Kenaikan Baterai Bekas: Solusi EV Bernilai Multi-Miliar Dolar

Adopsi kendaraan listrik (EV) berkembang cepat, dengan penjualan global mereka naik 25% menjadi 17,1 juta pada 2024, didorong oleh insentif pemerintah dan upaya dekarbonisasi. 

Pasar EV diproyeksikan akan mengalami tingkat pertumbuhan tahunan sebesar 6,95% selama empat tahun ke depan untuk mencapai volume lebih dari $1 triliun. Pendapatan pasar diperkirakan akan mencapai $828,6 miliar secara global. 

Lebih penting lagi, EV diperkirakan untuk memainkan peran kunci dalam mencapai target ambisius nol emisi pada 2050. Namun, untuk itu, produsen EV perlu menurunkan biaya kendaraan mereka karena meskipun penjualan EV meningkat, laju pertumbuhannya melambat. Belum lagi, EV juga memiliki dampak lingkungan negatif.

Produksi kendaraan listrik merupakan proses yang intensif sumber daya, membutuhkan rata-rata enam kali lebih banyak input mineral kritis seperti litium, kobalt, tembaga, nikel, mangan, dan grafit dibandingkan kendaraan mesin pembakaran internal, yang membuat jejak lingkungan EV 50% lebih tinggi daripada ICEV selama produksi. 

Mendaur ulang baterai ini benar‑benar dapat mengubah permainan. Hal ini dapat membantu mengurangi jejak karbon dengan menurunkan biaya listrik, kebutuhan mengekstraksi bahan mentah untuk membuat baterai baru, serta limbah dengan memperpanjang umur baterai yang ada, sehingga EV menjadi lebih murah.

Cara lain untuk meningkatkan efisiensi baterai ini sekaligus mengurangi dampaknya adalah dengan memanfaatkan kembali. Memanfaatkan kembali baterai EV dapat memberikannya kehidupan kedua, dengan baterai EV second-life memaksimalkan nilai baterai dan memperpanjang harapan hidupnya.

Peneliti dan laporan terbaru menemukan bahwa daur ulang dan pemanfaatan kembali menawarkan keuntungan besar dan hanya akan terus berkembang. 

Mendaur Ulang Baterai EV

Penelitian baru^1, yang merupakan analisis siklus hidup pertama yang diketahui tentang daur ulang baterai lithium-ion (LIB) berdasarkan data dari fasilitas daur ulang skala industri, menemukan bahwa daur ulang memberikan manfaat lingkungan yang signifikan.

Dari penggunaan air dan konsumsi energi hingga emisi gas rumah kaca, semuanya berkurang secara signifikan ketika baterai didaur ulang dibandingkan menambang logam mentah untuk memproduksi LIB baru.

Produksi LIB telah mengalami pertumbuhan eksponensial karena meningkatnya elektrifikasi kendaraan serta pembangkit energi terbarukan yang bersifat intermiten. Penggunaan LIB kini melampaui elektronik konsumen. Selain itu, kasus penggunaan lainnya tumbuh dengan kecepatan yang kuat.

Sektor EV, khususnya, diperkirakan akan mendominasi pertumbuhan LIB pada 2030, menyumbang hingga 82% dari total produksi LIB global yang diperkirakan. 

Namun, meskipun permintaan baterai lithium-ion tumbuh cepat, material kritis yang diperlukan untuk kimia baterai litium terkemuka terbatas pasokannya. Mereka diperkirakan akan menghadapi defisit besar dalam keseimbangan pasokan-permintaan global sebelum akhir dekade ini. Selain itu, penambangan material ini memperburuk masalah ekonomi, lingkungan, hak asasi manusia, dan keamanan nasional. 

Tidak hanya penambangan material kritis ini, tetapi juga pembuangan tidak tepat LIB akhir-umur merusak ekosistem alam dan manusia. 

Di sinilah daur ulang material kritis dalam LIB akhir-umur dapat sangat membantu mengurangi kekhawatiran lingkungan yang meningkat. Hal ini juga penting untuk keberlanjutan jangka panjang transportasi listrik, karena daur ulang bahkan dapat membantu mengurangi ketidakamanan pasokan jangka panjang mineral baterai kritis ini secara besar-besaran.

Sekarang, para pendaur ulang LIB memperoleh material dari baterai ‘mati’, yang kebanyakan dikumpulkan dari tempat kerja, atau bahan scrap cacat dari produsen baterai. Dalam proses daur ulang, logam seperti litium, nikel, tembaga, kobalt, mangan, dan aluminium dieksktrak dari kedua sumber tersebut.

Studi analisis siklus hidup dari Universitas Stanford mengkuantifikasi jejak lingkungan proses ini dan menemukan bahwa emisinya kurang dari setengah gas rumah kaca (GHG) dibandingkan penambangan dan pemurnian tradisional logam ini. Proses ini juga menggunakan sekitar seperempat air dan energi dibandingkan penambangan logam baru. 

Ketika bahan scrap cacat digunakan untuk daur ulang, manfaat lingkungan ditemukan lebih besar lagi. Scrap sebenarnya menyumbang sekitar 90% dari pasokan daur ulang yang dipelajari, dan hasilnya adalah 11% penggunaan energi dibandingkan penambangan dan pemrosesan, 12% penggunaan air, dan 19% emisi GHG. Pengurangan penggunaan energi juga berhubungan dengan lebih sedikit polutan udara seperti jelaga dan sulfur, meskipun tidak diukur secara khusus.

Studi ini, menurut penulis seniornya William Tarpeh, yang merupakan asisten profesor teknik kimia di Sekolah Teknik, “memberitahu kita bahwa kita dapat merancang masa depan daur ulang baterai untuk mengoptimalkan manfaat lingkungan.”

Dampak lingkungan baterai sebenarnya sangat bergantung pada lokasi fasilitas pemrosesan serta sumber listriknya.

Sebagai salah satu dari tiga peneliti utama studi ini, Samantha Bunke, mahasiswa PhD di Stanford, mencatat bahwa jika pabrik daur ulang sangat bergantung pada listrik yang dihasilkan dari pembakaran batu bara, maka keuntungan iklimnya akan berkurang. Namun, di wilayah dengan listrik yang lebih bersih, kekurangan air bersih menjadi perhatian besar. 

Faktor kunci lainnya adalah transportasi karena lokasi geologis pasokan material. 

Untuk kobalt, 80% pasokan globalnya ditemukan dan ditambang di Republik Demokratik Kongo, mayoritasnya diangkut melalui kereta, jalan, dan laut ke China untuk pemurnian baterai. Demikian pula, pasokan global litium terutama terpusat di Chili dan Australia, yang kemudian dikirim ke China. Studi memperkirakan total jarak transportasi hanya untuk penambangan dan pemurnian logam aktif baterai rata-rata sekitar 35.000 mil (57.000 kilometer). 

Proses serupa berlaku untuk daur ulang baterai, di mana baterai bekas dan scrap pertama dikumpulkan lalu dikirim ke pendaur ulang. Namun, total jarak transportasi baterai bekas dari ponsel atau EV kami ke fasilitas pemurnian hipotetik di California hanya sekitar 140 mil (225 kilometer), berdasarkan lokasi optimal yang diperkirakan untuk fasilitas pemurnian masa depan di tengah melimpahnya baterai daur ulang di AS.

Kesempatan Besar

Data untuk studi ini berasal dari Redwood Materials di Nevada, yang merupakan fasilitas daur ulang baterai lithium-ion skala industri terbesar di Amerika Utara. Fasilitas ini mendapat manfaat dari campuran energi bersih negara tersebut, yang mencakup tenaga surya, tenaga air, dan panas bumi.

Didirikan oleh Tesla (TSLA ) co-founder dan mantan CTO, Redwood memiliki dua fasilitas, satu di Nevada dan satu lagi di Carolina Selatan. Beberapa bulan lalu, produsen mobil Jerman BMW menandatangani kesepakatan dengan perusahaan untuk mendaur ulang baterai Li-ion dari semua EV mereka, mencakup tipe baterai dan hibrida.

Redwood sudah mendaur ulang baterai EV dari Tesla, Toyota (TM ), Ford (F ), Nissan, Lyft (LYFT ), General Motors (GM ), Amazon (AMZN ), dan lainnya. Mereka juga mendaur ulang baterai stasioner.

Perusahaan memproses material anoda dan katoda serta mengubahnya menjadi material baterai “berkualitas tinggi”. Menurut perusahaan, mereka memulihkan hingga 98% material tersebut dan mengembalikannya ke rantai pasokan.

Sekarang, untuk studi ini, Redwood Materials tidak hanya menyediakan data tetapi juga menerapkan pelajaran tersebut pada operasi dan jejak lingkungan mereka.

“Wawasan dari penelitian ini telah memainkan peran kunci dalam menyempurnakan proses daur ulang baterai Redwood.”

– Pendiri dan CEO JB Straubel

Dia selanjutnya berkata:

“Berkat observasi para peneliti, kami telah lebih jauh mengurangi jejak lingkungan kami sekaligus meningkatkan efisiensi sumber daya dan skalabilitas proses.”

Perlu dicatat, proses daur ulang Redwood melibatkan “reduktif kalkinasi,” yang tidak menggunakan bahan bakar fosil, memerlukan suhu jauh lebih rendah, dan menghasilkan lebih banyak litium dibandingkan metode tipikal. 

Ini berarti hasil lingkungan perusahaan tidak mewakili kinerja lingkungan keseluruhan industri untuk daur ulang baterai bekas. Namun, proses pirometallurgi lain sedang muncul di laboratorium yang tidak intensif energi seperti metode konvensional.

Dengan studi ini, para peneliti bertujuan memberi informasi tentang pentingnya memilih lokasi yang tepat untuk fasilitas baru dan mempersiapkan diri menghadapi masalah pasokan mineral yang akan datang.

Menurut Tarpeh, peluang di sini signifikan karena hanya 2% hingga 47% baterai lithium-ion yang didaur ulang secara global meskipun mengandung material dengan nilai ekonomi sekitar 10 kali lebih tinggi dibandingkan baterai timbal-asam, yang 99% telah didaur ulang oleh AS selama beberapa dekade. 

“Untuk masa depan dengan pasokan baterai bekas yang jauh meningkat, kita perlu merancang dan menyiapkan sistem daur ulang hari ini mulai dari pengumpulan hingga pemrosesan kembali menjadi baterai baru dengan dampak lingkungan minimal,” kata Tarpeh. “Semoga produsen baterai akan lebih mempertimbangkan daur ulang dalam desain masa depan mereka juga.”

Pemanfaatan Kembali Baterai EV

Sementara baterai lithium-ion dapat didaur ulang untuk memulihkan bahan mentah berharga dan kritis lalu dimasukkan kembali ke dalam baterai EV baru, memanfaatkan kembali mereka untuk aplikasi second-life sebelum daur ulang juga memberikan manfaat besar. Manfaat ini, menurut laporan baru, jauh lebih besar daripada sekadar mendaur ulang baterai Li-ion.

Laporan oleh IDTechEx menyelami secara mendalam baterai kendaraan listrik second-life, yang dihentikan setelah tidak lagi memenuhi persyaratan kinerja untuk EV. Hal ini terjadi pada akhir masa pakai pertama mereka. 

Ketika baterai EV didaur ulang, mereka dimanfaatkan kembali untuk EV berdaya lebih rendah atau penyimpanan baterai stasioner, yang menurut IDTechEx, merupakan kasus penggunaan yang kurang menuntut dibandingkan EV.

Namun, laporan mencatat bahwa memanfaatkan kembali baterai Li-ion memaksimalkan nilainya, memperpanjang umur pakainya, dan berkontribusi pada ekonomi baterai sirkular. Dalam beberapa kasus, bahkan masa pakai pertama mereka dapat diperpanjang dalam aplikasi EV dengan mengganti beberapa modul atau sel dalam paket baterai.

IDTechEx memproyeksikan pasar baterai EV second-life akan bernilai $4,2 miliar pada 2035 seiring ketersediaan baterai EV yang dipensiunkan meningkat dalam sepuluh tahun ke depan.

Hal ini sebenarnya sudah terjadi dengan kecepatan yang meningkat di seluruh dunia. Di AS dan Eropa, para pemanfaat kembali terus meningkatkan volume penerapan baterai second-life secara stabil. Kebanyakan, sistem stasioner atau mobile ini dipasang untuk pelanggan komersial dan industri (C&I) untuk mengoptimalkan pengisian EV, mengurangi konsumsi listrik saat permintaan puncak, dan konsumsi mandiri energi terbarukan.

Teknologi penyimpanan baterai residensial juga telah dikembangkan oleh beberapa pemanfaat kembali, sementara yang lain membangun sistem penyimpanan energi baterai (BESS) yang lebih besar untuk aplikasi skala jaringan. 

China saat ini memimpin penerapan baterai second-life dan juga meningkatkan kegiatannya. Negara tersebut memanfaatkan baterai second-life untuk aplikasi cadangan daya telekomunikasi.

Di luar China, Eropa menunjukkan tingkat aktivitas tertinggi, dengan IDTechEx mengidentifikasi 20 pemanfaat kembali yang mengembangkan baterai second-life di wilayah tersebut.

Mengenai biaya baterai EV second-life, laporan mencatat bahwa pengurangan biaya substansial pada teknologi BESS first-life telah membuat pemanfaat kembali sulit bersaing dalam harga sistem mereka kepada pelanggan. Agar adopsi meningkat, baterai EV second-life perlu dipatok dengan harga lebih rendah daripada BESS first-life Li-ion.

Baterai ini sudah mengalami degradasi pada masa pakai pertama, yang berarti kinerjanya terpengaruh pada masa pakai kedua. 

Adapun faktor yang berkontribusi pada biaya lebih tinggi dari sistem penyimpanan energi baterai second-life, laporan menyoroti komponen baterai dan logistik pengiriman baterai EV yang dipensiunkan. Proses pemanfaat kembali itu sendiri menambah biaya, termasuk waktu grading baterai, pembongkaran, dan perakitan kembali. Jadi, pemanfaat kembali harus menargetkan semua aspek ini untuk mengurangi biaya.

Saat ini, teknologi grading baterai canggih sedang dikembangkan, seperti pengujian baterai akhir-umur di dalam kendaraan untuk menentukan State-of-Health (SOH) dalam hitungan menit alih-alih jam seperti teknik sikling tradisional, yang mengurangi waktu dan biaya pengujian.

Selain itu, banyak proyek memanfaatkan teknologi pembongkaran baterai semi-otomatis. Jika proyek-proyek ini berhasil, hal ini dapat mengurangi kebutuhan intervensi manusia pada langkah tertentu, yang akan menurunkan biaya tenaga kerja dan, pada gilirannya, biaya baterai yang dimanfaatkan kembali.

Pemanfaat kembali baterai yang dipensiunkan, menurut laporan, dapat dilakukan pada berbagai tingkat pembongkaran. Ini dapat pada tingkat paket, modul, atau sel. 

Semakin dalam kita membongkar, semakin lama waktu yang dibutuhkan dan semakin tinggi biaya tenaga kerja. Namun, hal ini memungkinkan perakitan kembali modul atau sel dengan performa terbaik, seperti menciptakan sistem yang lebih baik. Menurut laporan, pemanfaat kembali terutama mengadopsi teknik pemanfaatan pada tingkat paket atau modul, dan diperkirakan hal ini akan berlanjut. 

Tren baterai EV juga diperkirakan akan memengaruhi kelayakan ekonomi pemanfaat kembali dalam jangka panjang. “IDTechEx menunjukkan bagaimana desain cell-to-pack (CTP) dapat meningkatkan kepadatan energi paket baterai dan, akibatnya, jangkauan mengemudi EV. Namun, desain ini biasanya memerlukan peningkatan penggunaan spot welding atau perekat. Menghilangkannya memerlukan panas atau pelarut, sehingga meningkatkan biaya pembongkaran.”

Elemen penting lain dalam pertumbuhan baterai second-life adalah regulasi, yang telah menjadi faktor kontribusi besar bagi pertumbuhan EV. Kebijakan seperti insentif pajak untuk mengurangi biaya EV, mandat emisi, dan persyaratan untuk mendorong penjualan EV bersama infrastruktur pengisian serta larangan ICEV sangat menguntungkan pasar EV.

Sementara itu, insentif keuangan, program buy-back, dan penetapan target pemulihan, pengumpulan, serta daur ulang berkontribusi pada pertumbuhan daur ulang baterai. Namun, meskipun ada regulasi untuk daur ulang baterai di berbagai wilayah, sedikit kebijakan yang secara khusus menangani baterai EV second-life. 

Negara-negara seperti AS, China, dan UE, bagaimanapun, telah mulai mengerjakan kerangka regulasi mereka untuk memfasilitasi baterai second-life dan pemanfaat kembali. 

Kebijakan seperti EU Battery Passport yang melacak siklus hidup baterai, penyediaan data baterai EOL untuk dibagikan antar pemangku kepentingan, dan extended producer responsibility (EPR) yang membuat produsen bertanggung jawab atas pengumpulan, penggunaan kembali, dan daur ulang baterai memungkinkan pemanfaat kembali baterai.

Sementara negara-negara mulai menyadari nilai potensial baterai second-life, laporan mencatat bahwa perhatian khusus perlu diberikan untuk memberi insentif kepada pelaku agar memanfaatkan kembali daripada mendaur ulang baterai secara prematur. 

Perusahaan Terkait 

Seperti yang kami bagikan di atas, Redwood Materials yang dimiliki secara pribadi adalah nama besar dalam daur ulang baterai. Untuk yang terlibat dalam pemanfaat kembali baterai, laporan IDTechEx menyoroti Higher Wire, Smartville, Terrepower, RePurpose Energy, dan B2U di Amerika Utara. Sementara itu, di Eropa, perusahaan seperti Zenobe, Allye Energy, Cidetec, Betteries, Covalion, dan Ecobat, antara lain, merupakan pemanfaat kembali dan remanufaktur second-life yang menonjol.

Sekarang, mari lihat beberapa perusahaan publik di bidang ini:

1. Li-Cycle Holdings

Perusahaan ini terlibat dalam memulihkan material kritis untuk masa depan energi bersih. Perusahaan menggunakan Teknologi Spoke & Hub yang dipatenkan untuk mendaur ulang baterai lithium-ion.

Li-Cycle Holdings memiliki kapitalisasi pasar $35.78 juta sementara sahamnya saat ini diperdagangkan pada $1, turun 43.5% YTD. EPS (TTM)-nya adalah -5.88, sementara rasio P/E (TTM) adalah -0.17. Untuk Q3 2024, perusahaan mengumumkan pendapatan $8.4 juta, mencerminkan pertumbuhan 79% tahun ke tahun. Mereka juga menutup pinjaman $475 juta yang ditingkatkan dari DOE.

2. American Battery Technology Company

Perusahaan ini fokus pada daur ulang baterai dan ekstraksi sumber daya. Memiliki kapitalisasi pasar $138 juta sementara sahamnya diperdagangkan pada $1.52, turun 34.15% YTD.

American Battery memiliki EPS (TTM) -0.96 dan P/E (TTM) -1.68. Untuk tiga bulan yang berakhir pada 30 Sep 2024, ABTC melaporkan pendapatan sedikit di atas $200K dan mendapatkan hibah $150 juta dari DOE untuk pembangunan fasilitas daur ulang baterai lithium-ion kedua. Pada akhir periode ini, perusahaan memiliki kas $5.8 juta.

Kesimpulan

Kendaraan Listrik diperkirakan akan memainkan peran kunci dalam mencapai target nol emisi yang ditetapkan untuk 2050, namun tentu saja, masih ada kekhawatiran terkait biaya dan dampak lingkungan. Namun, peneliti menemukan cara yang lebih baik dan baru untuk membuatnya lebih hemat biaya dan ramah lingkungan. Di sini, daur ulang dan pemanfaat kembali baterai lithium-ion, yang merupakan tipe paling umum digunakan dalam EV, muncul sebagai solusi menjanjikan untuk mengatasi kekhawatiran keberlanjutan revolusi EV.

Daur ulang baterai, seperti yang telah kita lihat, memiliki potensi tidak hanya menurunkan biaya EV dan meningkatkan adopsinya, tetapi juga baik bagi lingkungan. Aplikasi baterai second-life, di sisi lain, dapat memperpanjang umur dan nilai mereka. Solusi ini menawarkan cara untuk mencapai EV yang lebih berkelanjutan dan hemat biaya serta percepatan transisi ke masa depan yang lebih hijau.

Klik di sini untuk daftar saham EV teratas untuk diinvestasikan.