Stigningen i Brugt Batterier: En Multi-Milliard Dollar EV-løsning

Adoptionen af elbiler (EV’er) vokser hurtigt, med deres globale salg, der stiger 25 % til at nå 17,1 millioner i 2024, drevet af statslige incitamenter og afkarboniseringsinitiativer. 

EV-markedet forventes faktisk at opleve en stabil årlig vækstrate på 6,95 % i løbet af de næste fire år og nå et volumen på over $1 billion. Markedsindtægterne forventes imidlertid at nå $828,6 milliarder på verdensplan. 

Endnu vigtigere, EV’er forventes at spille en central rolle i at nå det ambitiøse mål om nul‑emissionsmål inden 2050. Dog skal EV-producenterne reducere omkostningerne ved deres køretøjer, fordi selvom EV-salget stiger, er væksthastigheden aftaget. For ikke at nævne, at EV’er også har en negativ miljøpåvirkning.

Produktionen af elbiler er en ressourcekrævende proces, der kræver i gennemsnit seks gange så mange kritiske mineraler som lithium, kobolt, kobber, nikkel, mangan og grafit sammenlignet med biler med forbrændingsmotor, hvilket gør EV’ernes miljøaftryk 50 % højere end ICEV’ernes under produktionen. 

Genanvendelse af disse batterier kan virkelig ændre spillet her. Det kan hjælpe med at sænke CO₂-aftrykket ved at reducere elomkostningerne, behovet for at udvinde råmaterialer til fremstilling af nye batterier, samt affald ved at forlænge eksisterende batteriers levetid og derved gøre EV’er billigere.

En anden måde at forbedre effektiviteten af disse batterier på, samtidig med at deres påvirkning reduceres, er ved at genanvende dem. Genanvendelse af et EV-batteri kan give det et andet liv, hvor batterier i anden liv maksimerer værdien af batterierne og øger deres forventede levetid.

Seneste forskere og rapporter finder, at genanvendelse og genanvendelse (repurposing) giver store fordele og kun vil vokse fremover. 

Genanvendelse af EV-batterier

Ny forskning^1, som er den første kendte livscyklusanalyse af genanvendelse af lithium-ion-batterier (LIB) baseret på data fra en industrielt skala genanvendelsesfacilitet, har fundet, at genanvendelse leverer betydelige miljøfordele.

Fra vandforbrug og energiforbrug til udledning af drivhusgasser, alt reduceres væsentligt, når batterier genanvendes i stedet for at udvinde nye metaller til at producere nye LIB’er.

Produktionen af LIB’er har oplevet eksponentiel vækst på grund af stigningen i køretøjselektrificering samt intermitterende vedvarende energiproduktion. Anvendelsen af LIB er simpelthen gået langt ud over forbrugerelektronik. Desuden vokser disse andre anvendelsesområder i et stærkt tempo.

EV-sektoren forventes især at dominere LIB-væksten inden 2030 og udgøre op til 82 % af den anslåede samlede globale LIB-produktion. 

Men selvom efterspørgslen efter lithium-ion-batterier vokser hurtigt, er de kritiske materialer, der kræves til de førende lithium-batterikemi, i begrænset udbud. De forventes faktisk at stå over for et stort underskud i den globale udbuds-efterspørgselsbalance inden årtiets udgang. Derudover forværrer udvindingen af disse materialer økonomiske, miljømæssige, menneskerettigheds- og national sikkerhedsproblemer. 

Ikke kun udvindingen af disse kritiske materialer, men også den uhensigtsmæssige bortskaffelse af LIB’er ved slutningen af deres levetid skader naturlige og menneskelige økosystemer. 

Det er her, genanvendelse af kritiske materialer i LIB’er ved slutningen af deres levetid kan være til enorm hjælp for at mindske de voksende miljøbekymringer. Dette er også essentielt for den langsigtede bæredygtighed af elektrificeret transport, da genanvendelse endda kan hjælpe med at lindre den langsigtede usikkerhed i forsyningen af disse kritiske batterimineraler i stor skala.

Nu henter LIB-genanvendere materialer fra enten ‘døde’ batterier, som hovedsageligt indsamles fra arbejdspladser, eller defekt skrotmateriale fra batteriproducenter. I genanvendelsesprocessen udvindes metaller som lithium, nikkel, kobber, kobolt, mangan og aluminiumudvindes fra disse to kilder.

Livscyklusanalysen fra Stanford University kvantificerede miljøaftrykket af denne proces og fandt, at den udleder mindre end halvdelen af drivhusgasser (GHG) sammenlignet med traditionel udvinding og raffinering af disse metaller. Den bruger også omkring en fjerdedel af vandet og energien ved udvinding af nye metaller. 

Når defekt skrotmateriale udnyttes til genanvendelse, er de miljømæssige fordele fundet at være endnu større. Skrot udgjorde faktisk omkring 90 % af den genanvendte forsyning i undersøgelsen, og deres resultater var 11 % af energiforbruget ved udvinding og forarbejdning, 12 % af vandforbruget og 19 % af GHG-udledningerne. Reduceret energiforbrug svarer også til færre luftforurenende stoffer som sod og svovl, selvom dette ikke blev målt specifikt.

Denne undersøgelse, ifølge seniorforfatteren William Tarpeh, som er assisterende professor i kemisk ingeniørvidenskab på School of Engineering, siger: “Den fortæller os, at vi kan designe fremtiden for batterigenanvendelse for at optimere de miljømæssige fordele.”

Batteriers miljøpåvirkninger afhænger i høj grad af placeringen af forarbejdningsfaciliteten samt dens energikilde.

Som en af de tre hovedundersøgere i studiet bemærkede Samantha Bunke, PhD-studerende ved Stanford, at hvis et genanvendelsesanlæg i høj grad er afhængigt af elektricitet genereret ved kulforbrænding, vil det opleve en reduceret klimafordel. I regioner med renere elektricitet er der dog store bekymringer om ferskvandsknaphed. 

Endnu en vigtig faktor er transport på grund af den geologiske placering af materialeforsyningen. 

Når det gælder kobolt, findes og udvindes 80 % af den globale forsyning i Den Demokratiske Republik Congo, hvoraf langt størstedelen transporteres med tog, vej og sø til Kina for raffinering til batterier. På samme måde er lithium’s globale forsyning er primært fokuseret i Chile og Australien, hvorfra den sendes til Kina. Undersøgelsen anslår, at den samlede transportafstand kun for udvinding og raffinering af batteriers aktive metaller i gennemsnit er omkring 35.000 miles (57.000 kilometer). 

En lignende proces gælder for batterigenanvendelse, hvor brugte batterier og skrot først indsamles og derefter sendes til genanvenderen. Den samlede transportafstand for brugte batterier fra vores telefoner eller EV’er til en hypotetisk raffinaderifacilitet i Californien er dog kun omkring 140 miles (225 kilometer), baseret på antagede optimale placeringer for fremtidige raffinaderifaciliteter blandt de mange amerikanske genanvendelige batterier.

En enorm mulighed

Dataene til denne undersøgelse kom fra Redwood Materials i Nevada, som er den største industrielt skala lithium-ion-batterigenanvendelsesfacilitet i Nordamerika. Faciliteten drager fordel af landets renere energimiks, som inkluderer sol, vandkraft og geotermisk energi.

Grundlagt af Tesla (TSLA ) medstifter og tidligere CTO, har Redwood to faciliteter, én i Nevada og den anden i South Carolina. For et par måneder siden indgik den tyske bilproducent BMW en aftale med virksomheden om at genanvende Li-ion-batterier fra alle sine EV’er, der dækker både batteri- og hybridtyper.

Redwood genanvender allerede EV-batterier fra Tesla, Toyota (TM ), Ford (F ), Nissan, Lyft (LYFT ), General Motors (GM ), Amazon (AMZN ), og andre. Det genanvender også stationære batterier.

Virksomheden behandler anode- og katodematerialer og omdanner dem til “højkvalitets” batterimaterialer. Ifølge virksomheden genvinder de op til 98 % af disse materialer og returnerer dem til forsyningskæden.

Nu, til undersøgelsen leverede Redwood Materials ikke kun data, men anvendte også sine indsigter på sine operationer og miljøaftryk.

“Indsigterne fra denne forskning har spillet en central rolle i at forfine Redwoods batterigenanvendelsesprocesser.”

– Grundlægger og administrerende direktør JB Straubel

Han tilføjede:

“Takket være forskernes observationer har vi yderligere reduceret vores miljøaftryk, samtidig med at vi har forbedret både ressourceeffektivitet og proces‑skalerbarhed.”

Bemærkelsesværdigt involverer Redwoods genanvendelsesproces “reducerende kalkination”, som ikke bruger fossile brændstoffer, kræver betydeligt lavere temperaturer og udleder mere lithium end typiske metoder. 

Dette betyder, at virksomhedens miljøresultater ikke repræsenterer branchens samlede miljøpræstation for genanvendelse af brugte batterier. Dog er andre pyrometallurgiske processer i udvikling i laboratorier, som ikke er så energiintensive som konventionelle metoder.

Med denne undersøgelse har forskerne til formål at informere batterigenanvendelsesvirksomheder om vigtigheden af at vælge gode placeringer for nye faciliteter og forberede sig på det kommende mineralforsyningsproblem.

Ifølge Tarpeh er muligheden her betydelig, da kun 2 % til 47 % af lithium-ion-batterier genanvendes globalt, på trods af at de indeholder materialer med omkring 10 gange højere økonomisk værdi end bly‑syre batterier, hvoraf 99 % er blevet genanvendt af USA i årtier. 

“For en fremtid med en kraftigt øget forsyning af brugte batterier, skal vi i dag designe og forberede et genanvendelsessystem fra indsamling til forarbejdning tilbage til nye batterier med minimal miljøpåvirkning,” udtalte Tarpeh. “Forhåbentlig vil batteriproducenter også i deres fremtidige design tage genanvendelighed i større betragtning.”

Genanvendelse af EV-batterier

Selvom lithium-ion-batterier kan genanvendes for at genvinde værdifulde og kritiske råmaterialer og derefter genindføres i nye EV-batterier, giver genanvendelse til andenlivsapplikationer før genanvendelse også enorme fordele. Disse fordele, hævder en ny rapport, er langt større end blot at genanvende et Li-ion-batteri.

Rapporten rapport fra IDTechEx gik i dybden med andenlivs elbilbatterier, som pensioneres, når de ikke længere opfylder præstationskravene for EV’en. Dette sker i slutningen af deres første liv. 

Når EV-batterier genanvendes, omdannes de til lavere effekt EV’er eller stationære batterilagringssystemer, som ifølge IDTechEx er mindre krævende anvendelsestilfælde sammenlignet med EV’er.

Rapporten bemærkede dog, at genanvendelse af Li-ion-batterier maksimerer deres værdi, forlænger deres levetid og bidrager til en cirkulær batteriøkonomi. I nogle tilfælde,kan selv deres første liv forlænges i en EV-applikation ved at udskifte nogle moduler eller celler i en batteripakke.

IDTechEx forudser, at markedet for andenlivs EV-batterier vil have en værdi på $4,2 milliarder i 2035, efterhånden som tilgængeligheden af pensionerede EV-batterier vokser i de næste ti år.

Dette sker allerede i stigende tempo verden over. I USA og Europa fortsætter genanvendere med at øge deres volumen af andenlivs batteriimplementeringer. Primært installeres disse stationære eller mobile systemer for kommercielle og industrielle (C&I) kunder for at optimere EV-opladning, reducere elforbruget når efterspørgslen er på sit højeste, og selvforbruge vedvarende energi.

Nogle genanvendere har også udviklet teknologi til boligbatterilagring, mens andre bygger større batteri‑energilagringssystemer (BESS) til net‑skala applikationer. 

Kina leder i øjeblikket implementeringen af andenlivs batterier og har også skaleret sine aktiviteter op. Landet bruger andenlivs batterier til backup‑strøm til telekommunikation.

Uden for Kina ser Europa det højeste aktivitetsniveau, hvor IDTechEx har identificeret 20 genanvendere, der udvikler andenlivs batterier i regionen.

Når det gælder omkostningerne ved disse andenlivs EV-batterier, bemærker rapporten, at betydelige omkostningsreduktioner af førstelevens Li-ion BESS-teknologier har gjort det meget svært for genanvendere at forblive konkurrencedygtige på deres systempriser over for kunderne. For at deres adoption skal stige, skal andenlivs EV-batterier prissættes lavere end førstelevens Li-ion BESS.

Disse batterier har allerede gennemgået nedbrydning i deres første liv, hvilket betyder, at deres ydeevne påvirkes i deres anden liv. 

Hvad angår faktorer, der bidrager til de højere omkostninger ved disse andenlivs batteri‑energilagringssystemer, påpegede rapporten batterikomponenter og logistik for levering af pensionerede EV-batterier. Selve genanvendelsesprocessen bidrager til omkostningerne, herunder batterigraderings‑tider, demontering og genmontering. Så genanvendere skal målrette alle disse områder for at reducere deres omkostninger.

Allerede udvikles avancerede batterigraderings‑teknologier, såsom test af slut‑levetid‑batterier i køretøjet for at bestemme batteriets tilstand (SOH), som tager minutter i stedet for timer som ved typiske cyklusteknikker, hvilket reducerer både testtid og omkostninger.

Derudover gør talrige projekter brug af semi‑automatiserede batteri‑demonteringsteknologier. Hvis disse nye projekter lykkes, kan det reducere behovet for menneskelig indgriben i visse trin, hvilket vil sænke arbejdskraftomkostningerne og dermed omkostningerne ved de genanvendte batterier.

Genanvendelsen af pensionerede batterier kan, ifølge rapporten, udføres på forskellige niveauer af demontering. Dette kan være på pakkerniveau, modulniveau eller celleniveau. 

Jo dybere vi går i demontering, jo længere tager det, og jo højere er arbejdskraftomkostningerne. Dog muliggør dette genmontering af de bedst præsterende moduler eller celler, såsom at skabe et bedre præsterende system. Ifølge rapporten adopterer genanvendere primært pakkebaserede eller modulbaserede genanvendelsesteknikker, og detforventes at dette vil fortsætte. 

EV-batteritrends forventes også at påvirke den økonomiske gennemførlighed af genanvendelse på længere sigt. “IDTechEx viser, hvordan cell‑to‑pack (CTP)‑design kan forbedre en batteripakkes energitæthed og dermed en EV’s rækkevidde. Disse design kræver dog typisk øget brug af punkt‑svejsning eller lim. Fjernelse af dem kræver varme eller opløsningsmidler, hvilket øger demonteringsomkostningerne. 

Et andet vigtigt element i væksten af andenlivs batterier er reguleringer, som har været en stor bidragende faktor til EV‑vækst. Politikker som skatteincitamenter for at reducere EV‑omkostninger og emissionskrav samt krav for at fremme EV‑salg sammen med ladeinfrastruktur og forbud mod ICEV’er har i høj grad gavnet EV‑markedet.

Samtidig bidrager økonomiske incitamenter, tilbagekøbsprogrammer og fastsættelse af mål for genvinding, indsamling og genanvendelse til væksten i batterigenanvendelse. Men selvom der findes reguleringer for batterigenanvendelse på tværs af forskellige regioner, er der få politikker, der specifikt adresserer andenlivs EV‑batterier. 

USA, Kina og EU er dog begyndt at arbejde på deres reguleringsrammer for at lette andenlivs batterier og genanvendelse. 

Politikker som EU Battery Passport, som sporer et batteris livscyklus, levering af EOL‑batteridata til deling mellem interessenter, og udvidet producentansvar (EPR), som gør producenter ansvarlige for indsamling, genbrug og genanvendelse af batterier, muliggør genanvendelse af batterier.

Mens lande er begyndt at indse den potentielle værdi af andenlivs batterier, bemærkede rapporten, at der skal gives særlig opmærksomhed på at tilskynde aktører til at genanvende i stedet for at genanvende batterier for tidligt. 

Relevante virksomheder 

Som vi delte ovenfor, er det privatejede Redwood Materials et stort navn inden for batterigenanvendelse. Hvad angår dem, der er involveret i genanvendelse af batterier, fremhæver IDTechEx‑rapporten Higher Wire, Smartville, Terrepower, RePurpose Energy og B2U i Nordamerika. I Europa er blandt andre Zenobe, Allye Energy, Cidetec, Betteries, Covalion og Ecobat fremtrædende inden for andenlivs genanvendelse og genfremstilling.

Lad os nu se på nogle børsnoterede virksomheder inden for dette område:

1. Li-Cycle Holdings

Denne virksomhed er involveret i at genvinde kritiske materialer til en ren energifremtid. Virksomheden anvender patentbeskyttede Spoke & Hub-teknologier til at genanvende lithium‑ion‑batterier.

Li-Cycle Holdings har en markedsværdi på $35,78 millioner, mens aktierne i øjeblikket handles til $1, ned 43,5 % år‑til‑dato. Dens EPS (TTM) er -5,88, mens P/E (TTM)-forholdet er -0,17. For Q3 2024 annoncerede virksomheden indkomst på $8,4 millioner, hvilket afspejler en vækst på 79 % år‑over‑år. Den afsluttede også et opslået lån på $475 millioner fra DOE.

2. American Battery Technology Company

Denne virksomhed fokuserer på batterigenanvendelse og ressourceudvinding. Den har en markedsværdi på $138 millioner, mens aktierne handles til $1,52, ned 34,15 % år‑til‑dato.

American Battery har en EPS (TTM) på -0,96 og en P/E (TTM) på -1,68. For de tre måneder, der sluttede den 30. september 2024, rapporterede ABTC en omsætning på lidt over $200 k ogblev tildelt et tilskud på $150 millioner fra DOE til opførelse af en anden lithium‑ion‑batterigenanvendelsesfacilitet. Ved periodens slutning havde virksomheden $5,8 millioner i kontanter.

Konklusion

Elbiler anses at spille en central rolle i at nå nul‑emissionsmålene for 2050, men naturligvis er der stadig bekymringer omkring omkostninger og miljøpåvirkning. Forskere finder dog stadig bedre og nyere måder at gøre dem mere omkostningseffektive og miljøvenlige. Her fremstår genanvendelse og genanvendelse (repurposing) af lithium‑ion‑batterier, som er den mest almindelige type i EV’er, som lovende løsninger til at adressere bæredygtighedsbekymringerne i EV‑revolutionen.

Batterigenanvendelse har, som vi har set, potentialet til ikke kun at sænke omkostningerne ved EV’er og øge deres adoption, men også at være gavnlig for miljøet. Samtidig kan andenlivs batteriapplikationer forlænge deres levetid og værdi. Disse løsninger giver en måde at opnå mere bæredygtige og omkostningseffektive EV’er samt en accelereret overgang til en grønnere fremtid.

Klik her for en liste over de bedste EV-aktier at investere i.