Stigningen av Brukte Batterier: En Multimilliard Dollar EV-løsning

Adopsjonen av elektriske kjøretøy (EV) vokser raskt, med globale salg som øker med 25 % til 17,1 millioner i 2024, drevet av statlige insentiver og avkarboniseringsinnsats. 

EV-markedet er faktisk forventet å oppleve en jevn årlig vekstrate på 6,95 % de neste fire årene for å nå et volum på over 1 billion dollar. Markedsinntektene forventes samtidig å nå 828,6 billion dollar globalt. 

Enda viktigere er at EV forventes å spille en nøkkelrolle i å nå det ambisiøse målet om nullutslippsmål innen 2050. For å oppnå dette må EV-produsenter redusere kostnadene for kjøretøyene sine, fordi selv om EV-salget øker, har veksthastigheten avtatt. Dessuten har EV også en negativ miljøpåvirkning. 

Produksjon av elektriske kjøretøy er en ressurskrevende prosess, som krever i gjennomsnitt seks ganger så mange kritiske mineraler som litium, kobolt, kobber, nikkel, mangan og grafitt sammenlignet med forbrenningsmotorkjøretøy, noe som gjør EV-ens miljøavtrykk 50 % høyere enn ICEV‑er under produksjon. 

Resirkulering av disse batteriene kan virkelig endre spillet. Det kan bidra til å redusere karbonavtrykket ved å senke kostnaden for elektrisitet, behovet for å utvinne råmaterialer til nye batterier, og avfall ved å forlenge levetiden til eksisterende batterier, og dermed gjøre EV billigere. 

En annen måte å forbedre effektiviteten til disse batteriene og redusere deres påvirkning er ved å gjenbruke dem. Gjenbruk av et EV-batteri kan gi det et andre liv, hvor batterier i andre liv maksimerer verdien og øker levetiden. 

Nyere forskere og rapporter finner at resirkulering og gjenbruk gir store fordeler og kun vil vokse fremover. 

Resirkulering av EV-batterier

Ny forskning^1, som er den første kjente livssyklusanalyse av litium‑ion‑batteriresirkulering basert på data fra en industriell resirkuleringsanlegg, har funnet at resirkulering leverer betydelige miljøfordeler.

Fra vannforbruk og energiforbruk til klimagassutslipp, blir alt betydelig redusert når batterier resirkuleres i stedet for å utvinne nye metaller for å produsere nye LIB‑er.

Produksjonen av LIB har opplevd eksponentiell vekst på grunn av økningen i kjøretøyelektrifisering samt intermitterende fornybar energiproduksjon. Bruken av LIB har simpelthen gått langt utover forbrukerelektronikk. Dessuten vokser disse andre bruksområdene i sterk takt.

EV‑sektoren forventes spesielt å dominere LIB‑veksten innen 2030, og stå for opptil 82 % av den anslåtte totale globale LIB‑produksjonen. 

Imidlertid, selv om etterspørselen etter litium‑ion‑batterier vokser raskt, er kritiske materialer som kreves for ledende litiumbatterikjemi i begrenset tilbud. De forventes faktisk å møte et betydelig underskudd i den globale balansen mellom tilbud og etterspørsel før slutten av dette tiåret. I tillegg har utvinning av disse materialene forverret økonomiske, miljømessige, menneskerettighets- og nasjonale sikkerhetsbekymringer. 

Ikke bare gruvedrift av disse kritiske materialene, men også feilaktig avhending av LIB‑er på slutten av livssyklusen skader naturlige og menneskelige økosystemer. 

Dette er hvor resirkulering av kritiske materialer i LIB‑er på slutten av livssyklusen kan være til enorm hjelp for å dempe de økende miljøbekymringene. Dette er også essensielt for den langsiktige bærekraften til elektrifisert transport, da resirkulering kan bidra til å lindre den langsiktige usikkerheten i forsyningen av disse kritiske batterimineralene i stor skala.

Nå henter LIB‑resirkulerere materialer enten fra ‘døde’ batterier, som hovedsakelig samles inn fra arbeidsplasser, eller fra defekt skrapmateriale fra batteriprodusenter. I resirkuleringsprosessen blir metaller som litium, nikkel, kobber, kobolt, mangan og aluminium ekstrahert fra disse to kildene.

Livssyklusanalyse fra Stanford University kvantifiserte miljøavtrykket av denne prosessen og fant at den slipper ut mindre enn halvparten av klimagassene (GHG) sammenlignet med tradisjonell gruvedrift og raffinering av disse metallene. Den bruker også omtrent en fjerdedel av vannet og energien som gruvedrift av nye metaller krever.

Når defekt skrapmateriale utnyttes til resirkulering, er de miljømessige fordelene enda større. Skrap utgjorde faktisk omtrent 90 % av den resirkulerte forsyningen som ble studert, og resultatene var 11 % av energibruken ved gruvedrift og prosessering, 12 % av vannforbruket, og 19 % av GHG‑utslippene. Redusert energibruk tilsvarer også færre luftforurensende stoffer som sot og svovel, selv om dette ikke ble målt spesifikt.

Denne studien, ifølge seniorforfatteren William Tarpeh, som er førsteamanuensis i kjemisk ingeniørfag ved School of Engineering, «forteller oss at vi kan designe fremtiden for batteriresirkulering for å optimalisere de miljømessige fordelene».

De miljømessige påvirkningene fra batterier avhenger faktisk sterkt av lokasjonen til behandlingsanlegget samt dets energikilde.

Som en av de tre hovedetterforskerne i studien bemerket Samantha Bunke, en PhD‑student ved Stanford, at dersom et resirkuleringsanlegg er sterkt avhengig av strøm generert ved kullforbrenning, vil klimafordelen reduseres. Imidlertid, i regioner med renere strøm, er ferskvannsmangel en stor bekymring. 

En annen viktig faktor er transport på grunn av den geologiske plasseringen av materialforsyningen. 

Når det gjelder kobolt, finnes og utvinnes 80 % av den globale forsyningen i Den demokratiske republikken Kongo, hvor mesteparten transporteres med tog, vei og sjø til Kina for raffinering til batterier. På samme måte er den globale forsyningen av litium hovedsakelig konsentrert i Chile og Australia, hvor den også sendes til Kina. Studien anslår at total transportavstand kun for gruvedrift og raffinering av batterienes aktive metaller i gjennomsnitt er omtrent 35 000 miles (57 000 kilometer). 

En lignende prosess gjelder for batteriresirkulering, hvor brukte batterier og skrap først samles inn og deretter sendes til resirkulereren. Imidlertid er total transportavstand for brukte batterier fra våre telefoner eller EV‑er til et hypotetisk raffineringanlegg i California kun omtrent 140 miles (225 kilometer), basert på antatte optimale lokasjoner for fremtidige raffineringanlegg blant rikelige amerikanske resirkulerbare batterier.

En Enorm Mulighet

Dataene for denne studien kom fra Redwood Materials i Nevada, som er det største industrielle resirkuleringsanlegget for litium‑ion‑batterier i Nord-Amerika. Anlegget drar nytte av landets renere energimiks, som inkluderer sol, vannkraft og geotermisk energi. 

Grunnlagt av Tesla (TSLA ) medgründer og tidligere CTO, har Redwood to anlegg, ett i Nevada og ett i South Carolina. For noen måneder siden signerte den tyske bilprodusenten BMW en avtale med selskapet om å resirkulere litium‑ion‑batterier fra alle sine EV‑er, som dekker både batteri‑ og hybridtyper.

Redwood resirkulerer allerede EV‑batterier fra Tesla, Toyota (TM ), Ford (F ), Nissan, Lyft (LYFT ), General Motors (GM ), Amazon (AMZN ), og andre. De resirkulerer også stasjonære batterier.

Selskapet behandler anode‑ og katodematerialer og omdanner dem til «høykvalitets» batterimaterialer. Ifølge selskapet gjenoppretter de opptil 98 % av disse materialene og returnerer dem til forsyningskjeden.

Nå, for studien, leverte Redwood Materials ikke bare dataene, men anvendte også sine lærdommer på sin drift og miljøavtrykk.

“Innsiktene fra denne forskningen har spilt en nøkkelrolle i å finjustere Redwoods batteriresirkuleringsprosesser.”

– Grunnlegger og administrerende direktør JB Straubel

Han sa videre:

“Takket være forskernes observasjoner har vi ytterligere redusert vårt miljøavtrykk samtidig som vi har forbedret både ressursutnyttelse og prosessskalerbarhet.”

Det er verdt å merke seg at Redwoods resirkuleringsprosess involverer «reductiv kalkinering», som ikke bruker fossilt brensel, krever betydelig lavere temperaturer, og gir mer litium enn vanlige metoder. 

Dette betyr at selskapets miljøresultater ikke representerer bransjens samlede miljøprestasjon for resirkulering av brukte batterier. Imidlertid dukker andre pyrometallurgiske prosesser opp i laboratorier som ikke er energikrevende som konvensjonelle metoder.

Med denne studien ønsker forskerne å informere oppskaleringen av batteriresirkuleringsselskaper om viktigheten av å velge gode lokasjoner for nye anlegg og forberede seg på det kommende mineralforsyningsproblemet.

Ifølge Tarpeh er muligheten her betydelig, da kun 2 % til 47 % av litium‑ion‑batterier resirkuleres globalt til tross for at de inneholder materialer med omtrent 10 ganger høyere økonomisk verdi enn bly‑syrebatterier, hvor 99 % har blitt resirkulert av USA i flere tiår.

“For en fremtid med en kraftig økt forsyning av brukte batterier, må vi i dag designe og forberede et resirkuleringssystem fra innsamling til bearbeiding tilbake til nye batterier med minimal miljøpåvirkning,” uttalte Tarpeh. “Forhåpentligvis vil batteriprodusenter også ta hensyn til resirkulerbarhet i sine fremtidige design.”

Gjenbruk av EV‑batterier

Selv om litium‑ion‑batterier kan resirkuleres for å hente verdifulle og kritiske råmaterialer og deretter introduseres i nye EV‑batterier, gir gjenbruk for andre‑liv‑applikasjoner før resirkulering også enorme fordeler. Disse fordelene, hevder en ny rapport, er langt større enn å bare resirkulere et Li‑ion‑batteri.

Rapporten fra IDTechEx gikk i dybden på batterier for andre liv i elektriske kjøretøy, som tas ut av drift når de ikke lenger oppfyller ytelseskravene for EV. Dette skjer ved slutten av deres første liv. 

Når EV‑batterier resirkuleres, gjenbrukes de for lavere‑effekt‑EV‑er eller stasjonær batterilagring, som ifølge IDTechEx er mindre krevende bruksområder sammenlignet med EV‑er.

Imidlertid bemerket rapporten at gjenbruk av Li‑ion‑batterier maksimerer deres verdi, forlenger levetiden, og bidrar til en sirkulær batteriøkonomi. I noen tilfeller kan selv deres første liv forlenges i en EV‑applikasjon ved å erstatte noen moduler eller celler i en batteripakke.

IDTechEx anslår at markedet for EV‑batterier i andre liv vil være verdt 4,2 billion dollar innen 2035 ettersom tilgjengeligheten av pensjonerte EV‑batterier vokser i løpet av de neste ti årene.

Dette skjer faktisk allerede i økende tempo globalt. I USA og Europa fortsetter gjenbrukere å jevnt øke volumet av implementeringer av batterier i andre liv. Hovedsakelig installeres disse stasjonære eller mobile systemene for kommersielle og industrielle (C&I) kunder for å optimalisere EV‑lading, redusere strømforbruket når etterspørselen er på topp, og selvforbruk av fornybar energi.

Noen gjenbrukere har også utviklet teknologi for boligbatterilagring, mens andre bygger større batteri‑energilagringssystemer (BESS) for nett‑skala applikasjoner.

Kina leder for tiden implementeringen av batterier i andre liv og har også skalert opp sine aktiviteter. Landet bruker batterier i andre liv for telekommunikasjons‑backup‑strøm.

Utenfor Kina ser Europa det høyeste aktivitetsnivået, med IDTechEx som identifiserer 20 gjenbrukere som utvikler batterier i andre liv i regionen.

Når det gjelder kostnaden for disse batteriene i andre liv, bemerker rapporten at betydelige kostnadsreduksjoner i første‑liv Li‑ion‑BESS‑teknologier har gjort det svært vanskelig for gjenbrukere å forbli konkurransedyktige på prisene til kundene. For at adopsjonen skal øke, må batterier i andre liv prises lavere enn første‑liv Li‑ion‑BESS.

Disse batteriene har allerede gjennomgått degradering i sitt første liv, noe som betyr at ytelsen påvirkes i deres andre liv.

Når det gjelder faktorer som bidrar til høyere kostnad for disse batteri‑energilagringssystemene i andre liv, påpekte rapporten batterikomponenter og logistikk for levering av pensjonerte EV‑batterier. Selve gjenbruksprosessen bidrar til kostnaden, som inkluderer batteriklassifiseringstid, demontering og montering. Så må gjenbrukere målrette alle disse områdene for å redusere kostnadene.

Allerede utvikles avanserte batteriklassifiseringsteknologier, som testing av batterier på slutten av livssyklusen i kjøretøy for å fastslå batteriets tilstand (SOH), som tar minutter i stedet for timer som ved vanlige syklusteknikker, noe som reduserer både testtid og kostnad.

I tillegg bruker flere prosjekter semi‑automatiserte batteridemonteringsteknologier. Hvis disse fremvoksende prosjektene lykkes, kan det redusere behovet for menneskelig inngripen i enkelte trinn, noe som vil senke arbeidskostnadene og dermed kostnaden for gjenbrukte batterier.

Gjenbruk av pensjonerte batterier, ifølge rapporten, kan gjøres på ulike nivåer av demontering. Dette kan være på pakk‑nivå, modul‑nivå eller celle‑nivå.

Jo dypere vi går inn i demontering, jo lenger tar det og jo høyere blir arbeidskostnadene. Imidlertid gjør dette det mulig å montere de best‑presterende modulene eller cellene på nytt, som å skape et bedre system. Ifølge rapporten adopterer gjenbrukere hovedsakelig pakke‑nivå eller modul‑nivå gjenbruksteknikker, og det forventes at dette vil fortsette.

EV‑batteritrender forventes også å påvirke den økonomiske levedyktigheten av gjenbruk på lang sikt. “IDTechEx viser hvordan cell‑to‑pack (CTP)‑design kan forbedre energitettheten i en batteripakke og dermed EV‑ens rekkevidde. Imidlertid krever disse designene vanligvis økt bruk av punktsveising eller lim. Å fjerne dem krever varme eller løsningsmidler, noe som øker kostnaden for demontering.

Et annet viktig element i veksten av batterier i andre liv er reguleringer, som har vært en stor bidragsyter til EV‑vekst. Politikker som skatteinsentiver for å redusere EV‑kostnader og utslippskrav, samt krav for å oppmuntre EV‑salg sammen med ladeinfrastruktur og forbud mot ICEV‑er, har i stor grad fordelaktig påvirket EV‑markedet.

Samtidig bidrar økonomiske insentiver, tilbakekjøpsprogrammer og fastsettelse av mål for gjenoppretting, innsamling og resirkulering til vekst i batteriresirkulering. Men selv om det finnes reguleringer for resirkulering av batterier i ulike regioner, er det få politiske tiltak som spesifikt adresserer batterier i andre liv for EV.

USA, Kina og EU har imidlertid begynt å arbeide med sine regulatoriske rammeverk for å legge til rette for batterier i andre liv og gjenbruk.

Politikker som EU Battery Passport som sporer en batteris livssyklus, tilgjengeliggjøring av EOL‑batteridata som deles mellom interessenter, og utvidet produsentansvar (EPR) som gjør produsenter ansvarlige for innsamling, gjenbruk og resirkulering av batterier, muliggjør gjenbruk av batterier.

Selv om land har begynt å innse den potensielle verdien av batterier i andre liv, bemerket rapporten at spesiell oppmerksomhet må rettes mot å incentivisere aktører til å gjenbruke i stedet for å resirkulere batterier for tidlig.

Relevante Selskaper 

Som vi delte ovenfor, er det privateide Redwood Materials et stort navn innen batteriresirkulering. Når det gjelder de som er involvert i gjenbruk av batterier, fremhever IDTechEx‑rapporten Higher Wire, Smartville, Terrepower, RePurpose Energy og B2U i Nord‑America. I Europa er blant annet Zenobe, Allye Energy, Cidetec, Betteries, Covalion og Ecobat, blant andre, fremtredende aktører innen batterier i andre liv og remanufakturering.

La oss nå se på noen børsnoterte selskaper i dette området:

1. Li-Cycle Holdings

Dette selskapet er involvert i å gjenvinne kritiske materialer for en ren energifremtid. Selskapet bruker patentbeskyttede Spoke & Hub‑teknologier for å resirkulere litium‑ion‑batterier.

Li-Cycle Holdings har en markedsverdi på 35,78 millioner dollar, mens aksjene for tiden handles til 1 dollar, ned 43,5 % år‑til‑dato. EPS (TTM) er -5,88, mens P/E‑forholdet (TTM) er -0,17. For Q3 2024 kunngjorde selskapet inntekter på 8,4 millioner dollar, noe som reflekterer en vekst på 79 % år‑over‑år. De avsluttet også et oppjustert lån på 475 millioner dollar fra DOE.

2. American Battery Technology Company

Dette selskapet fokuserer på batteriresirkulering og ressursutvinning. Det har en markedsverdi på 138 millioner dollar, mens aksjene handles til 1,52 dollar, 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 månedene som avsluttet 30. sep. 2024 rapporterte ABTC inntekter på litt over 200 tusen dollar og ble tildelt et tilskudd på 150 millioner dollar fra DOE for bygging av et andre litium‑ion‑batteriresirkuleringsanlegg. Ved periodens slutt hadde selskapet 5,8 millioner dollar i kontanter.

Konklusjon

Elektriske kjøretøy er satt til å spille en nøkkelrolle i å nå nullutslippsmålene som er satt for 2050, men selvsagt finnes det fortsatt bekymringer knyttet til kostnad og miljøpåvirkning. Forskere finner imidlertid stadig bedre og nyere metoder for å gjøre dem mer kostnadseffektive og miljøvennlige. Her fremstår resirkulering og gjenbruk av litium‑ion‑batterier, som er den mest vanlige typen i EV‑er, som lovende løsninger for å takle bærekraftsutfordringene i EV‑revolusjonen.

Batteriresirkulering, som vi har sett, har potensialet til ikke bare å senke kostnadene for EV‑er og øke adopsjonen, men også å være bra for miljøet. Batterier i andre liv kan på sin side forlenge levetiden og verdien. Disse løsningene gir en vei til mer bærekraftige og kostnadseffektive EV‑er og en akselerert overgang til en grønnere fremtid.

Klikk her for en liste over de beste EV‑aksjene å investere i.