Ang Pagsikat ng Ginamit na mga Baterya: Isang Multi-Bilyong Dolyar na Solusyon para sa EV

Ang pag-aampon ng mga electric vehicle (EVs) ay mabilis na lumalago, na ang kanilang pandaigdigang benta ay tumaas ng 25% upang maabot ang 17.1 milyong yunit noong 2024, na pinapalakas ng mga insentibo ng pamahalaan at mga pagsisikap sa dekarbonisasyon. 

Ang merkado ng EV ay inaasahang makaranas ng patuloy na taunang paglago na 6.95% sa susunod na apat na taon upang maabot ang halaga na higit sa $1 trilyon. Samantala, inaasahang aabot sa $828.6 bilyon ang kita ng merkado sa buong mundo. 

Higit sa lahat, inaasahang gagampanan ng mga EV ang isang mahalagang papel sa pagtamo ng ambisyosong layunin ng zero-emisyon hanggang 2050. Gayunpaman, para rito, kailangang pababain ng mga gumagawa ng EV ang gastos ng kanilang mga sasakyan dahil habang tumataas ang benta ng EV, bumagal ang bilis ng paglago. Hindi pa babanggitin na may negatibong epekto rin ang mga EV sa kapaligiran.

Ang paggawa ng mga electric vehicle ay isang proseso na nangangailangan ng maraming mapagkukunan, na nangangailangan ng average na anim na beses na mas maraming kritikal na mineral tulad ng lithium, cobalt, copper, nickel, manganese, at graphite kumpara sa mga sasakyan na may internal combustion engine, na nagreresulta sa 50% na mas mataas na bakas ng kapaligiran ng mga EV kumpara sa ICEV sa panahon ng produksyon. 

Ang pag-recycle ng mga bateryang ito ay tunay na makakapagbago ng sitwasyon. Makakatulong itong pababain ang carbon footprint sa pamamagitan ng pagbawas ng gastos sa kuryente, pangangailangan na magkuha ng hilaw na materyales para gumawa ng mga bagong baterya, at basura sa pamamagitan ng pagpapahaba ng buhay ng umiiral na mga baterya, at sa gayon ay gawing mas mura ang mga EV.

Isa pang paraan upang mapabuti ang kahusayan ng mga bateryang ito habang binabawasan ang kanilang epekto ay ang pag-repurpose nito. Ang pag-repurpose ng baterya ng EV ay maaaring magbigay nito ng pangalawang buhay, kung saan ang mga second-life na baterya ng EV ay nagpapalaki ng halaga ng mga baterya at nagpapahaba ng kanilang inaasahang buhay.

Ang pinakabagong mga mananaliksik at ulat ay natuklasan na ang pag-recycle at pag-repurpose ay nag-aalok ng malalaking benepisyo at patuloy na lalago mula dito. 

Pag-recycle ng mga Baterya ng EV

Bagong pananaliksik^1, na siyang unang kilalang lifecycle analysis ng pag-recycle ng lithium-ion battery (LIB) batay sa datos mula sa isang industrial-scale na pasilidad ng pag-recycle, ay natuklasan na ang pag-recycle ay nagdudulot ng makabuluhang benepisyo sa kapaligiran.

Mula sa paggamit ng tubig at konsumo ng enerhiya hanggang sa paglabas ng greenhouse gas, lahat ng ito ay makabuluhang nababawasan kapag nire-recycle ang mga baterya kaysa magmina para sa mga bagong metal upang gumawa ng mga bagong LIB.

Ang produksyon ng mga LIB ay nakakaranas ng eksponensyal na paglago dahil sa pagtaas ng elektripikasyon ng mga sasakyan pati na rin ang intermitenteng paglikha ng renewable energy. Ang paggamit ng LIB ay lumampas na sa consumer electronics. Bukod pa rito, ang mga ibang gamit na ito ay lumalago nang mabilis.

Ang sektor ng EV, partikular, ay inaasahang mangunguna sa paglago ng LIB pagsapit ng 2030, na kumakatawan sa hanggang 82% ng tinatayang kabuuang pandaigdigang produksyon ng LIB. 

Gayunpaman, habang mabilis na tumataas ang demand para sa mga lithium-ion battery, ang mga kritikal na materyales na kinakailangan para sa mga nangungunang kimika ng lithium battery ay may limitadong suplay. Inaasahang haharap ito sa malaking kakulangan sa balanse ng pandaigdigang supply-demand bago matapos ang dekadang ito. Dagdag pa rito, ang pagkuha ng mga materyales na ito ay nagpapalala ng mga alalahanin sa ekonomiya, kapaligiran, karapatang pantao, at pambansang seguridad. 

Hindi lamang ang pagmimina ng mga kritikal na materyales kundi pati ang maling pagtatapon ng mga end-of-life na LIB ay nakakasira sa mga likas at pantao na ekosistema. 

Dito pumapasok ang pag-recycle ng mga kritikal na materyales sa mga end-of-life na LIB na maaaring makatulong nang malaki sa pag-alis ng lumalaking mga alalahanin sa kapaligiran. Mahalaga rin ito para sa pangmatagalang pagpapanatili ng elektripikadong transportasyon, dahil ang pag-recycle ay maaaring makatulong na mapawi ang pangmatagalang kawalan ng seguridad sa suplay ng mga kritikal na mineral ng baterya sa malawak na sukat.

Ngayon, kumukuha ang mga LIB recycler ng mga materyales mula sa alinman sa ‘patay’ na mga baterya, na kadalasang kinokolekta mula sa mga lugar ng trabaho, o mula sa depektibong scrap material mula sa mga tagagawa ng baterya. Sa proseso ng pag-recycle, ang mga metal tulad ng lithium, nickel, copper, cobalt, manganese, at aluminum ay inihahango mula sa dalawang pinagmulan na ito.

Ang lifecycle analysis na pag-aaral mula sa Stanford University ay sinukat ang bakas ng kapaligiran ng prosesong ito at natuklasan na ito ay naglalabas ng mas mababa sa kalahati ng greenhouse gases (GHG) kumpara sa tradisyunal na pagmimina at pagproseso ng mga metal na ito. Gumagamit din ito ng halos isang-kapat ng tubig at enerhiya kumpara sa pagmimina ng mga bagong metal.

Kapag ang mga depektibong scrap material ay ginagamit para sa pag-recycle, ang mga benepisyo sa kapaligiran ay natuklasang mas malaki pa. Ang mga scrap ay bumubuo ng halos 90% ng pinag-aralang recycled supply, at ang kanilang resulta ay 11% lamang ng paggamit ng enerhiya kumpara sa pagmimina at pagproseso, 12% ng paggamit ng tubig, at 19% ng paglabas ng GHG. Ang nabawasang paggamit ng enerhiya ay tumutugma rin sa mas kaunting polusyon sa hangin tulad ng usok at sulfur, bagaman hindi ito partikular na nasukat.

Ayon sa pag-aaral na ito, ayon sa senior author na si William Tarpeh, na isang assistant professor ng chemical engineering sa School of Engineering, “sinabi nito na maaari nating idisenyo ang hinaharap ng pag-recycle ng baterya upang i-optimize ang mga benepisyo sa kapaligiran.”

Ang mga epekto sa kapaligiran ng mga baterya ay talagang nakadepende nang malaki sa lokasyon ng pasilidad ng pagproseso pati na rin sa pinagmumulan ng kuryente nito.

Ayon kay Samantha Bunke, isang PhD student sa Stanford at isa sa tatlong pangunahing imbestigador ng pag-aaral, kung ang isang recycling plant ay labis na umaasa sa kuryenteng nagmumula sa pagsunog ng karbon, makikita nito ang nabawasang benepisyo sa klima. Gayunpaman, sa mga rehiyon na may mas malinis na kuryente, ang kakulangan sa sariwang tubig ay isang malaking alalahanin. 

Isa pang mahalagang salik ay ang transportasyon dahil sa heolohikal na lokasyon ng suplay ng materyal. 

Pagdating sa cobalt, 80% ng pandaigdigang suplay nito ay matatagpuan at minina sa Democratic Republic of the Congo, kung saan ang karamihan ay dinadala sa pamamagitan ng tren, kalsada, at dagat patungong China para sa pag-refine para sa mga baterya. Katulad nito, ang pandaigdigang suplay ng lithium ay pangunahing nakatuon sa Chile at Australia, kung saan ito ay dadaan patungong China. Tinatantiya ng pag-aaral na ang kabuuang distansya ng transportasyon para lamang sa pagmimina at pag-refine ng mga aktibong metal ng baterya ay humigit-kumulang 35,000 milya (57,000 kilometro). 

Isang katulad na proseso ang sinusunod sa pag-recycle ng baterya, kung saan ang mga ginamit na baterya at scrap ay unang kinokolekta at pagkatapos ay ipinapadala sa recycler. Gayunpaman, ang kabuuang distansya ng transportasyon ng mga ginamit na baterya mula sa ating mga telepono o EV patungo sa isang hipotetikong pasilidad ng pag-refine sa California ay humigit-kumulang 140 milya (225 kilometro), batay sa inaasahang optimal na lokasyon para sa mga hinaharap na pasilidad ng pag-refine sa gitna ng maraming recyclable na baterya sa US.

Isang Malaking Oportunidad

Ang datos para sa pag-aaral na ito ay nagmula sa Redwood Materials sa Nevada, na siyang pinakamalaking industrial-scale na pasilidad ng pag-recycle ng lithium-ion battery sa Hilagang Amerika. Ang pasilidad ay nakikinabang sa mas malinis na halo ng enerhiya ng bansa, na kinabibilangan ng solar, hydro power, at geothermal.

Itinatag ni Tesla (TSLA ) co-founder at dating CTO, ang Redwood ay may dalawang pasilidad, isa sa Nevada at isa sa South Carolina. Ilang buwan na ang nakalipas, ang German automaker na BMW lumagda ng kasunduan sa kumpanya upang i-recycle ang mga Li-ion battery mula sa lahat ng kanilang EV, na sumasaklaw sa parehong uri ng baterya at hybrid.

Ang Redwood ay nagre-recycle na ng mga EV battery mula sa Tesla, Toyota (TM ), Ford (F ), Nissan, Lyft (LYFT ), General Motors (GM ), Amazon (AMZN ), at iba pa. Nag-re-recycle rin ito ng mga stationary na baterya.

Pinoproseso ng kumpanya ang mga anode at cathode na materyales at binabago ito sa “high-quality” na materyales ng baterya. Ayon sa kumpanya, nakaka-recover sila ng hanggang 98% ng mga materyales na ito at ibinabalik ito sa supply chain.

Ngayon, para sa pag-aaral, hindi lamang nagbigay ng datos ang Redwood Materials kundi inilapat din ang mga aral nito sa kanilang operasyon at bakas ng kapaligiran.

“Ang mga insight ng pananaliksik na ito ay nagkaroon ng mahalagang papel sa pagpapabuti ng mga proseso ng pag-recycle ng baterya ng Redwood.”

– Founder at punong ehekutibo na si JB Straubel

Dagdag pa niya:

“Salamat sa mga obserbasyon ng mga mananaliksik. Mas lalo naming nabawasan ang aming bakas sa kapaligiran habang pinapaunlad din ang kahusayan ng mga mapagkukunan at scalability ng proseso.”

Kapansin-pansin, ang proseso ng pag-recycle ng Redwood ay gumagamit ng “reductive calcination,” na hindi gumagamit ng fossil fuels, nangangailangan ng mas mababang temperatura, at naglalabas ng mas maraming lithium kaysa sa karaniwang mga pamamaraan. 

Ibig sabihin, ang mga resulta sa kapaligiran ng kumpanya ay hindi kumakatawan sa pangkalahatang pagganap ng industriya sa pag-recycle ng mga ginamit na baterya. Gayunpaman, may mga ibang pyrometallurgical na proseso na lumalabas sa mga laboratoryo na hindi gaanong gumagamit ng enerhiya kumpara sa tradisyunal na mga pamamaraan.

Sa pag-aaral na ito, layunin ng mga mananaliksik na ipaalam sa mga kumpanya ng pag-recycle ng baterya ang kahalagahan ng pagpili ng magagandang lokasyon para sa mga bagong pasilidad at paghahanda para sa darating na problema sa suplay ng mineral.

Ayon kay Tarpeh, malaki ang oportunidad dito dahil tanging 2% hanggang 47% lamang ng mga lithium-ion battery ang nare-recycle sa buong mundo kahit na naglalaman ito ng mga materyales na may halos 10 beses na mas mataas na ekonomikong halaga kaysa sa lead-acid battery, kung saan 99% nito ay nare-recycle ng US sa loob ng mga dekada.

“Para sa isang hinaharap na may napakalaking suplay ng mga ginamit na baterya, kailangan nating magdisenyo at maghanda ng isang sistema ng pag-recycle ngayon mula sa koleksyon hanggang sa pagproseso pabalik sa mga bagong baterya na may minimal na epekto sa kapaligiran,” pahayag ni Tarpeh. “Umaasa kami na isasaalang-alang ng mga gumagawa ng baterya ang recyclability nang mas marami sa kanilang mga susunod na disenyo, rin.”

Pag-repurpose ng mga Baterya ng EV

Habang ang mga lithium-ion battery ay maaaring i-recycle upang mabawi ang mahahalaga at kritikal na hilaw na materyales at muling ilagay sa mga bagong baterya ng EV, ang pag-repurpose nito para sa mga second-life na aplikasyon bago i-recycle ay nag-aalok din ng napakalaking benepisyo. Ang mga benepisyong ito, ayon sa isang bagong ulat, ay mas malaki kaysa sa simpleng pag-repurpose ng isang Li-ion battery.

Ang ulat ng IDTechEx ay sumisid nang malalim sa mga second-life na baterya ng electric vehicle, na ini- retire kapag hindi na nila natutugunan ang mga kinakailangang performance para sa EV. Nangyayari ito sa pagtatapos ng kanilang unang buhay. 

Kapag ang mga baterya ng EV ay nire-recycle, sila ay nire-repurpose para sa mga mas mababang-power na EV o stationary battery storage, na ayon sa IDTechEx, ay mas hindi gaanong demanding na mga kaso kumpara sa mga EV.

Gayunpaman, binanggit ng ulat na ang pag-repurpose ng mga Li-ion battery ay nagpapalaki ng kanilang halaga, nagpapahaba ng kanilang buhay, at nag-aambag sa isang circular na ekonomiya ng baterya. Sa ilang kaso, kahit ang kanilang unang buhay ay maaaring pahabain sa isang aplikasyon ng EV sa pamamagitan ng pagpapalit ng ilang module o cell sa isang battery pack.

Inaasahan ng IDTechEx na ang merkado ng second-life na baterya ng EV ay aabot sa $4.2 bilyon pagsapit ng 2035 habang dumarami ang availability ng mga retired na baterya ng EV sa susunod na sampung taon.

Ito ay talagang nangyayari na sa mabilis na pagtaas sa buong mundo. Sa US at Europa, patuloy na dinadagdagan ng mga nagre-repurpose ang dami ng mga deployment ng second-life na baterya. Pangunahin, ang mga stationary o mobile na sistemang ito ay ini-install para sa mga komersyal at industriyal (C&I) na kliyente para sa pag-optimize ng pag-charge ng EV, pagbawas ng konsumo ng kuryente kapag mataas ang demand at self-consumption ng renewable energy.

Ang teknolohiya ng residential battery storage ay binuo rin ng ilang nagre-repurpose, habang ang iba ay nagtatayo ng mas malalaking battery energy storage systems (BESS) para sa mga aplikasyon sa grid-scale.

Sa kasalukuyan, nangunguna ang China sa mga deployment ng second-life na baterya at pinalalawak din nito ang mga aktibidad. Ginagamit ng bansa ang mga second-life na baterya para sa mga aplikasyon ng backup power sa telecom.

Sa labas ng China, nakikita ng Europa ang pinakamataas na antas ng aktibidad, kung saan natukoy ng IDTechEx ang 20 na nagre-repurpose na nagde-develop ng second-life na baterya sa rehiyon.

Pagdating sa gastos ng mga second-life na baterya ng EV, binanggit ng ulat na ang malalaking pagbawas sa gastos ng mga unang-buhay na Li-ion BESS na teknolohiya ay nagpadali sa mga nagre-repurpose na manatiling kompetitibo sa presyo ng kanilang mga sistema sa mga customer. Para tumaas ang kanilang pag-aampon, kailangang mas mababa ang presyo ng second-life na baterya ng EV kaysa sa unang-buhay na Li-ion BESS.

Ang mga bateryang ito ay nakaranas na ng degradasyon sa kanilang unang buhay, na nangangahulugang apektado ang kanilang pagganap sa kanilang ikalawang buhay. 

Tungkol sa mga salik na nag-aambag sa mas mataas na gastos ng mga second-life na battery energy storage system, itinuturo ng ulat ang mga komponent ng baterya at logistics ng paghahatid ng mga retired na baterya ng EV. Ang proseso ng pag-repurpose mismo ay nag-aambag sa gastos, na kinabibilangan ng oras ng battery grading, pag-disassemble, at pag-reassemble. Kaya, kailangang tutukan ng mga nagre-repurpose ang lahat ng ito upang mabawasan ang kanilang gastos.

Sa kasalukuyan, umuunlad na ang mga advanced na teknolohiya sa battery grading tulad ng in-vehicle end-of-life battery testing upang matukoy ang State-of-Health (SOH) ng baterya na tumatagal ng ilang minuto imbes na oras tulad ng karaniwang cycling techniques, na nagpapababa ng parehong oras at gastos sa pagsusuri.

Dagdag pa, maraming proyekto ang gumagamit ng semi-automated na teknolohiya sa pag-disassemble ng baterya. Kung magtatagumpay ang mga umuusbong na proyektong ito, mababawasan nito ang pangangailangan ng tao na makialam sa ilang hakbang, na magbabawas ng gastos sa paggawa at, sa gayon, ng gastos ng nire-repurpose na baterya.

Ayon sa ulat, ang pag-repurpose ng mga retired na baterya ay maaaring gawin sa iba’t ibang antas ng disassembly. Maaaring ito ay sa antas ng pack, module, o cell. 

Habang mas malalim ang pag-disassemble, mas matagal ito at mas mataas ang gastos sa paggawa. Gayunpaman, pinapayagan nito ang pag-reassemble ng mga pinakamagagaling na module o cell, tulad ng paglikha ng mas mahusay na sistema. Ayon sa ulat, ang mga nagre-repurpose ay pangunahing gumagamit ng pack-level o module-level na teknik sa pag-repurpose, at inaasahan na magpapatuloy ito.

Inaasahan din na ang mga trend sa baterya ng EV ay makakaapekto sa ekonomikong kakayahan ng pag-repurpose sa pangmatagalan. “Ipinapakita ng IDTechEx kung paano ang mga disenyo ng cell-to-pack (CTP) ay maaaring mapabuti ang energy density ng isang battery pack at, bilang resulta, ang saklaw ng pagmamaneho ng EV. Gayunpaman, karaniwang nangangailangan ang mga disenyo na ito ng mas maraming spot welding o adhesives. Ang pagtanggal nito ay nangangailangan ng init o solvent, na nagdaragdag ng gastos sa pag-disassemble.

Isa pang mahalagang elemento sa paglago ng second-life na baterya ay ang regulasyon, na naging malaking salik sa paglago ng EV. Ang mga patakaran tulad ng tax incentives upang bawasan ang gastos ng EV at mga mandato at pangangailangan sa emisyon upang hikayatin ang benta ng EV kasama ang imprastruktura ng pag-charge at pagbabawal sa ICEV ay lubos na nakinabang sa merkado ng EV.

Samantala, ang mga pinansyal na insentibo, buy-back program, at pagtatakda ng mga target sa recovery, koleksyon, at pag-recycle ay nag-aambag sa paglago ng pag-recycle ng baterya. Ngunit habang may mga regulasyon para sa pag-recycle ng baterya sa iba’t ibang rehiyon, kakaunti lamang ang mga patakaran na partikular na tumutugon sa second-life na baterya ng EV.

Gayunpaman, ang mga tulad ng US, China, at EU ay nagsimulang magtrabaho sa kanilang mga regulatory framework upang mapadali ang second-life na baterya at pag-repurpose.

Ang mga patakaran tulad ng EU Battery Passport na sumusubaybay sa lifecycle ng baterya, pagbibigay ng EOL battery data na maibabahagi sa iba’t ibang stakeholder, at extended producer responsibility (EPR) na ginagawang responsable ang mga gumagawa sa koleksyon, pag-reuse, at pag-recycle ng mga baterya ay nagpapahintulot sa pag-repurpose ng mga baterya.

Habang nagsisimula nang maunawaan ng mga bansa ang potensyal na halaga ng second-life na baterya, binanggit ng ulat na kailangang bigyan ng espesyal na pansin ang pag-insentibo sa mga kalahok na mag-repurpose kaysa mag-recycle ng mga baterya nang maaga. 

Mga Kahalagahang Kumpanya 

Tulad ng aming ibinahagi kanina, ang pribadong Redwood Materials ay isang kilalang pangalan sa pag-recycle ng baterya. Para sa mga kasangkot sa pag-repurpose ng mga baterya, binigyang-diin ng ulat ng IDTechEx ang Higher Wire, Smartville, Terrepower, RePurpose Energy, at B2U sa North America. Samantala, sa Europa, ang mga tulad ng Zenobe, Allye Energy, Cidetec, Betteries, Covalion, at Ecobat, kasama ang iba pa, ay kilalang mga second-life na nagre-repurpose at nagre-remanufacture.

Ngayon, tingnan natin ang ilang pampublikong nakalistang kumpanya sa larangang ito:

1. Li-Cycle Holdings

Ang kumpanyang ito ay kasangkot sa pag-recover ng mga kritikal na materyales para sa isang malinis na kinabukasan ng enerhiya. Gamit ang patent-protected na Spoke & Hub Technologies, nire-recycle ng kumpanya ang mga lithium-ion battery.

Ang Li-Cycle Holdings ay may market cap na $35.78 milyon habang ang mga share nito ay kasalukuyang nagte-trade sa $1, pababa ng 43.5% YTD. Ang EPS (TTM) nito ay -5.88, habang ang P/E (TTM) ratio ay -0.17. Para sa Q3 ng 2024, ang kumpanya inihayag na kita na $8.4 milyon, na nagpapakita ng 79% na paglago taon-taon. Nagsara rin ito ng $475 milyong loan mula sa DOE.

2. American Battery Technology Company

Ang kumpanyang ito ay nakatuon sa pag-recycle ng baterya at pagkuha ng mga mapagkukunan. Mayroon itong market cap na $138 milyon habang ang mga share nito ay nagte-trade sa $1.52, pababa ng 34.15% YTD.

Ang American Battery ay may EPS (TTM) na -0.96 at P/E (TTM) na -1.68. Para sa tatlong buwan na nagtatapos noong Sep. 30, 2024, iniulat ng ABTC ang higit sa $200K na kita at nakatanggap ng $150 milyong grant mula sa DOE para sa pagtatayo ng pangalawang lithium-ion battery recycling facility. Sa pagtatapos ng panahong ito, ang kumpanya ay may $5.8 milyon na cash.

Konklusyon

Ang mga Electric Vehicle ay nakatakdang gumanap ng mahalagang papel sa pagtamo ng mga target na zero-emission na itinakda para sa 2050, ngunit siyempre, may mga alalahanin pa rin tungkol sa gastos at epekto sa kapaligiran. Gayunpaman, natutuklasan ng mga mananaliksik ang mas maganda at mas bagong mga paraan upang gawing mas cost-effective at environment-friendly ang mga ito. Dito, ang pag-recycle at pag-repurpose ng mga lithium-ion battery, na siyang pinakakaraniwang uri na ginagamit sa mga EV, ay lumilitaw bilang mga pangakong solusyon upang tugunan ang mga alalahanin sa pagpapanatili ng rebolusyong EV.

Ang pag-recycle ng baterya, tulad ng nakita natin, ay may potensyal hindi lamang upang pababain ang gastos ng mga EV at pasiglahin ang kanilang pag-aampon kundi pati na rin maging mabuti para sa kapaligiran. Ang mga aplikasyon ng second-life na baterya, sa kabilang banda, ay maaaring palawakin ang kanilang buhay at halaga. Ang mga solusyong ito ay nag-aalok ng paraan upang makamit ang mas sustainable at cost-effective na mga EV at isang pinabilis na paglipat tungo sa isang mas berde na hinaharap.

I-click dito para sa listahan ng mga nangungunang EV stocks na maaaring pag-invest-an.