VF_clock_rgb 2021-03-05 Lukemisaika: 4 min
EnergiatekniikkaSähköautotEnergian varastointi

Akkujen kierrätys tehokkaampaa kuin uusiokäyttö

Lataa PDF-tiedosto

Akkujen kierrättäminen on tehokkaampaa kuin niiden uudelleenkäyttö. Akkuteknologia kehittyy harppauksin, ja akkujen suorituskyky tilavuus- ja painoyksikköä kohti paranee.

Kaikkien akkujen käyttöikä on rajallinen, ja vaatimukset akkujen kierrätyksestä yltyvät. EU-komissio julkaisi uuden akkuasetuksen viime vuoden joulukuussa. Akkujen kierrätykseen on tulossa aiempaa kovempia tavoitteita, ja asetus koskee koko akkujen elinkaarta aina raaka-ainelouhinnasta valmistamiseen, merkintöihin, käyttöön, keräykseen, kierrätykseen ja mahdolliseen uusiokäyttöön. 

– Tavallisen toimintansa suorituskyvyn menettäneelle akulle on kaksi vaihtoehtoa, sanoo Magnus Berg, joka vastaa Vattenfallin Customer Products and Solutions -osaston tutkimuksesta ja kehityksestä.

– Joko akun eri osat voidaan kierrättää tai niitä voidaan käyttää toisessa yhteydessä, jos aiemmin käytetylle akulle asetetut vaatimukset täyttyvät (nk. second life).

Kierrätyksen edelläkävijä

Vattenfall on akkujen uudelleenkäytön edelläkävijä ja rakensi jo vuonna 2015 Hampuriin energiavaraston, jossa on akkumoduuleja noin sadasta BMW:n testikalustosta. Kahden megawatin ja noin 2 megawattitunnin jättiläismäisen akun tarkoituksena oli pitää sähköverkko vakaana (säilyttää taajuus) myös silloin, jos tavallinen virransyöttö häiriintyisi.

– Kyseessä oli mielenkiintoinen projekti, josta on opittu paljon, Magnus Berg sanoo ja jatkaa:

– Huomasimme muun muassa, että energiavaraston rakentaminen vaatii paljon työtä ja muodostaa suuren osan näiden akkujen uudelleenkäytön kokonaiskustannuksista. Tarvitaan esimerkiksi luokittelutoimia, jotta voidaan hyödyntää erilaisten ja suorituskyvyltään vaihtelevien akkujen kapasiteetti. Myös turvallisuusnäkökohdat ovat aina tärkeitä, mutta niitä saattaa pitää mukauttaa, jos käytetään aikaisemmin jossakin toisessa käyttökohteessa käytettyjä akkuja.

Vaikuttaa yksinkertaisesti tehokkaammalta kierrättää eri aineet ja käyttää niitä uusissa, nykyaikaisemmissa akuissa kuin jatkaa vanhojen akkujen käyttöä

Magnus Bergin johtopäätös on, että akkujen sisältö tulisi ensisijaisesti kierrättää.

– Siihen on useita syitä. Yksi niistä on se, että ennemmin tai myöhemmin kaikkien tuotteiden käyttöikä loppuu, jolloin ne on joka tapauksessa kierrätettävä. Kehitys kohti parempia akkuja, parempaa suorituskykyä tilavuus- ja painoyksikköä kohti, puhuu myös kierrätyksen kannattavuuden puolesta. Vaikuttaa yksinkertaisesti tehokkaammalta kierrättää eri aineet ja käyttää niitä uusissa, nykyaikaisemmissa akuissa kuin jatkaa vanhojen akkujen käyttöä, sanoo Magnus Berg ja korostaa myös kaupallista näkökulmaa:

– Käytännössä kustannuksilla on suuri merkitys. Uusien akkujen hinta laskee jatkuvasti, ja tällöin uudelleen käytettävien akkujen kustannuksia on laskettava vastaavasti, jotta niiden käyttö olisi houkuttelevaa. Eikä pidä myöskään olettaa, että aloilla, joiden odotetaan käyttävän akkua sen toisen käyttöiän aikana, olisi pienemmät vaatimukset akkuratkaisujen suorituskyvyn tai luotettavuuden suhteen. Energia-alan käyttökohteilla on suuret vaatimukset, samoin kuin autoalalla, jolloin uudet akut ovat usein parempi vaihtoehto.
batteri_800_2

Perinteisen polttomoottoriauton konepellin alla oleva auton akku, jolla käynnistetään auto, valot ja muut toiminnot, on yleensä lyijyhappoakkutyyppinen. Se on liian tehoton suhteessa painoonsa ja tilavuuteensa, jotta se toimisi ajoneuvojen käyttövoimana. Ajoneuvon polttoainetta korvaavat akut koostuvat jostakin litiumioniyhdisteestä. Yleisimpiä ovat litium-nikkeli-mangaani-kobolttioksidi, NMC, litium-nikkeli-koboltti-alumiinioksidi, NCA ja litiumrautafosfaatti, LFP.

– Akkujen koostumus kehittyy ja muuttuu ajan myötä, vaikka litium onkin sähköautojen akkujen yhteinen nimittäjä. Tuleva lainsäädäntö, muun muassa tulevien EU-direktiivien perusteella, on hyvä ja välttämätön väline myös maailmanlaajuisessa kilpailussa. Vaatimuksissa määritetään muun muassa, kuinka suuri osa eri metalleista on kierrätettävä ja varmistetaan, että tietty osa uusien akkujen sisällöstä on käytetty uudelleen.

Kierrätys edellyttää suuria laitoksia

Lyijyhappoakkujen kierrätys toimii nykyään, mutta litiumioniakkujen kierrätysratkaisuja ei ole vielä olemassa. Kannattava kierrätys edellyttää suuria laitoksia, jotka ovat nyt projektivaiheessa. Akkuvalmistaja Northvolt suunnittelee muun muassa kierrätyslaitoksen rakentamista Ruotsiin.

– Juuri nyt useimmat suuret litiumioniakut kerätään säästöön kierrätystä varten, sanoo Magnus Berg. Hänestä sopivin vaihtoehto on pyrkiä lainsäädäntöön, joka kannustaa markkinoita kestävän kehityksen mukaisten ratkaisujen kehittämiseen.

– Asiaa ei kannata turhaan vaikeuttaa esimerkiksi akkujen toista käyttöikää koskevilla lakisääteisillä vaatimuksilla. Se ei auta mitään. Kierrätysvaatimukset mahdollistavat markkinavoimien ohjaamisen kohti parhaita akkuratkaisuja – se on onnistunein ratkaisu sekä tuotteiden että ympäristön kannalta.

Lataa artikkeli PDF:nä

Haluatko tallentaa tai tulostaa artikkelin? Lataa artikkeli alla olevasta painikkeesta, niin saat sen suoraan sähköpostiisi.