigjøre metallinnholdet. Kobolt kan eksempelvis skilles ut fra dette, men litium blir igjen som en del av slagget og må deretter skilles ut separat.

Ikke nok med det, metoden ødelegger verdifulle ikke-metaller, som grafitten i anodene. Den er dessuten svært energikrevende.

Etter hvert som volumet til gjenvinning øker, og lønnsomheten knyttet til resirkulering forbedres, tyder mye på at en annen metode har mer for seg.

Nye metoder

Det er nemlig utviklet en måte å utvinne litium fra elbilbatteriene ved hjelp av hydrometallurgi. Dette innebærer at råstoffet først løses opp i syre eller annet løsemiddel, og at bestanddelene som skal utvinnes, deretter utfelles, det vil si vaskes ut. Prosessen er mer kompleks enn pyrometallurgien, og ekstrakostnadene ved å behandle spillvannet kommer i tillegg. Mye tyder likevel på at dette er metoden som kommer til å bli foretrukket.

De siste årene er det blitt etablert flere selskaper som satser på gjenvinning av batterier fra elektriske kjøretøy. The Economist lister opp en del ledende aktører i Nord-Amerika, i Norden og i Kina.

Kanskje ikke overraskende er Kina størst på dette, og leder er Brunp Recycling, et datterselskap av verdens største batteriprodusent, CATL. Brunp har flere anlegg i Kina, basert på hydrometallurgi, og hevder å kunne gjenvinne 120.000 tonn gamle batterier årlig.

Kanadiske Li-Cycle, som startet opp i 2016, er den største aktøren i Nord-Amerika. Selskapet satser på hydrometallurgi og har innført et «eike/nav»-system der batterier av ulike typer samles inn lokalt. Så deles de opp og komponentene skilles: Plast, kobber og aluminium, og sort masse. De første sendes til spesialiserte gjenvinningsaktører, mens den sorte massen går til «navet» – det sentrale anlegget – for videre gjenvinning.

Fra Tesla-sjef til gjenvinningskonge

I Nevada startet tidligere teknisk sjef og medgrunnlegger i Tesla, Jeffrey Straubel, selskapet Redwood Materials i 2017.

Selskapet kombinerer pyro- og hydrometallurgi etter det som passer best og resirkulerer allerede batteriene fra Nissan og Panasonic som ikke ble godkjent i kvalitetskontrollen i deres amerikanske anlegg.

Mer spesialiserte selskaper har tatt utfordringene knyttet til utskilling av grafitt (som EcoGraf, i Australia), og ikke minst den vanligste gel-elektrolytten, såkalt Li-PF6. Denne gjenvinnes ikke per i dag, men forskere i Australia har utviklet en metode de hevder gjør det mulig å hente ut elektrolytten fra den sorte massen for direkte gjenbruk.

Det ville forbedre gjenvinningsgraden ytterligere, og den flytende elektrolytten vil det bli stadig mye mer av de kommende årene, før faststoff-batteriene begynner å komme for fullt – sannsynligvis først mot slutten av tiåret.

Hva gjør bilprodusentene selv?

Produsentene av elbiler akter ikke å overlate all gjenvinningen til eksterne aktører. I stadig større grad integrerer de selv den fremtidige gjenvinningen av batteriene, som en del av elbilstrategien.

Det gjelder blant annet Tesla, som setter opp et gjenvinningsanlegg for batterier på fabrikken Giga Shanghai i Kina, i tillegg til det som etableres ved gigafabrikken i Nevada.

Volkswagen på sin side åpnet et pilotanlegg i Salzgitter for gjenvinning av batterier fra konsernets merker.

Konsernets øverste ansvarlige for batterier, Frank Blome, sier til The Economist at ideen er at de som utvikler batteripakkene, skal arbeide sammen med de som er ansvarlige for resirkuleringen.

– Alle som tar noe fra hverandre, må vite hvordan det ble satt sammen, sier han til magasinet.

En fordel er at resirkuleringen blir mindre kostbar, ved at det blir lettere å adskille komponentene før de behandles.

For eksempel finnes det elementer, som katodene, som eventuelt vil kunne brukes på nytt.

BMW har for sin del arbeidet med dette fra start under utviklingen av sin elektriske SUV, iX3. Batteripakken skal være 96 prosent resirkulerbar.

– Det er ikke bare et stort pluss for miljøet. Det gir også større tilgangssikkerhet på de viktige metallene batteriene inneholder, med tanke på usikkerheten som hersker angående fremtidig tilgang og pris på råstoffene, sa talsmannen for BMWs elbilsatsing, Wieland Bruch, til Motor i fjor sommer da bilen ble presentert for pressen.

Ruller ut elbil-flåtene:

– De strategiske valgene ligger allerede bak oss

Satsing i Norden

I det såkalte økosystemet rundt elbilene, der i særdeleshet kretsløpet fra batteriproduksjon til gjenvinning inngår, er det mye som rører på seg også på våre breddegrader. I juni kunne vi fortelle om Fortum Recycling and Waste, som setter opp et anlegg for batterigjenvinning i Finland. Der skal det kunne gjenvinnes litium, nikkel, kobolt og mangan.

Den svenske batteriprodusenten Northvolt, startet av tidligere Tesla-ansatte, etablerer også et anlegg for batterigjenvinning. Det blir en del av selskapets anlegg i Skellefteå i Nord-Sverige.

Målet er at innen 2030 skal halvparten av materialene som brukes i batteriproduksjonen deres, komme fra gjenvinning.

Norske Hydro har inngått et samarbeid med Northvolt og etablerte Hydrovolt sommeren 2020. Mot slutten av 2021 skal deres gjenvinningsanlegg i Fredrikstad, som har fått en støtte på 43,5 millioner fra Enova, komme i drift.

Det skal ifølge selskapet ha en kapasitet i starten til å behandle 8000 tonn batterimoduler i året, med muligheten til å skalere opp etter behov.

Batteriretur i Norge

Norske Batteriretur.no understreker at produsentene selv har ansvaret for de produktene de sender ut på markedet, i hele produktets levetid, også etter at det er blitt avfall. Ansvarlig gjenvinning er ifølge dem en viktig del av det å ta vare på naturressursene, redusere CO2-utslippene og minske avfallshåndteringen. Så samarbeider de da også med bilimportørene.

Tidligere i år sa Erik Andresen, administrerende direktør for Bilimportørenes landsforening (BIL), at foreningen også er svært positiv til etableringen av Hydrovolt.

– Dette er jo et kjempeskritt i riktig retning for gjenvinning av disse batteriene. Det er jo ikke alle som kan gå inn i et annenhåndsmarked, og når det så skal gjenvinnes, er det viktig at vi finner effektive måter å gjøre dette på og at vi henter ut de materialene man kan bruke i produksjonen av nye batterier. Så dette er jo helt glimrende, sier Andresen til Batteriretur.

– Jeg har snakket med flere av representantene for bilprodusentene i Tyskland som jobber for Volkswagen og BMW med flere, og de har uttrykt at det var en skikkelig hyllevelter da denne nyheten kom. Det kom overraskende på mange miljøer at man var kommet så langt. Det er veldig spennende når så store selskaper som Hydro går inn i denne bransjen. Der sitter det noen gløgge mennesker som vet litt om fremtiden og hva det lønner seg å satse på, sier Andresen til nettstedet.

Kilder: The Economist, TØI, Teknisk Ukeblad, Volkswagen AG, BMW AG, Hydrovolt, Batteriretur.no

Mens Tesla sitter på gjerdet:

BMW varsler satsing på faststoffbatterier