با توجه به افزایش تولید خودروهای الکتریکی (EVs)، برخی از روندهای اساسی در بازیافت باتری لیتیومی و بازارهای بازیافت فلزات موجود در باتری‌های مستهلک مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

 به گزارش پایگاه خبری و تحلیلی «فلزات‌ آنلاین» و به‌ نقل از موسسه «Fastmarkets»، از آنجایی که نرخ پذیرش و تولید خودروهای الکتریکی به طور پیوسته در حال افزایش است و فعالان زنجیره تامین مواد اولیه مورد استفاده در تولید باتری‌، بر آینده‌ای پایدارتر هدف‌گذاری می‌کنند، تمرکز بر بازار بازیافت باتری‌های لیتیوم‌یونی به شدت افزایش یافته است.

در حال حاضر تمایل و سرمایه‌گذاری در صنعت بازیافت باتری در حال افزایش است و تلاش‌ها به منظور یافتن راهی برای پاسخگویی به حجم فزاینده تقاضا برای مواد اولیه مورد استفاده در تولید باتری‌ها در آینده افزایش یافته است. در ادامه برخی از روندهای اساسی در این بازار مهم و در حال ظهور بررسی خواهد شد.

باتری لیتیوم کبالت و نیکل کبالت منگنز؛ مطلوب‌ترین انواع باتری‌ها برای بازیافت

باتری‌های مستهلک حاوی لیتیوم کبالت (LCO) و نیکل کبالت منگنز (NCM) برای بازیافت نسبت به باتری‌های مستهلک حاوی لیتیوم فسفات آهن (LFP) ارزشمندترند. ارزش تقریبی هر تن سلول‌های باتری مستهلک نیکل کبالت منگنز مخلوط حدود هشت هزار و ۷۰۰ دلار است. حدود ۱۴ درصد از وزن باتری لیتیوم فسفات آهن و حدود ۵۵ درصد از ارزش مالی این باتری متعلق به لیتیوم آن است.

سلول‌های باتری مستهلک لیتیوم کبالت دارای ارزش ۱۱ هزار و ۱۳۰ دلار به ازای هر تن هستند که لیتیوم ۱۱ درصد از وزن باتری و ۴۲ درصد ارزش مالی این باتری را به خود اختصاص می‌دهد. همچنین باتری‌های لیتیوم فسفات آهن تقریبا دارای ارزش سه هزار و ۱۷۰ دلار به ازای هر تن هستند که این باتری را به ارزان‌ترین و کم‌ارزش‌ترین باتری برای تولید و بازیافت تبدیل می‌کند.

ترکیب فلزات در سلول باتری‌ها

امکان پالایش باتری‌های مستهلک حاوی لیتیوم فسفات آهن با فناوری‌های نوظهور

پالایش پیرومتالورژیکی (pyro) فلزات موجود در باتری‌های مستهلک شامل حرارت دادن فلزات در دمای یک هزار و ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد است. این روش مناسب بازیافت باتری‌های مستهلک حاوی لیتیوم فسفات آهن نیس؛. اگرچه از روش پیرومتالورژیکی به منظور پالایش باتری‌های مستهلک حاوی لیتیوم کبالت (LCO) و نیکل کبالت منگنز می‌شود اما به دلیل از دست رفتن فلز لیتیوم این روش پالایش، روش محبوبی برای بازیافت باتری‌های مستهلک نیست.

پالایش هیدرومتالورژیکی حدود یک هزار و ۵۰۰ تا یک هزار و ۸۰۰ دلار به ازای هر تن برای بازیافت باتری‌های مستهلک هزینه دارد که باعث می‌شود استفاده از این روش بازیافت برای باتری‌های مستهلک حاوی لیتیوم فسفات آهن هزینه‌بر باشد. روش پالایش هیدرومتالورژیکی، محبوب‌ترین روش بازیافت در قاره آسیا با نرخ بازیافت لیتیوم بسیار بالا است. فناوری‌های جدیدتر مانند پالایش الکتروشیمیایی، هزینه‌های عملیاتی کمتری دارند و روش‌ بازیافت مناسبی برای بازیافت طیف وسیع‌تری از باتری‌های مستهلک از جمله باتری‌های مستهلک حاوی لیتیوم فسفات آهن محسوب می‌شوند. از آنجایی که استفاده از باتری‌های لیتیوم فسفات آهن در سطح جهانی و به ویژه در چین در حال افزایش است، انتظار می‌رود نرخ بازیافت باتری‌های مستهلک حاوی لیتیوم فسفات آهن در آینده افزایش یابد.

در ماه می ۲۰۲۳، موسسه «Fastmarkets» سیستم شاخص‌ سودآوری هفتگی را برای باتری‌های مستهلک نیکل کبالت منگنز در بازار با شرط تحویل بر روی عرشه کشتی در بنادر کره‌جنوبی و تقبل هزینه ارسال توسط خریدار راه‌اندازی کرد که اولین سیستم مبتنی بر شاخص سودآوری برای تعیین قیمت‌ باتری‌های مستهلک حمل شده از طریق دریا در جهان است.

 افزایش حجم تقاضای باتری‌های لیتیوم‌یونی

الکتریکی‌سازی فرایند حمل‌ونقل و افزایش روزافزون استفاده از سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی (ESS)، حجم تقاضا برای باتری‌های لیتیوم‌یونی را افزایش داده است. موسسه «Fastmarkets» پیش‌بینی می‌کند که حجم تقاضا برای باتری‌های لیتیوم‌یونی، از ۸۲۱ گیگاوات ساعت در سال ۲۰۲۳ به چهار هزار و ۳۲۸ گیگاوات ساعت در سال ۲۰۳۳ با نرخ رشد ترکیبی سالانه (CAGR)  ۱۶ درصد افزایش یابد. این رشد سریع در استفاده از باتری‌ها، منجر به افزایش شدید حجم تقاضا برای فلزات موجود در این باتری‌ها مانند لیتیوم، نیکل و کبالت شده است.

روش بازیافت فلزات از باتری‌ها  می‌تواند مکمل روش استخراج این فلزات از معادن جهت استفاده از آن‌ها در تولید باتری باشد. بازیافت فلزات از باتری‌های مستهلک برای مناطقی که ممکن است به طور طبیعی دارای معادن حاوی این فلزات نباشند، می‌تواند امنیت تامین این فلزات را تضمین کند. باتری‌های لوازم الکترونیکی مصرفی طول عمر حدود دو تا پنج سال دارند؛ این در حالی است که طول عمر باتری خودروهای الکتریکی حدود ۱۰ تا ۱۵ سال و طول عمر باتری سیستم‌های ذخیره انرژی حدود ۱۵ تا ۲۰ سال است. به همین دلیل زمان انتظار طولانی‌تری برای دسترسی به این باتری‌های مستهلک به منظور بازیافت نیاز خواهد بود.

سهم کمتر از ۵ درصدی تولید فلزات ثانویه

در حالی که بازار بازیافت باتری‌ها شاهد سرمایه‌گذاری‌های قابل‌ توجهی بوده اما این بازار سهم کمتر از ۵ درصد از حجم کل تولید فلزات موجود در باتری‌ها را به خود اختصاص داده است. از کل مواد عرضه شده به بازار در سال ۲۰۲۳، حدود ۵ درصد کبالت، ۶ درصد کربنات لیتیوم معادل (LCE) و یک درصد نیکل از بازیافت باتری‌ها حاصل شده است.

موسسه «Fastmarkets» پیش‌بینی می‌کند که عرضه ثانویه کبالت، کربنات لیتیوم معادل و نیکل تا سال ۲۰۳۳، به ترتیب به ۱۲ درصد، ۷ درصد و ۵ درصد افزایش یابد. این مسئله نشان می‌دهد اگرچه بازیافت نقش مهمی در عرضه و رشد تولید پایدارتر خودروهای الکتریکی ایفا می‌کند اما هنوز به تولید فلز اولیه بیشتری نیاز است.

منبع فلزی باتری ثانویه

سهم ۷۵ درصدی تولید قراضه باتری نسبت به حجم کل عرضه قراضه باتری‌ها

در حال حاضر قراضه حاصل از فرایند تولید حدود ۷۳ درصد و تولید قراضه از محصولات با عمر مفید نهایی حدود ۲۷ درصد از کل حجم قراضه را تشکیل می‌دهند. با این حال تا سال ۲۰۳۱، محصولات با عمر مفید نهایی به منبع اصلی تامین قراضه تبدیل خواهند شد. در حال حاضر نیز برخی از خودروهای الکتریکی تولیدشده آماده بازیافت هستند. موسسه «Fastmarkets» پیش‌بینی می‌کند تا سال ۲۰۳۳، سهم محصولات با عمر مفید نهایی به ۴۹ درصد و سهم قراضه حاصل از فعالیت تولید به ۴۱ درصد خواهد رسید.

در یک ابرکارخانه تولیدی با سابقه، تقریبا ۵ درصد از سلول، بسته‌ها و‌ باتری‌ها مورد بررسی قرار نمی‌گیرند؛ در حالی که در یک ابرکارخانه تولیدی جدید این میزان به ۳۰ درصد می‌رسد. این باتری‌های بررسی نشده بلافاصله برای بازیافت به عنوان فرایند تولید از قراضه در دسترس قرار خواهند گرفت. طول عمر مفید باتری یک تلفن‌ همراه یا لپ تاپ حدود دو تا پنج سال است؛ در حالی که طول عمر مفید یک خودرو الکتریکی حدود ۱۰ تا ۱۵ سال است. هنگامی که عمر مفید این باتری‌ها به پایان می‌رسد، بیشتر آنها جمع‌آوری و بازیافت می‌شوند.

پیش‌بینی تامین قراضه باتری

انتهای پیام//