Antrasis elektromobilių baterijų gyvenimas: nuo energijos namams iki koncertų

Europos transporto pramonei elektrifikuojantis, skeptikai neretai bando mesti šešėlį ant baterijomis aprūpintų automobilių. Bene dažniausiai keliamas klausimas – kas bus daroma su panaudotomis ir transporto priemonėms nebereikalingomis baterijomis? Šiuo atveju galima lengviau atsikvėpti – jos nebus išmetamos.

Kol vieni gamintojai kuria jų perdirbimo schemas, kiti lengvųjų automobilių bei sunkvežimių baterijas ir toliau sėkmingai naudoja energijai kaupti: maitina namus, užtikrina energetinį pastatų saugumą ar net tiekia energiją muzikos grupėms per koncertus.

Kur keliauja elektromobilių baterijos?

Vidaus degimo variklio utilizacijos schema jau parengta: perdirbti tinkamos medžiagos išimamos, o metalas supresuojamas. Jo lakštai keliauja toliau ir tampa kokiu nors kitu žmonėms naudingu metaliniu daiktu.

Tačiau su elektromobiliais situacija kiek kitokia. Jų baterijų nei išmesti, nei supresuoti negalima. Ličio jonų akumuliatoriai turi pavojingų medžiagų, jų išvežti į sąvartyną negalima, o utilizacija ir perdirbimas – sudėtingi.

Europos pramonė ne pirmus metus stengiasi rasti būdų, kaip perdirbti panaudotas elektromobilių baterijas ir suteikti joms antrą gyvenimą naujuose automobiliuose. Norvegijoje jau atidaryta pirmoji „Hydrovolt“ gamykla, kuri iš senų elektromobilių baterijų ištraukia varį, aliuminį, nikelio, magnio, kobalto bei ličio juodąją masę ir tas medžiagas grąžina į rinką naujų baterijų gamybai. Tačiau šios gamyklos pajėgumai dar menki, o elektromobilių Europoje daugėja labai sparčiai.

Kiti gamintojai baterijas paverčia energijos saugojimo prietaisu. Įdomu tai, kad tokių bandymų yra ir Lietuvoje. Pavyzdžiui, bendrovė „Battec“ inicijavo bandomąjį projektą dėl elektromobilių baterijų panaudojimo keičiant paskirtį (angl. repurposing) bei sukūrė pirmuosius šalyje stacionarius energijos kaupiklius iš naudotų akumuliatorių.

Savo ruožtu „Nissan“ atgyvenusias elektromobilių baterijas naudoja kaip atsarginį energijos šaltinį Amsterdamo futbolo klubo „Ajax“ arenai, nusikvėpusias „Renault Zoe“ baterijas bus galima pritaikyti „Powervoult“ namų energijos kaupimo sistemoje, o sunkvežimių gamintojos „Scania“   baterijos naudojamos muzikos grupės „Lukas Graham“ koncertuose kaip švarios energijos saugykla.

Kaip baterijos suteikia energiją koncertui?

2022-aisiais Danijoje vykęs garsios popgrupės koncertinis turas buvo itin tvarus: skaičiuojama, kad per kiekvieną koncertą į aplinką buvo išskirta 98,5 proc. mažiau teršalų nei įprastai. Visa tai leido pasiekti vėjo turbinų energija. Daugiatūkstantines minias sutraukianti „Lukas Graham“ sudarė partnerystę su danų vėjo turbinų gamintoju „Vestas“.

Koncertuodama atvirose erdvėse ji naudoja ne dyzelinius generatorius, o vėjo sukurtą energiją. Aišku, visos garso ir šviesų aparatūros prijungti prie vėjo turbinų nepavyks. Tai būtų pernelyg nesaugu. O jei per pasirodymą nebūtų vėjo? Energiją reikia kažkur sandėliuoti. Ir čia į sceną žengia transporto gamintojai.

Danai kreipėsi pagalbos į kaimynus iš Skandinavijos – sunkvežimių gamintoją „Scania“, kuri jau ne pirmus metus kuria ir elektra varomas sunkiąsias transporto priemones. O šios turi gerokai didesnes baterijas nei lengvieji elektromobiliai. Štai elektrinis „Scania R“ vilkikas yra komplektuojamas netgi su 468 kWh talpos baterija. Juk norint vilkti 40 tonų krovinį daugiau kaip 300 km viena įkrova, reikia energijos.

Be to, „Scania“ baterijų įkrovimo technologija pasižymi itin dideliu greičiu, pranokstančiu pačius moderniausius lengvuosius elektromobilius su 800 V elektros sistemomis. Sunkvežimiai gali būti kraunami 375 kW galia, kas leidžia jų baterijas įkrauti per 90 min.

Koncertiniam turui elektrifikuoti buvo paimti du jūriniai konteineriai, juose buvo sumontuoti 72 „Scania“ baterijų elementai. Kiekvienas konteineris pasižymėjo 1 MWh energijos talpa, taigi bendra dviejų baterijų talpa sudarė 2 MWh. Konteineriai galėjo atiduoti iki 900 kW galią, tačiau net ir didelė scena to neišnaudojo: vidutinis galios poreikis siekė 180 kW.

Energijos saugojimo poreikis tik augs

Ypač spartus energijos įkrovimas buvo reikalingas per koncertinį turą, grupei judant iš vienos vietos į kitą, nes visam baterijų paketui įkrauti buvo skirtos tik 5 val. Ši elektros jėgainė ir visa turo įranga po Daniją važinėjo elektriniais švediškais vilkikais.

2018-aisiais ne pelno siekiančios organizacijos „A Greener Festival“ tyrimas parodė, kad vidutiniškai per vieną koncertą į aplinką išskiriama apie 500 t anglies dvideginio, o 2019-aisiais konsultacijų bendrovė „Hope Solutions“ suskaičiavo, kad vien Didžiojoje Britanijoje pramogų industrija per metus sudegina beveik 400 mln. t dyzelio. Muzikantai dažnai kalba apie ekologiją, tačiau pirmieji bandymai tai parodyti savo pavyzdžiu vyksta tik dabar.

Europai ir JAV persiorientuojant į tvarią energiją, energijos saugojimo poreikis tik didės. Saulės, vėjo, hidroelektrinės negali užtikrinti tokio stabilaus energijos tiekimo kaip, tarkime, atominė energija, jos kainos biržoje svyruoja ypač smarkiai. Dėl to ateityje labai pasitarnaus baterijos, kurios kaups energiją, kai bus jos perteklius, ir tieks ją tuomet, kai elektra bus itin brangi.

Švarios energijos lyderystės instituto duomenimis, JAV ir Europoje iki 2030-ųjų turėtų atsirasti apie 1 200 GWh elektros energijos kaupyklų. Tai yra 15 kartų daugiau, nei buvo prijungta prie tinklo 2021 m. Kad būtų paprasčiau įsivaizduoti, „Nissan Leaf“ baterijos dydis yra 40 kWh, „Scania“ sunkvežimio – 468 kWh, o prognozuojamas energijos saugyklų skaičius šio dešimtmečio pabaigoje sieks 1 200 000 000 kWh.

Skirtinga baigtis – toks pat rezultatas

Problema ta, kad baterijoms reikalingas litis – baigtinis žemės produktas. Jį vis sunkiau iškasti, o jo poreikis didėja. Jau dabar didžioji dalis ličio yra parduodama elektromobilių baterijų gamintojams. Tad energijos saugyklos yra šiandieninių elektromobilių baterijų ateitis.

Pasaulinė verslo valdymo konsultacijų bendrovė „McKinsey and Company“ suskaičiavo, kad didžioji dalis elektromobilių baterijų, iš savo gyvenimą jau pabaigusių automobilių dar turi 80 proc. originalios talpos. Ir jeigu tokios talpos nebepakanka reikiamam atstumui įveikti, ji gali puikiai pasitarnauti saugiai tiekiant energiją namams, biurams, arenoms ar netgi lauko koncertams, sekant „Scania“ pavyzdžiu.

Stipriau degradavusios baterijos galės keliauti į perdirbimo gamyklas. Čia iš jų bus ištraukiamos naudingos medžiagos ir konstruojamos naujos baterijos elektra varomoms transporto priemonėms. Tuo pradeda rūpintis ne tik verslas Norvegijoje, bet ir automobilių gamintojai.

„Volkswagen“ Vokietijoje, Zalcgiterio (Salzgitter) mieste, atidarė baterijų perdirbimo gamyklą, į kurią keliauja visi elementai, nebetinkami jokiam kitam panaudojimui. Skaičiuojama, kad 62 kWh talpos baterijos gamyba iš senų elementų leidžia sutaupyti 1,5 t į aplinką išmetamo CO2. Užsidaręs ratas galėtų žymiai sumažinti teršalų kiekį ne vien tik transporto srityje, bet ir pramonėje.