Vad ska man göra av alla gamla uttjänta batterier från bilar, bussar och andra fordon som nu elektrifieras?
– Erfarenheterna hittills talar för att återvinning är mer effektivt och framgångsrikt jämfört med återanvändning, säger Magnus Berg på Vattenfalls Forsknings och Utvecklingsavdelning.
Elektrifieringen av transporter ökar som aldrig förr. Andelen laddbara bilar av nyregistrerade bilar i Sverige var nära 40 procent i november förra året och även tung trafik som bussar och lastbilar elektrifieras om än i något lägre takt. Den svenska regeringens mål är att alla fordon i Sverige ska vara fossilfria senast 2045.
Alla batterier har en begränsad livslängd och kraven på att batterier återvinns ökar. Enligt ett förslag till nytt EU-direktiv måste 70 procent av alla batterier samlas in senast 2030. I dag samlas cirka 45 procent av batterier i EU in och återvinns.
Antingen kan batteriets olika delar återvinnas eller så kan det användas i ett annat sammanhang
– Det finns två alternativ för ett batteri som har förlorat prestandan för sin ordinarie funktion, säger Magnus Berg som ansvarar för Vattenfalls forskning och utveckling inom området Customer Products and Solutions.
– Antingen kan batteriets olika delar återvinnas eller så kan det användas i ett annat sammanhang där kraven på prestanda passar ett tidigare använt batteri, så kallat second life.
Pionjärer inom återanvändning
Vattenfall är pionjärer inom återanvändning av batterier och byggde redan 2015 ett energilager i Hamburg med batterimoduler från cirka hundra batteridrivna fordon från BMW:s testflottor. Syftet med det gigantiska batteriet på 2 megawatt och cirka 2 megawattimmar var att hålla elnätet stabilt (bibehålla frekvensen) även i händelse av en störning av den vanliga strömförsörjningen.
– Det var ett spännande projekt som har lett till många lärdomar, säger Magnus Berg och fortsätter:
– Bland annat blev det tydligt att själva konstruktionen av energilagret är arbetskrävande och utgör en stor del av den totala kostnaden för att återanvända dessa batterier. Det krävs till exempel kvalificerade åtgärder för att dra nytta av kapaciteten hos olika batterier med varierande prestanda. Säkerhetsaspekter är en annan del som alltid är viktig, men som kan kräva specifika anpassningar om du använder batterier som tidigare använts i en annan applikation.
Alla batterier har ett "end of life" och måste återvinnas i vilket fall som helst
Magnus Bergs slutsats är att man i första hand bör fokusera på att återvinna innehållet i batterierna.
– Det finns flera skäl. Ett är att alla batterier har ett "end of life" och då måste återvinnas i vilket fall som helst. Den pågående utvecklingen mot bättre batterier, högre prestanda per volym- och viktenhet, talar också för att återvinning är mer framgångsrikt. Det verkar helt enkelt effektivare att återvinna de olika ämnen och använda dem i nya modernare batterier än att fortsätta att använda gamla batterier, säger Magnus Berg och lyfter även fram den kommersiella aspekten:
– I praktiken har kostnaderna stor betydelse. Priset på nya batterier blir allt lägre och då måste kostnaderna för återanvända batterier pressas ned i motsvarande grad för att det ska vara attraktivt att använda sådana lösningar. Dessutom ska man inte tro att de branscher som förväntas använda ett batteri under dess andra liv har lägre krav på prestandan eller tillförlitligheten hos sina batterillösningar. Tillämpningarna i energibranschen ställer höga krav precis som fordonsbranschen och då är nya batterier ofta ett bättre alternativ.
Bilbatteriet som sitter under huven på en traditionell bil med förbränningsmotor – det som används för att starta bilen, till belysning och andra funktioner – är oftast av typen blysyrabatteri. Det är alltför ineffektivt i förhållande till sin vikt och volym för att fungera som ett batteri för framdrift av fordon. De batterier som ersätter drivmedlet i fordon består i stället av någon typ av litiumjonförening. Vanligast är litium-nickel-mangan-koboltoxid, NMC, litium-nickel-kobolt-aluminiumoxid, NCA, och litium-järnfosfat, LFP.
Kraven kommer bland annat att omfatta hur stora andelar av de olika metallerna som måste återvinnas
– Batteriernas sammansättning utvecklas och kommer att förändras över tid även om litium är en gemensam nämnare för elfordons batterier i dag. Den lagstiftning som vi kommer att få se, bland annat med utgångspunkt från kommande EU-direktiv, är bra och nödvändig också som konkurrensmedel globalt. Kraven kommer bland annat att omfatta hur stora andelar av de olika metallerna som måste återvinnas och att en viss del av innehållet i nya batterier är återanvänt.
Stora anläggningar krävs för återvinning
Idag finns en väl fungerande återvinning av blysyrabatterier i Sverige, men motsvarande lösningar för batterier med litiumjon-föreningar finns inte ännu. En lönsam återvinning kräver stora anläggningar som nu är på projektstadiet. Bland annat planerar batteriproducenten Northvolt att bygga en återvinningsanläggning i Sverige.
Med krav på återvinning så kan marknadskrafterna styra mot det som är de bästa batterilösningarna
– Just nu läggs de flesta stora litiumjon-batterier på hög och sparas för återvinning, säger Magnus Berg som tror att det lämpligaste är att sträva efter att lagstifta så att marknaden stimuleras att ta fram hållbara lösningar.
– Man ska inte krångla till det i onödan och exempelvis försvåra med lagkrav på second life för batterier. Det hjälper inte. Med krav på återvinning så kan marknadskrafterna styra mot det som är de bästa batterilösningarna – det blir mest framgångsrikt för både produkterna och miljön.
Customer Products and Solutions
Magnus Berg är en av Vattenfalls medarbetare inom forskning och utveckling. Han är R&D Portfolio Manager på Vattenfalls Customer Products and Solutions. Magnus är även adjungerad professor vid KTH med inriktning mot kemisk teknologi.
