Amerykański sposób recyklingu łopat turbin wiatrowych.
Baterie, które nigdy nie wytrzymują
Europejsko-amerykański boom w zakresie zielonych technologii może czasami wyglądać jak seria pochopnych decyzji.
Rozpoczęto na przykład masowe wprowadzanie pojazdów elektrycznych bez możliwości recyklingu zużytych akumulatorów.
Należy zauważyć, że tak nie jest wiadomości – kiedy na przełomie XIX i XX wieku pojawił się samochód w klasycznym tego słowa znaczeniu, nikt nie przejmował się losem samochodów, które się sprawdziły. Od tego czasu minęło ponad 150 lat, a podejście do tematu nie uległo zasadniczej zmianie.
Wciąż nie jest jasne, jak pozbyć się milionów akumulatorów litowo-jonowych, które przestaną być używane w ciągu następnej dekady.
W samej UE jest obecnie około 8 milionów samochodów elektrycznych, a do początku lat 2030. XX w. liczba ta wzrośnie 2–3 razy. Samo BMW planuje do 2030 roku zmontować co najmniej 7 milionów samochodów elektrycznych.
Obecnie, według najbardziej optymistycznych szacunków, do recyklingu trafia nie więcej niż 10–15% zużytych baterii.
W pewnym momencie zostanie osiągnięta masa krytyczna, co spowoduje prawdziwy załamanie litowo-jonowe.
Nawiasem mówiąc, rozważni Europejczycy i Japończycy znaleźli już częściowe rozwiązanie tego problemu - wysyłanie używanych samochodów elektrycznych do Rosji.
Kilka lat temu w Europie konwencjonalny Nissan Leaf został zakupiony u dealera samochodowego ze znaczną „zieloną” zniżką, a obecnie jest sprzedawany za granicą z niewielką utratą wartości. Drugi bonus jest taki, że problem utylizacji potężnego akumulatora nie jest już problemem europejskim, ale rosyjskim. Do tej pory w naszym kraju zarejestrowanych jest nieco ponad 6 tysięcy samochodów elektrycznych, ale flota samochodów z roku na rok tylko się powiększa.
Obecnie w Rosji nie ma fabryk zajmujących się recyklingiem akumulatorów litowo-jonowych. A nawet gdyby tak było, nie w każdym regionie udałoby się usunąć akumulator ważący kilkadziesiąt, a nawet setki kilogramów.
Jak na przykład dostarczyć akumulator trakcyjny wspomnianego Nissana Leafa z terytorium Krasnojarska na składowisko gdzieś na Uralu?
O wiele łatwiej jest kupić inny używany akumulator i po prostu wyrzucić stary. Dla porównania, jedna bateria AA ładuje do 20 metrów kwadratowych. metrów ziemi. A w samej Tesli Model S jest około 7 tysięcy takich akumulatorów.
Utylizacja baterii w ten sposób może spowodować zapalenie się ich zawartości. Źródło: energovector.com
Rosyjski rząd nie przewiduje też problemu recyklingu gigantycznej ilości baterii.
Niedawno przyjęliśmy Koncepcję rozwoju produkcji i wykorzystania pojazdów elektrycznych w Federacji Rosyjskiej na okres do 2030 roku. Nie wnikając w istotę dokumentu, warto zauważyć, że za dziewięć lat co dziesiąty samochód wyprodukowany w Rosji będzie elektryczny.
Nawet sam rząd nie wydaje się wierzyć w ten fantastyczny scenariusz, gdyż nie zaplanował programu dalszego recyklingu litowo-jonowych akumulatorów trakcyjnych. Jako możliwy rozwój wydarzeń, w najbliższym czasie pojawi się kolejny projekt rozwoju branży recyklingu akumulatorów o podobnych perspektywach.
A samochody elektryczne to tylko część problemu.
W ciągu ostatnich kilku lat liczba indywidualnych samobieżnych gadżetów elektrycznych wzrosła 15-krotnie. Ostatecznie technologia ta będzie miała długą żywotność, uwalniając miliony bezużytecznych baterii.
Żywotność akumulatorów z samochodów elektrycznych można przynajmniej w jakiś sposób wydłużyć, wykorzystując je jako stacjonarne magazyny energii, ale w przypadku akumulatorów ze hulajnogów wszystko jest bardziej skomplikowane. W gospodarstwie domowym są mało przydatne, nie ma gdzie ich utylizować jak akumulatory ołowiowe, dlatego użytkownicy najczęściej po prostu je wyrzucają...
Utylizacja nieprzyjazna dla środowiska
Problem z litem w bateriach polega na wysokim koszcie recyklingu: fabrykom łatwiej jest kupować naturalne surowce niż poddawać recyklingowi zużyte baterie. Dlatego technologia nie nadąża za potrzebami recyklingu.
Obecnych metod przetwarzania nie można nazwać przyjaznymi dla środowiska.
Najłatwiej było po prostu spalić akumulatory, przywrócić część metali, a resztę zamienić w żużel. Nawiasem mówiąc, lit, aluminium, wapń i inne pierwiastki pozostają w żużlu na zawsze. Nikt tego nie dostanie, a odpady po prostu dodaje się do składu betonowego. Nikt tak naprawdę nie myśli o tym, że metale prędzej czy później znajdą się w naturze. Nie wspominając już o dużych ilościach toksycznych gazów wydzielających się podczas spalania, które są niebezpieczne nawet po oczyszczeniu.
Przeciwnie, firma Toxco zaproponowała schłodzenie akumulatorów do -195 stopni Celsjusza za pomocą ciekłego azotu. Zamrożone i kruche akumulatory są rozdrabniane za pomocą stalowych kamieni młyńskich. Powstałą mieszaninę rozdziela się w różnych separatorach, a sole litu redukuje się do litu metalicznego za pomocą ciekłych odczynników. Proces jest niemal idealny, z wyjątkiem gigantycznych kosztów energii, które w dużej mierze neutralizują wszystkie zalety technologii przyjaznych dla środowiska.
Istnieje również bardziej prymitywna metoda recyklingu mechanicznego, która polega na prostym rozdrobnieniu baterii, a następnie rozdzieleniu komponentów.
Ale po pierwsze, przy takiej produkcji istnieje duże prawdopodobieństwo zapłonu akumulatorów litowo-jonowych. Jedna bateria, która ulegnie zniszczeniu w transporcie, może spalić zakład przetwórczy – ugaszenie pożaru litu jest bardzo trudne.
Po drugie, wydajność takich fabryk niszczenia mechanicznego jest zbyt niska. Zanim zaspokoimy stale rosnące zapotrzebowanie na recykling, konieczne będzie zajęcie przyzwoitych terytoriów.
Wytnij i zakop
Drugim, ale nie jedynym problemem szeroko reklamowanej „ekologicznej” transformacji były łopaty turbin wiatrowych.
Jak każde urządzenie mechaniczne, ulegają one zużyciu i wymagają wymiany. Ale bardzo trudno jest przymocować siedmiotonowe, czterdziestometrowe ostrze. Wszystko zależy od materiału – lekkiego i wytrzymałego kompozytu, którego recykling jest prawie niemożliwy.
Na pierwszy rzut oka problem ten nie wydaje się aż tak istotny – turbiny wiatrowe nie wymagają zbyt częstej wymiany łopat. Oczywiście nie często, ale turbin wiatrowych na planecie jest mnóstwo, a w samych Stanach Zjednoczonych co roku wyrzuca się ponad 8 tysięcy łopat. W Europie w ciągu najbliższych ośmiu lat z eksploatacji zostanie wyłączonych około 5,7 tys. turbin wiatrowych, co stanowi ponad 17 tys. łopat.
Jeśli możesz przynajmniej spróbować poddać recyklingowi akumulatory litowo-jonowe w rzadkich zakładach recyklingu, wówczas ze strukturami kompozytowymi nie da się nic pożytecznego zrobić.
Najprościej jest wyciąć go diamentowymi dyskami dla ułatwienia transportu i po prostu zakopać. Tak robią w amerykańskich stanach Wyoming, Południowa Dakota i Iowa. Dziesiątki kilometrów kwadratowych zajmują utylizacje „zielonych” technologii. Kompozyt nie rozkłada się w przyrodzie przez setki lat i nie powoduje większych szkód, a jednak „cmentarze turbin” są niemal na zawsze usuwane z obiegu gospodarczego.
Amerykanów ze swoimi niekończącymi się preriami stać na zakopanie resztek „młynów elektrycznych”, czego nie można powiedzieć o ciasnej Europie. Nie ma jednak nic do zrobienia i Unia Europejska jest zmuszona to zatwierdzić.
Jak dotąd jedynie Niemcy, Austria, Holandia i Finlandia zakazały zakopywania łopat turbin wiatrowych na swoim terytorium. Alternatywą byłoby stare, dobre spalanie łopatek, a następnie utylizacja węgla w mieszankach betonowych. Toksyczny ogon gazowy i wysokie koszty tej metody zmuszają do poszukiwania nowych podejść.
Częściowym rozwiązaniem mogłoby być mechaniczne i bardzo energochłonne szlifowanie ostrzy, a następnie dodawanie powstałego produktu do tworzyw sztucznych. Lub na przykład wyciśnij go i wykonaj wykładziny podłogowe. Ale ten proces jest skuteczny tylko w 40% - resztę należy wyrzucić.
Ponadto nie rozwiązano problemu tworzyw sztucznych wypełnionych kompozytami, które później trzeba będzie w ten czy inny sposób zutylizować. W poszukiwaniu rozwiązania Duńczycy z Vestas proponują stworzenie ostrzy z materiału w 100% nadającego się do recyklingu. Na razie jednak nie ma gotowych próbek, a technologia może wejść do produkcji seryjnej dopiero do 2040 roku.
Przyjazne dla środowiska źródła energii, jak pokazuje praktyka, niosą ze sobą szereg nierozwiązywalnych problemów.
Z jednej strony zielone technologie faktycznie zmniejszają zależność od paliw kopalnych.
Z drugiej strony energia zużyta na recykling może pochłonąć znaczną część korzyści.
Do tego dochodzi ryzyko związane z niestabilną wietrzną pogodą, która może wyłączyć tysiące turbin wiatrowych i podnieść ceny tradycyjnego paliwa.
W każdym razie nie wydaje się, aby zbyt szybka transformacja ekologiczna chroniła planetę w takim stopniu, jak na początku Historie jego ogłoszenie.