Tržište električnih vozila doživljava značajan rast diljem svijeta, potaknuto potrebom za održivijim transportnim rješenjima. Međutim, s porastom broja električnih vozila na cestama javljaju se ključna pitanja o održivosti proizvodnje baterija i troškovima njihovog recikliranja. 

Globalno tržište električnih vozila bilježi izvanredan rast posljednjih godina. Prema najnovijim podacima, očekuje se da će globalna prodaja električnih vozila premašiti 20 milijuna jedinica u 2025. godini, uz godišnji rast od najmanje 17%. Kina ostaje dominantno tržište s oko 60% globalne prodaje, dok Europa zauzima približno 25%, a SAD oko 10% tržišta. Dugoročne projekcije pokazuju da bi prodaja mogla doseći čak 46,3 milijuna jedinica do 2035. godine, uz složenu godišnju stopu rasta (CAGR) od 10,3%.

Među vodećim proizvođačima električnih vozila ističu se Tesla s tržišnom kapitalizacijom od 923 milijarde USD, zatim kineski proizvođači poput Xiaomija, BYD-a, Li Auta i XPenga. Ovi proizvođači predvode industriju s inovacijama koje značajno poboljšavaju performanse i domet vozila. Ključne tehnološke inovacije uključuju baterije s čvrstim elektrolitom, silicijske anode, bežično punjenje, umjetnom inteligencijom upravljanu energetsku učinkovitost, mreže za ultra-brzo punjenje i napredne sustave autonomne vožnje.
Unatoč pozitivnim trendovima, postoje značajne prepreke široj adopciji električnih vozila, uključujući visoke početne cijene, nedostatak infrastrukture za punjenje, ograničen domet, dugo vrijeme punjenja, nedostatak prostora za kućne punjače, nestašicu čipova i baterija te ovisnost o rijetkim metalima. Ovi izazovi direktno utječu na stopu prihvaćanja električnih vozila među potrošačima i zahtijevaju inovativna rješenja.

Izazovi u proizvodnji baterija za električna vozila

Globalni kapacitet proizvodnje baterija dosegao je impresivnih 3 TWh u 2024. godini, a predviđa se da bi se taj kapacitet mogao utrostručiti u sljedećih pet godina. Kina dominira ovim sektorom s 79% globalnog kapaciteta proizvodnje litij-ionskih baterija. Potražnja za baterijama za električna vozila dosegla je 750 GWh u 2023. godini, a očekuje se da će narasti na preko 3500 GWh do 2030. godine, što predstavlja ogroman izazov za proizvođače.

Proizvodnja baterija za električna vozila suočava se s brojnim tehničkim izazovima. Jedan od glavnih je upravljanje temperaturom, jer baterijske ćelije moraju raditi unutar specifičnog temperaturnog raspona kako bi očuvale performanse i izbjegle pregrijavanje. Za to se koristi toplinski vodljiva pasta koja popunjava praznine, ali aplikacija ove paste u velikim količinama može rezultirati stvaranjem mjehurića koji oštećuju toplinsku vodljivost, piše smmt.co.uk.

Osiguravanje sigurnosti tijekom proizvodnje također predstavlja značajan izazov, budući da su ćelije i moduli električno nabijeni, s DC naponskim razinama od nekoliko stotina do tisuću volti. Osim toga, u utrci za inovacijama u industriji može doći do nižih razina kvalitete, a neotkriveni defekti tijekom proizvodnje baterija mogu dovesti do skupih povlačenja proizvoda.

Industrija se suočava i s problemima dostupnosti sirovina (litij, kobalt, nikal) uz geopolitičke rizike i nestabilnost opskrbnih lanaca. Visoki infrastrukturni troškovi i ulaganja u istraživanje i razvoj, logistički izazovi vezani uz veličinu i težinu baterija, te značajne ekološke posljedice proizvodnje koje uključuju visoku potrošnju energije i emisije ugljika dodatno otežavaju masovnu proizvodnju.

Napredak u tehnologiji baterija

Unatoč izazovima, značajni napredak u tehnologijama baterija obećava bolje performanse i održivost. Ključni razvoji uključuju baterije s čvrstim elektrolitom koje nude veću gustoću energije, brže punjenje i duži životni vijek. Natrij-ionske baterije predstavljaju jeftiniju alternativu litiju, dok razvoj baterija sa smanjenim sadržajem kobalta ili bez njega smanjuje ovisnost o ovom rijetkom i etički problematičnom materijalu.
Dodatne inovacije uključuju grafenske baterije, strukturalne baterije koje mogu biti integrirane u konstrukciju vozila i elektrode od ugljičnih nanocijevi. Ove tehnologije imaju potencijal značajno poboljšati energetsku gustoću, sigurnost i trajnost baterija, istovremeno smanjujući troškove proizvodnje i ekološki otisak.

Recikliranje baterija - procesi i troškovi

Recikliranje baterija električnih vozila ključno je za održivu budućnost transporta. Trenutno postoje tri glavne metode recikliranja: hidrometalurški proces, pirometalurški proces i direktno recikliranje.
Mnoge inovativne metode recikliranja baterija pojavljuju se diljem svijeta. Istraživači na Sveučilištu Chalmers u Švedskoj razvili su novu metodu recikliranja metala iz istrošenih baterija električnih vozila, temeljenu na hidrometalurgiji. Innovationorigins.com piše da ova metoda koristi inovativni pristup preokretanjem tradicionalnog redoslijeda recikliranja, prvo oporavlja vrijedni litij i aluminij iz baterija.

Talijanski startup Arabat donosi jedinstveni pristup recikliranju baterija korištenjem organskog i citrusnog otpada. Njihov proces koristi organsku otpadnu kiselinu za ekstrahiranje esencijalnih metala poput nikla, kobalta i litijevog karbonata iz baterija. Proces uključuje usitnjavanje baterija za proizvodnju crne mase, koja zatim prolazi kroz zeleni proces izluživanja.

Također postoji sve veći pomak prema zatvorenim sustavima recikliranja, gdje proizvođači rade na oporavku i ponovnom korištenju vrijednih materijala poput litija, kobalta i nikla iz istrošenih baterija. Tvrtke poput Tesle i Li-Cyclea predvode implementaciju naprednih tehnologija recikliranja za povećanje učinkovitosti i smanjenje otpada. Na primjer, Li-Cycleov proces omogućuje do 95% oporavka materijala iz korištenih litij-ionskih baterija.

Predviđa se da bi do 2040. godine više od polovice potreba za litijem i niklom moglo biti podmireno recikliranjem, što značajno smanjuje potrebu za novim rudarenjem i povezanim ekološkim utjecajima.
Ekonomski aspekti i tržište recikliranja

Globalno tržište recikliranja baterija doživljava značajan rast zbog povećane potražnje za električnim vozilima i rastuće potrebe za održivim rješenjima za pohranu energije. Očekuje se da će tržište narasti do 6 milijardi USD do 2027. godine. Materijali poput kobalta, litija i nikla mogu se oporaviti do 98%, što čini recikliranje ekonomski isplativim, osobito s očekivanim porastom cijena ovih sirovina.
Budućnost električnih vozila izgleda obećavajuće unatoč brojnim izazovima. Tržište nastavlja rasti impresivnom brzinom, a inovacije u tehnologiji baterija omogućuju sve bolje performanse, veći domet i kraće vrijeme punjenja. Istovremeno, industrija se suočava s izazovima u proizvodnji dovoljnog broja baterija za zadovoljavanje rastuće potražnje.

Recikliranje baterija predstavlja ključnu komponentu održive budućnosti električnih vozila. Troškovi recikliranja već su ekonomski prihvatljivi i očekuje se da će postati još niži s razvojem tehnologije i povećanjem obujma. Inovativne metode recikliranja obećavaju više stope oporavka vrijednih materijala uz manji utjecaj na okoliš.

Za istinski održivu budućnost električnih vozila ključno je razvijati kružnu ekonomiju, gdje se materijali učinkovito oporavljaju i ponovno koriste. S kontinuiranim ulaganjima u istraživanje i razvoj te uz podršku odgovarajućih regulatornih okvira, električna vozila mogu ispuniti svoje obećanje o čišćem i održivijem transportu u budućnosti.