Batteritillverkning för elbilar klimatpåverkan, återvinning och möjligheter att minska miljöpåverkan

Transkript

1 Batteritillverkning för elbilar klimatpåverkan, återvinning och möjligheter att minska miljöpåverkan

2 Bakgrund och syfte Uppdrag från Energimyndigheten och Trafikverket: Totala CO 2 -utsläpp från dagens batteritillverkning. Start 1 december 2016, slut 30 maj Syfte Att ge en vetenskaplig grund att använda som input till rekommendationer för lagstiftning. Aktuell miljöfråga Batterierna ökar snabbt i kapacitet och därmed krävs större mängd aktivt material i batteriet. Hur ändras koldioxidutsläppen? Medförfattare Mia Romare Omfattning: 600 ksek Metastudie för besvarande av frågor Workshop i februari för expertkonsultation, förankring av arbetet. Sveriges ledande aktörer deltog.

3 kg CO 2 /kwh batteri

4 Reflektion Eldrift har utvecklingspotential. Fossildrift kan inte bli koldioxidfri.

5 Frågor att besvara Omfattning: 3 vanligaste kemierna nu och inom 10 år Vanligast Litium Nickel, Mangan, Kobolt (NMC)

6 Många LCA-studier.men. Grönt=där primärdata tagits fram Publicerad med tillstånd av Peters et al (2017)

7 Totala CO2-utsläpp/kWh. Stor NMC=Litium Nickel Mangan Cobolt LMO=Litium Mangan Oxid LFP=LitiumJärn Fosfat

8 CO 2 per steg kg CO 2 -eq/kwh Komponent Gruvdrift och förädling Tillverkning av batterimaterial inklusive steg 1 Anod Katod (90 ) Electrolyt Separator <0,5 Approx. 1 Cellförpackning Approx. 1 <0,1 Batteriboxen Kylning Battery management system < Sammansättning Återvinning Mest el, alltså stor skillnad mellan länder p g a olika elmix Total (216) Pyro: 15 Hydro: -12 Troligast värde

9 Data varierar CO2/kg Exempel 253kg, 26,6 kwh batteri Råmaterial GREET 2016 Ecoinvent version 3.1 thinkstep GaBi ts 2016 kg material /batteri kg CO 2 eq./batt kg CO 2 /kwh Grafit Nickel 4.4 (syntetisk) 5.25 (44% återvunnen) 1-2 (China battery grade) (global) Kobolt 1.45 a) 9-10 (global) Aluminium återvunnen ,5 Aluminium primär 8 (tysk)

10 Svårt jämföra studier p g a nomenklatur Studie 1 Studie 2 Studie 3 Studie 4 Studie 5 %av Vikt% %av CO2 Vikt% CO2 Katodpasta 22.8% 23% 23.2% 50% Katod aktivt material Vikt% %av CO2 Vikt% %av CO2 Vikt% %av CO2 22.0% 42% 23- Total katod 50% 45% Anodpasta 9.9% 9% 9.4% 11% Grafit 25.0% 4% Total anod 9-19% 8% Cellelektroder/" collectors" 40.0% 38%

11 Hur ändras CO 2 -utsläpp när batteriernas kapacitet ökar? Baserat på en studie och kunskapen om att cellproduktionen är elkrävande. (ökar linjärt med ökad kapacitet med dagens kemi): CO 2 -utsläpp ökar nästan linjärt.

12 Återvinning Drivkraft: inte främst CO 2 utan resursknapphet Lagkrav i Europa : ELV, 85% av bilen ska materialåtervinnas eller återanvändas batteridirektivet. (50% ska återvinnas, klaras om man återvinner endast kringutrustning, inte cellerna) Under revision Varför återvinns så lite? Dyrt, få batterier än så länge,

13 Återvinning Vad återvinns om det återvinns och hur Elektroniken för sig. Höljet för sig Materialet i cellerna: Koppar, kobolt, nickel. Återvinns tyvärr i elementär form Dagens teknik: pyrometallurgisk med efterföljande lakning (CO2-utsläpp) Framtid: Hydrometallurgisk för fler elementära material Mekanisk för att ta tillbaka processade material (=bäst)

14 Ett andra liv second life På gång men ingen reguljär marknad än. Det är troligtvis mer på gång än vad vi bedömde i rapporten. Flera försök t ex lagra energi för byggnader Flera drivkrafter Dela på miljöpåverkan och på återvinningskostnad. Batteriet byts ut när ca 80% av kapaciteten är kvar Men Knöligt att mäta hälsan på batteriet Ansvarsfrågan

15 Slutsatser från studien Totalen ligger på ca kg CO 2 /kwh varav ca 50% kommer från cell- och batterisammansättning i den typiska batterifabriken som har stor andel kol i sin el. Finns stor potential att minska CO 2 -utsläpp från batteriproduktion ganska lätt om det inte redan skett! CO 2 utsläpp från produktionen ökar nästan linjärt med ökande kapacitet - Använd inte större batterier än nödvändigt, Återvinning : väldigt viktigt att det kommer igång och förbättras