Litiumresirkulering vs. policy: Hva blokkerer oppskalering?

Litiuminnkjøp: Gruvedrift vs. resirkulering (hva skaleres raskere?)

Med trenden med elektrifisering har litium raskt blitt en viktig global vare, nesten utelukkende drevet av adopsjon av elbiler.

kilde: Statista

Mens andre batterikjemikalier, som natrium-ion, vurderes for masseproduksjon, er litium fortsatt kongen av batterikjemikalier, takket være sine eksepsjonelle elektriske egenskaper.

Så de siste årene har etterspørselen etter litium eksplodert konstant, nesten firedoblet seg mellom 2020 og 2025.

kilde: Tidsskrift for miljøledelse

Foreløpig har mesteparten av litiumet blitt produsert fra konsentrerte forekomster, enten fra saltlake (mineralrikt vann) eller mineralforekomster kalt spodumen.

En ny kilde til litium vil sannsynligvis være resirkulering av gamle batterier. Men dette vil kreve utvikling av et passende teknologisk grunnlag, bygging av passende infrastruktur og et solid juridisk og regulatorisk rammeverk.

Hvordan litiumresirkulering vil påvirke litiumproduksjonen i fremtiden har nylig blitt diskutert i detalj av forskere ved det australske Edith Cowan University og University of Western Australia, i en artikkel.¹ publisert i Journal of Environmental Management under tittelen «En omfattende gjennomgang av utvinning av litium fra litiumionbatterier og spodumen".

Litiumkilder

Fra saltlake og spodumen til litium i batterikvalitet

I den nærmeste fremtid forventes den største økningen i litiumproduksjon å komme fra Australia og landets rike spodumenressurser. Parallelt øker også utvinning fra saltlake, hovedsakelig i Chile og Argentina, og delvis i Kina, men i et lavere tempo.

kilde: Tidsskrift for miljøledelse

Etter hvert som batterier eldes, blir de i økende grad en stor kilde til lett tilgjengelig litium over bakken, spesielt siden de fleste elbilbatterier skal pensjoneres så snart de synker til 70–80 % av sin opprinnelige maksimale lading.

I 2023 nådde den globale batteriproduksjonen ~2.5 TWh; den økte kapasiteten i 2023 var over 25 % høyere enn i 2022. Parallelt økte litiumetterspørselen med ~30 %.

Til sammenligning oversteg den globale resirkuleringskapasiteten 300 GWh per år i 2023, med over 80 % av denne kapasiteten i Kina. Til sammenligning står Europa og USA hver for mindre enn 2 % av den globale resirkuleringskapasiteten. Dermed dekker den nåværende resirkuleringskapasiteten bare 12 % av dagens batteriproduksjon, som fortsatt mer enn dobles hvert 2.–3. år.

Batteriavfall fra elbiler: Skala, risikoer og brannfarer

Ifølge Greenpeace vil anslagsvis 2021 millioner tonn litium-ion-batterier for elbiler bli utgått globalt fra 2030 til 12.85. For Kina peker flere bransjeprognoser på ~3–3.5 millioner tonn innen 2030, noe som understreker hvor viktig det er med storskala innsamling og resirkulering.

Dette kan forårsake betydelig forurensning og miljørisiko, ettersom litiumbatterier inneholder en kompleks blanding av kjemikalier, inkludert tungmetaller. Resirkulering handler derfor ikke bare om å redusere virkningen av litiumproduksjon, men også om å unngå andre typer forurensning.

Ugjenbrukte batterier kan også forårsake branner på søppelfyllinger, som kombinert med metanproduksjonen på søppelfyllinger kan ha katastrofale konsekvenser.

Overflatebranner og underjordiske branner kan forårsake produksjon av giftige gasser som dioksiner, furaner, flyktige organiske forbindelser (VOC), polyklorerte bifenyler, organoklorinplantevernmidler (Nair et al., 2019/01), polysykliske aromatiske hydrokarboner (PAH), karbonmonoksid, svoveldioksid og hydrogensulfid (IEAa).

Batteriresirkulering: Hydromet vs. Pyromet vs. direkte gjenvinning

Det finnes for tiden tre hovedmetoder for resirkulering av brukte litiumbatterier: pyrometallurgi, hydrometallurgi, og direkte gjenoppretting.

kilde: Research

Totalt sett er disse metodene bare litt mindre energikrevende enn produksjon av litium fra rå naturressurser, men reduserer resten av miljøpåvirkningen betraktelig.

For eksempel reduserer resirkulering av litiumbatterier CO2-utslipp, reduserer SO2-utslipp (svovel) betraktelig og kan redusere vannforbruket med mer enn halvparten ved pyrometallurgiske metoder.

kilde: Tidsskrift for miljøledelse

Både pyrometallurgi og hydrometallurgi bruker såkalt «svart masse», eller knust batteri som inneholder en kompleks blanding av metaller og kjemikalier.

Av disse metodene er pyrometallurgi den mest forurensende når det gjelder uønskede giftige gasser. Hydrometallurgi er derimot mindre giftig, men krever flere vannressurser (men fortsatt mye mindre enn rå litiummalm).

Begge typene resirkulering tar flere trinn, som hver produserer sin egen type forurensning som må håndteres.

kilde: Tidsskrift for miljøledelse

Sveip for å bla →

Reguleringshull hindrer litiumresirkulering

For tiden blir de fleste batterier ikke resirkulert, delvis på grunn av manglende kapasitet, delvis på grunn av utilstrekkelige regelverk.

Det kreves et strengere rammeverk som pålegger innsamling og riktig resirkulering av eksisterende batterier. Dette vil ikke bare øke innsamlingen av potensielt skadelig avfall, men også gi industrien et forutsigbart volum av materialer, noe som bidrar til å dimensjonere resirkuleringsinfrastrukturen riktig.

Forskerne så på kostnadsfordelingen ved resirkulering, og oppdaget at innsamling, transport, demontering av batterier og forbehandling (knusing eller smelting) representerer en stor del av de totale kostnadene.

kilde: Tidsskrift for miljøledelse

Som et resultat av dette kan en optimalisering av disse prosessene gjennom tilstrekkelig politikk, sentralisert avfallsinnsamling og optimalisering av resirkuleringssteder øke lønnsomheten ved resirkulering av litiumbatterier betraktelig. Og selv om bedre teknologi kan redusere kostnadene for de andre trinnene, er disse tidlige kostnadene mer et politisk spørsmål.

På grunn av lavere energiforbruk og forurensning bør beslutningstakere oppmuntre til hydrometallurgi, og valgte steder bør ideelt sett være både energi- og vannrike for ikke å belaste lokale ressurser.

Sveip for å bla →

Forskningen avdekket også at typen batteri som resirkuleres i stor grad påvirket lønnsomheten ved resirkulering.

«Inntektene fra resirkulering av LCO-batterier (litiumkoboltoksid) var sju ganger større enn for LFP-batterier (litiumferrumfosfat) og ti ganger større enn for LMO-batterier (litiummanganoksid).»

Ettersom LFP-batterier blir mer vanlige, bør dette tas med i betraktning i retningslinjer for batteriresirkulering i et forsøk på å redusere kostnader og avhengighet av koboltforsyning fra Kongo.

Konklusjon: Politikken vil bestemme resirkuleringens tempo

Litiumresirkuleringsteknologi blir nå mer moden, og hydrometallurgi kommer ut som en klar vinner mot pyrometallurgi når man tar hensyn til luftforurensning (giftige gasser) og energiforbruk.

Gjenvinningsbedriftene står imidlertid overfor noen problemer som de ikke kommer til å kunne løse på egenhånd, og som i stedet krever et raskt tiltak fra lovgiverne.

Det første trinnet er å organisere en mye mer effektiv innsamling av brukte batteriers, noe som kan kreve en sterk forpliktelse for batteri- og elbilprodusenter til å holde oversikt over og bevise gjenvinningen av produktene de tidligere solgte til offentligheten.

I så måte er EUs planer om at alle batterier innen 2031 må inneholde 6 % resirkulert litiummateriale og opptil 12 % innen 2036 sannsynligvis ikke nok.

Det andre trinnet vil være å gjøre det riktig oppmuntre til bruk av hydrometallurgi i resirkuleringsanlegg og tilby de riktige insentivene når det gjelder miljøkontroller.

Til slutt er bygging av resirkuleringsanlegg en svært kapitalkrevende aktivitet, og offentlig sektor kan tilby tilskudd, subsidier og lavrentelån for å få fart på byggingenEttersom den globale resirkuleringskapasiteten allerede henger langt etter dagens batteriproduksjonsvolumer, som også eksploderer, er det nødvendig med raske tiltak.

Spesielt vestlige lovgivere bør være oppmerksomme på at landene deres allerede henger sterkt etter Kina når det gjelder resirkulering, noe som på lang sikt kan føre til at Kina får en viktig ny kilde til batterimetaller, samt mange nye jobber innen grønn energi.

Illustrativt for denne trenden er batterigiganten CATL (Contemporary Amperex Technology Co., Limited – 3750.HK) ser allerede for seg det 50 % av de nye batteriene vil ikke bruke utvunnede mineraler innen 20 år, og bare fordi den forventer at etterspørselen vil vokse raskere enn tilbudet av eldre batterier.

CATL bygger også sitt eget nettverk for batteriinnsamling, Brunn Gjenvinning, med allerede 240+ innsamlingsdepoter, en gjenvinningsgrad på 99.6 % nikkel, kobolt og manganog over 10,000 XNUMX ansatte.

(Du kan lese mer om CATL i vår dedikerte rapport om selskapet)

Investering i litiumproduksjon og resirkulering

Albemarle

Albemarle er en av verdens største litiumprodusenter, kun overgått av et av verdens gruveselskaper, Rio Tinto. (RIO ), medprodusent av litiumtriangel SQM (SQM )og kinesisk Ganfeng litium (GNENY).

Albemarle har gruvedrift i Sør-Amerika, Australia og USA, samt raffinerier i USA, Kina og Tyskland.

kilde: Albemarle

Råmaterialet sendes deretter til enten Kina (kilder til hardherbergart) eller til La Negra i Chile (saltlake).

kilde: Albemarle

Albemarle har historisk sett fokusert på litiumutvinning, men gjør også fremskritt innen resirkulering. Mange av trinnene som brukes i resirkulering er identiske med eller ligner på de som brukes i raffinering av råmalm, noe som gir Albemarle verdifull ekspertise.

«For oss på lang sikt vil (svart masse) sannsynligvis være en annen ressurs.»

Vanligvis er den svarte massen som kommer ut av resirkulering veldig lik konsentratet som produseres ved konverteringsanleggene våre. Så jeg tror det er en mulighet for oss.»

Meredith Bandy - Vpresident for investorrelasjoner og bærekraft i Albemarle

Albemarle har som mål å bygge et litiumprosesseringsanlegg i det sørøstlige USA senere dette tiåret for å behandle og resirkulere litium.

Dette vil også være et viktig trekk for Albemarle, slik at de ikke blir utelatt fra en ny kilde til litium som kan konkurrere med deres nåværende produksjon fra saltlake og spodumen.

Med sterk likviditet og en gjeld holdt til en lav fast rente, er Albemarle også godt posisjonert til å tåle de lave litiumprisene de siste årene, og øke sin markedsandel mot mindre, mindre kapitaliserte konkurrenter.

(Du kan lese mer om Albemarles historie og virksomhet i vår rapport dedikert til selskapetEn fullstendig analyse av litiummarkedets utsikter finnes også i «Investering i litium: Kjernemetallet for en grønn fremtid")

Studiereferert

^{1. Asad Ali, Sadia Afrin, Abdul Hannan Asif, Yasir Arafat, Muhammad Rizwan Azhar. En omfattende gjennomgang av utvinning av litium fra litiumionbatterier og spodumenTidsskrift for miljøledelse. Bind 391, september 2025, s. 126512.}