Kestävyys
Litiumin Kierrätys vs. Politiikka: Mikä Estää Laajentumisen?
Litiumin Hankinta: Kaivostoiminta vs. Kierrätys (Mikä Kasvaa Nopeammin?)
Sähköistymisen myötä litium on nopeasti tullut tärkeäksi maailmanlaajuiseksi raaka-aineeksi, ja sen kysyntä on lähes kokonaan sähköautojen myynnin mukaista.
Lähde: Statista
Kun muita akkuteknologioita, kuten natrium-ioni-akkua, tutkitaan massatuotantoon, litium on edelleen akkuteknologian ykkönen sen poikkeuksellisten sähköominaisuuksien ansiosta.
Viime vuosina litiumin kysyntä on räjähdysmäisesti kasvanut, ja se on lähes nelinkertaistunut vuosien 2020 ja 2025 välillä.
Tällä hetkellä suurin osa litiumista tuotetaan keskittyneistä esiintymistä, joko mineraalipitoisista vesistä (brines) tai mineraaliesiintymistä (spodumene).
Uusi litiumin lähde on todennäköisesti vanhojen akkujen kierrätys. Tämä edellyttää kuitenkin oikean teknologisen tason kehittämistä, oikean infrastruktuurin rakentamista ja vankkaa lakisääteistä ja sääntelykehystä.
Tutkijat Australian Edith Cowan Universitysta ja Länsi-Australian yliopistosta ovat käsitelleet yksityiskohtaisesti, miten litiumin kierrätys vaikuttaa litiumin tuotantoon tulevaisuudessa, ja julkaisivat aiheesta tutkimuksen Journal of Environmental Management -lehdessä otsikolla ”A comprehensive review on the recovery of lithium from lithium-ion batteries and spodumene”.
Litiumin Lähteet
Mineraalivesistä ja Spodumenesta Akkuluokan Litiumiin
Lähitulevaisuudessa odotetaan, että suurin osa litiumin tuotannon kasvusta tulee Australiasta sen runsaiden spodumenen varantojen ansiosta. Samalla mineraalivesien hyödyntäminen, pääosin Chilessä ja Argentiinassa, sekä osittain Kiinassa, on myös kasvamassa, mutta hitaammin.
Kun akut vanhenevat, ne muodostuvat yhä suuremmaksi helposti saatavissa olevaksi maanpäälliseksi litiumiksi, erityisesti koska useimmat sähköauton akut poistetaan käytöstä, kun ne laskevat 70-80 prosenttiin alkuperäisestä maksimilatauksestaan.
Vuonna 2023 maailmanlaajuinen akkuteollisuus tuotti noin 2,5 terawattituntia, ja kapasiteetin kasvu vuonna 2023 oli yli 25 prosenttia suurempi kuin vuonna 2022. Samalla litiumin kysyntä kasvoi noin 30 prosenttia.
Vertailukohtana maailmanlaajuinen kierrätyskapasiteetti ylitti 300 gigawattituntia vuodessa vuonna 2023, ja yli 80 prosenttia tästä kapasiteetista sijaitsi Kiinassa. Eurooppa ja Yhdysvallat kattavat kumpikin alle 2 prosenttia maailmanlaajuisesta kierrätyskapasiteetista. Nykyinen kierrätyskapasiteetti kattaa vain 12 prosenttia nykyisestä akkutuotannosta, joka itsekin kasvaa yhä nopeammin.
Sähköauton Akkujen Jäte: Mitta, Riskit ja Tulipalovaara
Vuoden 2021 ja 2030 välillä arviolta 12,85 miljoonaa tonnia sähköauton litium-ioni-akkua poistuu käytöstä maailmanlaajuisesti Greenpeacen arvioiden mukaan. Kiinan osalta useat teollisuuden ennusteet osoittavat noin 3–3,5 miljoonan tonnin määrän vuoteen 2030 mennessä, korostaen suuren kierrätyskapasiteetin tarpeen.
Tämä voi aiheuttaa merkittävää saastumista ja ympäristöriskejä, koska litium-akkujen sisältämä monimutkainen kemikaaliseos sisältää raskasmetalleja. Kierrätys on siis kysymys sekä litiumin tuotannon vaikutuksen vähentämisestä että muiden saastumismuotojen välttämisestä.
Kierrätetyt akut voivat myös aiheuttaa kaatopaikkojen tulipaloja, jotka yhdistettynä kaatopaikkojen metaanin tuotantoon voi johtaa katastrofaalisiin seurauksiin.
Pintapalo ja maanalaiset palot voivat aiheuttaa myrkyllisten kaasujen, kuten dioksiinien, furaanien, haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC), polykloorattujen bifenyylien, orgaanisten kloripitoisten torjunta-aineiden, polyaromaattisten hiilivetyjen (PAH), hiilimonoksidin, rikkidioksidin ja vetysulfidin tuotannon.
Akkujen Kierrätys: Hydromet vs. Pyromet vs. Suora Palautus
On olemassa kolme pääasiallista menetelmää käytettyjen litiumakkujen kierrätyskäyttöön: pyrometallurgia, hydrometallurgia ja suora palautus.
Lähde: ResearchGate
Näistä menetelmistä hydrometallurgia on vähemmän energiankulutusta ja vähemmän ympäristövaikutuksia verrattuna pyrometallurgiaan.
Esimerkiksi litiumakkujen kierrätys vähentää hiilidioksidipäästöjä, vähentää rikkidioksidin päästöjä ja voi vähentää vedenkäyttöä jopa yli puolella pyrometallurgisissa menetelmissä.
Molemmat pyrometallurgia ja hydrometallurgia käyttävät niin kutsuttua “mustaa massaa” eli murskattua akkua, joka sisältää monimutkaisen seoksen metalleja ja kemikaaleja.
Näistä menetelmistä pyrometallurgia on saastuttavampi epätoivottujen myrkyllisten kaasujen suhteen. Sen sijaan hydrometallurgia on vähemmän myrkyllinen, mutta vaatii enemmän vettä (mutta edelleen paljon vähemmän kuin raaka-aineista litiumin tuotanto).
Molemmat kierrätysmenetelmät vaativat useita vaiheita, joista jokainen tuottaa omanlaistaan saastumista, joka vaatii huolellista käsiteltävää.
Swipe to scroll →
| Menetelmä | Mitä se tekee | Hyödyt | Haitat | Paras käyttö |
|---|---|---|---|---|
| Hydrometallurgia | Liuottaa metalleja mustasta massasta käyttäen vesikemiaa | Korkea palautusaste; vähemmän ilmansaasteita kuin pyrometallurgiassa; skaalautuu useisiin kemioihin | Suurempi vedenkäyttö; reagenssien hallinta tarvitaan | NMC/NCA, sekoitettu kemikaalivirrat |
| Pyrometallurgia | Sulattaa mustan massan seokseksi; muut materiaalit jäävät sivutuotteiksi | Robusti syötteen vaihtelulle; nopea läpimeno | Suurempi energiankulutus ja ilmansaasteet; grafiitin ja litiumin häviäminen ilman lisätoimia | Korkean kobolttipitoisuuden virrat (perintöpuhelimet/LCO), esikäsittely |
| Suora (katodi-katodi) | Palauttaa katodin mikrorakenteen uudelleenkäyttöä varten | Mahdollisesti alhaisin energiankulutus ja kemikaalikäyttö; säilyttää arvon | Kemikaalikohtainen; toimitusketjun integrointi tarvitaan | Standardoidut sähköauton kemikaalit valmistajien kanssa |
Sääntelypuutteet, jotka Estävät Litiumin Kierrätystä
Tällä hetkellä useimmat akut eivät kierrätetä, osittain kierrätyskapasiteetin puutteen vuoksi, osittain riittämättömän sääntelyn vuoksi.
Tarvitaan tiukempi kehys, joka edellyttää olemassa olevien akkujen keräämistä ja oikein kierrätystä. Tämä ei ainoastaan lisäisi potentiaalisesti haitallisen jätteen keräämistä, vaan myös antaisi teollisuudelle ennustettavissa olevan materiaalimäärän, jotta kierrätysinfrastruktuuria voidaan kohdistaa oikein.
Tutkijat tarkastelivat kierrätyskustannusten jakautumista ja totesivat, että keräily, kuljetus, akkujen purkaminen ja esikäsittely (murskaus tai sulatus) edustavat suurta osaa kustannuksista.
Tämän seurauksena näiden prosessien optimointi sopivalla politiikalla, keskitetyllä jätteenkeräilyllä ja kierrätyspaikkojen optimoinnilla voisi suuresti lisätä litiumakkujen kierrätyskelpoisuutta. Vaikka parempi teknologia voi vähentää kustannuksia muissa vaiheissa, nämä alkukustannukset ovat enemmän sääntelykysymys.
Hydrometallurgian tulisi olla sääntelyssä edullisempi, ja kierrätyspaikkojen valinnassa tulisi ottaa huomioon sekä energian että veden saatavuus paikallisesti.
Swipe to scroll →
| Sääntelyelementti | 2031 (min. kierrätetty sisältö) | 2036 (min. kierrätetty sisältö) | Materiaalin palautustavoitteet (vuoteen 2027 / 2031 mennessä) | Huomautukset |
|---|---|---|---|---|
| Koboltti | 16% | 26% | 90% / 95% | Teollisuus/sähköautot/SLI-akkut ovat käytössä |
| Litium | 6% | 12% | 50% / 80% | Palautustavoitteet koskevat kierrätyslaitoksia |
| Nikkel | 6% | 15% | 90% / 95% | EU-sääntö (EU) 2023/1542 |
| Lyijy | 85% | 85% | — | Lyijyn kynnysarvot säilyvät muuttumattomina |
Tutkimus osoitti myös, että kierrätettävän akun tyyppi vaikuttaa kierrätyskelpoisuuteen.
”LCO-akkujen (Lithium Cobalt Oxide) kierrätys tuotti 7 kertaa enemmän tulosta kuin LFP-akkujen (Lithium Ferrum Phosphate) ja 10 kertaa enemmän kuin LMO-akkujen (Lithium Manganese Oxide) kierrätys.”
Koska LFP-akkut ovat yleistyvässä käytössä kustannuksien laskemiseksi ja riippuvuuden vähentämiseksi Kongon kobolttitoimituksista, tämä tulisi ottaa huomioon kierrätyspolitiikassa.
Pääpointti: Sääntely Määrää Kierrätysvauhdin
Litiumin kierrätysteknologia on parantunut, ja hydrometallurgia on selkeä voittaja pyrometallurgiaa vastaan, kun otetaan huomioon ilmansaasteet ja energiankulutus.
Kierrätyslaitokset kuitenkin kohtaavat joitakin ongelmia, joita ne eivät pysty ratkaisemaan itse ja jotka vaativat lainsäätäjien nopeaa toimintaa.
Ensimmäinen askel on järjestää paljon tehokkaampi käytettyjen akkujen keräily, mikä saattaa vaatia voimakkaan velvoitteen akku- ja sähköautovalmistajilta seurata ja osoittaa tuotteidensa kierrätysaste.
Tässä suhteessa EU:n suunnitelmat, jotka edellyttävät, että vuoteen 2031 mennessä kaikki akut sisältävät 6 prosenttia kierrätettyä litiumia ja vuoteen 2036 mennessä 12 prosenttia, ovat todennäköisesti riittämättömiä.
Toinen askel on hydrometallurgian käytön edistäminen kierrätyslaitoksissa ja tarjoaminen oikeat kannustimet ympäristön kannalta.
Lopuksi kierrätyslaitosten rakentaminen on erittäin pääomavaatimuksia, ja julkisen sektorin voisi tarjota avustuksia, subventioita ja edullisia lainoja nopeuttaakseen rakennusta. Koska maailmanlaajuinen kierrätyskapasiteetti on jo jäljessä nykyisistä akkutuotannon määristä, jotka ovat itsekin räjähdysmäisesti kasvamassa, nopeita toimia vaaditaan.
Erityisesti länsimaiset lainsäätäjät tulisi kiinnittää huomiota siihen, että heidän maansa ovat jo jäämässä Kiinan jälkeen kierrätyksessä, mikä voi pitkällä tähtäimellä lukita Kiinaan merkittävän uuden akkumetallin lähteen sekä monia uusia vihreän energian työpaikkoja.
Tämä ilmenee esimerkiksi akkujätti CATL:n (Contemporary Amperex Technology Co., Limited – 3750.HK) suunnitelmissa, joissa se aikoo käyttää 50 prosenttia uusista akkuistaan kierrätettyjä metalleja 20 vuoden kuluessa, ainoastaan siksi, että se odottaa vanhojen akkujen määrän kasvavan nopeammin kuin uusien akkujen tuotanto.
CATL on myös rakentamassa omaa akkujen keräilyverkostoa, Brunp Recycling, jolla on jo yli 240 keräilypistettä, 99,6 prosentin nikkelin, kobolttin ja mangaanin palautusaste, ja yli 10 000 työntekijää.
(Voit lukea lisää CATL:sta tässä meidän yrityksestä kertovassa raportissa)
Sijoittaminen Litiumin Tuotantoon ja Kierrätyskäyttöön
Albemarle
(ALB )
Albemarle on yksi maailman suurimmista litiumintuottajista, ja se on vastaavassa asemassa kuin maailman suurimmat kaivostoimijat, kuten Rio Tinto (RIO ), litiumin kolmion tuottaja SQM (SQM ) ja kiinalainen Ganfeng Litium (GNENY).
Albemarlella on kaivostoimintaa Etelä-Amerikassa, Australiassa ja Yhdysvalloissa, sekä jalostamoja Yhdysvalloissa, Kiinassa ja Saksassa.
Lähde: Albemarle
Raaka-aine toimitetaan sitten joko Kiinaan (kiviaines) tai La Negraan, Chileen (mineraalivesi).
Lähde: Albemarle
Historiallisesti litiumin kaivostoiminnassa toimiva Albemarle on myös laajentamassa toimintaansa kierrätysalueelle. Monet kierrätysprosesseissa käytetyt vaiheet ovat identtisiä tai samankaltaisia kuin ne, joita käytetään raaka-aineen jalostuksessa, mikä antaa Albemarlelle arvokasta osaamista.
”Pitkällä tähtäimellä musta massa tulee todennäköisesti olemaan toinen resurssimme.
Yleensä kierrätysprosessissa syntyvä musta massa on hyvin samankaltainen kuin meidän jalostuslaitoksissamme tuotettu konsentraatti. Näen siis tämän oivana mahdollisuutena meille.”
Meredith Bandy – Albemarlen sijoittajien suhdetoiminnan ja kestävän kehityksen varapuheenjohtaja
Albemarle aikoo rakentaa litiumin jalostuslaitoksen Yhdysvaltojen kaakkoisosaan vuosikymmenen loppuun mennessä litiumin kierrätystä ja jalostusta varten.
Tämä on myös tärkeä askel Albemarlelle, jotta se ei jää pois uudesta litiumin lähteestä, joka voisi kilpailla sen nykyisen tuotannon kanssa.
Albemarlella on vahva likviditeetti ja velka on pidetty alhaisella kiinteällä korolla, mikä antaa sille hyvän aseman kestäämään litiumin markkinahinnan laskua viime vuosina ja kasvattamaan markkinaosuuttaan pienemmille, vähemmän pääomittaisille kilpailijoille.
(Voit lukea lisää Albemarlesta tässä meidän yrityksestä kertovassa raportissa. Litiummarkkinan kokonaisanalyysi löytyy myös ”Sijoittaminen Litiumiin: Vihreän Tulevaisuuden Ydinmetalli”)
Tutkimus
1. Asad Ali, Sadia Afrin, Abdul Hannan Asif, Yasir Arafat, Muhammad Rizwan Azhar. A comprehensive review on the recovery of lithium from lithium-ion batteries and spodumene. Journal of Environmental Management. Volume 391, September 2025, 126512.
