Robbanásszerűen nő a világon a használt akkumulátorok száma – Mi lehet a jó megoldás?

Dinamikus növekedés jellemzi a világ akkumulátorgyártását, miután a járműiparban egyre elterjedtebbé válik ez a fajta meghajtási mód. Ennek következtében az előállításhoz szükséges nyersanyagokból már most gyakran hiány alakul ki, ha viszont elfogynak ezek a szűkösen rendelkezésre álló ritkaföldfémek, búcsút mondhatunk a további villamosításnak és a megújuló energiaforrások növekvő használatának. A közeljövőben hatalmas mennyiségben fognak megjelenni a világban az élettartamuk végét elérő, leselejtezett akkumulátorok, melyek alapanyagai az újrahasznosítást követően visszakerülhetnek a körforgásba. Mit jelent ez a folyamat Finnország számára? Mivel foglalkozik a Business Finland?

Ilkka Homanen (a Business Finland finnországi okos közlekedésért és akkumulátorstratégiáért felelős vezetője): Felelősségteljes működés, nyomon követhetőség, biztonság és szén-dioxid-semlegesség – ezek a finn akkumulátorágazat vezérelvei.

Az akkumulátorstratégia részeként Finnország célja, hogy a gyártáshoz szükséges nyersanyagok, például a kobalt, a nikkel, a lítium és a grafit újrahasznosítva visszakerüljenek a rendszerbe,

miközben az akkumulátorok egyéb anyagait is újrahasznosítják. Az ország ezen túl párbeszédet alakítana ki más országokkal a közlekedésből származó kibocsátások 2030-ig történő felére csökkentéséről, és az ehhez a célhoz kapcsolódó fenntartható akkumulátoripar fejlesztéséről.

A Business Finland egy állami szervezet, amely a finn cégek és termékek nemzetközi piacokon való megjelenését támogatja, ezen belül van egy külön akkumulátorpiaccal foglakozó programja, a Batteries from Finland.

Finnország két évvel ezelőtt, a világon az elsők között nemzeti akkumulátorstratégiát fogadott el. Miért volt erre szükség? Mik a stratégia legfontosabb céljai?

Markku Kivistö (a Business Finland tiszta technológiáért felelős befektetési vezetője): 2020 júniusában Finnország Gazdasági és Foglalkoztatási Minisztériuma megkezdte a nemzeti akkumulátorstratégia kidolgozását, amely lehetővé teszi Finnország számára, hogy megerősítse szerepét a fenntartható akkumulátorgyártás és -újrahasznosítás terén. Az akkumulátorstratégia célja a finn akkumulátor-ökoszisztéma megerősítése és a fenntartható, alacsony szén-dioxid-kibocsátású gazdasági növekedés fellendítése volt, emellett a vállalkozások megújulásának, az innovációs munkának és a növekedési potenciálnak az előmozdítása és új munkahelyek teremtése. Fontos volt, hogy javaslatokat fogalmazzanak meg az ökológiailag fenntartható e-közlekedéssel és az alternatív akkumulátortechnológiákkal kapcsolatos K+F támogatására. A nemzeti akkumulátorstratégiát előkészítő munkacsoport az üzleti szféra, a kutatóintézetek és a közigazgatás témáiban jártas szereplőkből állt.

Milyen szerepe van Finnországnak az akkumulátorokhoz szükséges nyersanyagok bányászatában és a használt akkumulátorok újrahasznosításában?

Ilkka Homanen: Az éghajlatváltozásról szóló Párizsi Megállapodás egyik célja, hogy 2030-ig felére csökkenjen a szén-dioxid-kibocsátás. Az akkumulátortechnológiák és a villamosenergia-termelés fejlődése lehetővé tette az alacsony kibocsátású közlekedés felé való elmozdulást, ahogy azonban egyre kevésbé függünk az olajtól, úgy nő a kereslet más nyersanyagok iránt. Az akkumulátorokhoz lítiumra, kobaltra, nikkelre és más ásványokra, valamint fémekre van szükség, miközben az Európai Bizottság eltökélt szándéka, hogy csökkentse ezen kritikus nyersanyagok behozatalától való függőségét. Itt jön a képbe Finnország.

Finnország jelentős ásványi készletekkel rendelkezik, és nagy hagyománya van ezeknek a készleteknek a bányászatában és finomításában. Finnországban a bányászat és ásványfeldolgozás szigorúan szabályozott és energiahatékony, az ott termelt villamosenergia tisztább, mint Európa legtöbb országában. A kibocsátásmentes villamosenergia részaránya ráadásul még tovább növelhető.

A világ azonban nem engedheti meg magának, hogy kifogyjon az olyan nemesfémekből, mint a kobalt, a lítium és a nikkel ezért, ha az újrahasznosítás nem is fogja tudni fedezni az igényeket ebben az évtizedben, annak arányát mindenképpen növelni kell.

Becslések szerint jelenleg a lítium-ion akkumulátorok mindössze 5 százalékát hasznosítják újra világszerte, de a következő években ennek aránya meredeken emelkedhet.

2030-ra csak Európában több mint 130 000 tonna újrahasznosítható lítium-ion akkumulátor állhat rendelkezésére, ami több mint kétharmada a jelenleg világszerte újrahasznosítható mennyiségnek. Az egyre költséghatékonyabb módszerek, a szigorú környezetvédelmi szabályozások és a fenntarthatósági célok azonban egyre vonzóbb lehetőséggé teszik az újrahasznosítást, ami egyben jó kiegészítési lehetősége az elsődleges anyagoknak az akkumulátorgyártók számára.

Markku Kivistö: Az európai akkumulátoriparban az újrahasznosítással kapcsolatos kutatásokban élen jár Finnország, ahol a kutatások fő célja, hogy megtalálják a módját annak, hogy gazdaságilag életképes módon az akkumulátor alapanyagainak minél nagyobb hányadát vissza lehessen vinni a gyártásba.

A jelenlegi módszerekkel az akkumulátorok anyagainak mintegy 80 százalékát újra lehet hasznosítani.

Emellett a szén-dioxid-semlegesség jegyében az ásványok talajból történő kitermelésére szolgáló berendezések és eljárások is fejlődnek és az akkumulátorok felépítésére is vannak alternatívák. Egy finn startup nagy teljesítményű, nem lítium akkumulátora például több mint egymillió gyorstöltési ciklusra képes még rendkívül alacsony környezeti hőmérsékleten is, mindezt alacsony karbonlábnyom mellett.

Hogy néz ki az akkumulátorok újrahasznosítása a gyakorlatban? Ki, hol és hogyan gyűjti össze ezeket? Megvan már a rendszer működéséhez szükséges kritikus akkumulátormennyiség?

Markku Kivistö: Az akkumulátorok hatékony újrahasznosításához valóban szükséges egy megfelelő mennyiség, hogy gyűjtőpontokat alakíthassunk ki, melyeknek tartalmazniuk kell az akkumulátorok szétszereléséhez szükséges infrastruktúrát is. A folyamat során az akkumulátorok ásványi anyagait szétválasztják, hogy azok visszakerülhessenek a körforgásba.

Bár az újrahasznosítási volumen még viszonylag alacsony, és az újrahasznosítás módja kapcsán is vannak homályos kérdések, a közeljövőben ez kulcsfontosságú programmá válik. Az akkumulátorok esetén van, ami alkalmas arra, hogy a teljesítményének a csökkenése után másodlagos használatba kerüljön, de ez szabályozási és műszaki kérdéseket is felvet. Egy Tesla akkumulátor például nem biztos, hogy alkalmas más funkcióra. Az újrahasznosítás kapcsán viszont a vegyipar fejlődésével egyre specializáltabban lehet az egyes elemeket szétválasztani, így azok visszakerülhetnek a körforgásba.

Hogyan illeszthető be az akkumulátor-újrahasznosítás a körforgásos gazdaságba?

Markku Kivistö: Az Aalto Egyetem által irányított, finnországi székhelyű akkumulátorfém-konzorcium (BATCircle) célja a bányászat, a fémipar és az akkumulátorok gyártási folyamatainak javítása, a lítium-ion akkumulátorok újrahasznosításának növelése, valamint a finnországi vállalatok és kutatószervezetek közötti együttműködés erősítése. Az eredeti BATCircle projekt 2019 és 2021 között futott, míg az azt követő projekt (BATCircle2.0 néven) 2021. május 1-jén indult, és három évig fog tartani.

A BATCircle2.0 azokból a kulcsfontosságú finn kutatási és ipari szereplőkből áll, akik az akkumulátorfémek szektorában érdekeltek. A konzorcium 4 egyetemet (Aalto Egyetem, Oulu Egyetem, Kelet-Finnország Egyetem, LUT Egyetem), 2 kutatóközpontot (GTK, VTT), 7 nagy- és 8 kis- vagy középvállalatot foglal magában, teljes költségvetése 19 millió euró. A BATCircle2.0 a Business Finland „Batteries from Finland” programja keretében jött létre.

A projekt kulcsfontosságú céljai közé tartozik az akkumulátorfém-szektor értéknövelési módjainak megtalálása, valamint a vállalatok és kutatószervezetek közötti együttműködés erősítése. Ez a hazai ásványkincsek hatékonyabb szűrésével és hasznosításával, a fémfinomítási folyamatok fejlesztésével, az akkumulátorfémek hatékonyabb újrahasznosításával, a vállalatok és a kutatószervezetek közötti együttműködés javításával, valamint új üzleti lehetőségek feltárásával érhető el.

Ilkka Homanen: A BATCircle2.0-nak van egy tanácsadó testülete is, amely az ökoszisztéma-tevékenységek iránt érdeklődő nemzeti és nemzetközi érdekelt felek kiterjedt hálózata. A tanácsadó testület tagjait évente meghívják szemináriumok megnyitására, és híreket kapnak a Finnországban folyó ökoszisztémáról és egyéb tevékenységekről. A BATCircle2.0 tagjai szorosan részt vesznek az EU-szintű döntéshozatalban és egyéb tevékenységekben. A program legfőbb témái:

1. Akkumulátorokhoz szükséges ásványok feltárása és azok felelős bányászata
2. Továbbfejlesztett akkumulátor-anyagok újrahasznosítása
3. Fejlett ásvány- és fémfeldolgozás
4. A legmodernebb akkumulátoranyagok vizsgálata
5. Körforgásba bevonható anyagok értékelése

A BATCircle2.0 nyílt kutatását az akadémiai partnerek végzik, míg a bizalmas kutatások cégspecifikus projektekben történnek.

Uniós szinten is egyre fontosabbá válik az akkumulátorpiac szabályozása. Hogyan kapcsolódik ehhez a finnországi stratégia?

Ilkka Homanen: A finn akkumulátorstratégia az egyik első volt a világon és az első Európában, ami a szektorban érintett cégek bevonásával együtt készült. Az akkumulátorstratégia keretében a finn „know how”-t a nyitottság és az együttműködés jellemzi, mivel fő célként a klíma- és energiaválságra kíván aktívan válaszolni, határokon átnyúló megoldásokkal, így a nemzetközi szereplőkkel is nagyon nyitott kommunikációt és együttműködést folytatunk. Az akkumulátorok kapcsán az uniós szabályozás és az akkumulátorok ökoszisztémája is nagyon gyorsan fejlődik, ami nem véletlen, hiszen az újrahasznosításban most fog még csak jönni a nagy felfutás. Finnországban folyamatosan követjük a nemzetközi szabályozást, amit részben adaptálnunk kell, de a mostani döntéseink legtöbbje megfelel az EU-s szabályozásnak, ami a fenntarthatósággal összhangban születik. Finnországban aktívan benne vagyunk az EU-s szabályozás kialakításában, támogatjuk a közös európai akkumulátorszabályozást.

Az akkumulátoriparban világszerte több százezer ember dolgozik és ez várhatóan a jövőben tovább fog növekedni. Milyen típusú munkavállalókra lesz szükség ennek kapcsán Finnországban?

Markku Kivistö: Az akkumulátoriparban az újrahasznosítás részben fizikai munkát jelent, de a jövőben több ezer szellemi foglalkozású munkavállalóra is szükség lesz.

Az oktatási intézmények fontos feladata, hogy a mai diáksággal megszerettessék a kémia, a fizika vagy a matematika tantárgyakat, amelyek ahhoz szükségesek, hogy valaki ebben az iparágban tudjon és akarjon elhelyezkedni.

Korábban említették, hogy nemzetközi együttműködésekben is gondolkodnak. Milyen jellegű együttműködéseket értsünk ezalatt?

Ilkka Homanen: Elsősorban a kibocsátáscsökkentéshez szükséges akkumulátoripari fejlesztésekre gondolunk, de az újrahasznosítás kapcsán is nyitottak vagyunk a nemzetközi együttműködésre. Egy tapasztalatokon alapuló, science parkokban történő tudásmegosztásban például Magyarországgal is szívesen együttműködnénk.

portfolio.hu