Ett litet bi irrar runt i den än så länge nästan tomma fabrikshallen i tyska Aachen. Paul Sabarny tar hand om insekten och bär den försiktigt ut i det fria, sedan återgår teknikchefen för start up-företaget Cylib till visningen av fabriken som inom en snar framtid ska vara en slags modern gruva: en anläggning där råämnen som litium inte ska brytas från marken utan återvinnas resursskonande från gamla batterier.
”Vi lever nära kanten”, säger chefen Lilian Schwich och tittar ut över den närbelägna och omstridda brunkolstäkten Lützerath.
Att miljön även lider under elbilsgenerationens intåg vill hon förhindra. Tillsammans med maken Gideon Schwich och Paul Sabarny grundade den 33-åriga entreprenören företaget Cylib.
”I juni 2022 satt vi fortfarande hos Paul i vardagsrummet”, minns hon. Idag är företagets första byggnad nästan klar och om tre år vill man kunna återvinna förbrukade batterier i industriell skala. För det har Lilian och Paul utvecklat Cylib-processen som ska vara mycket miljövänlig. Målet? Att utvinna drygt 90 procent av batteritekniska råämnen med sin metod, som man för tillfället söker patent för.
Antalet medarbetare stiger stadigt. För tillfället jobbar 27 personer hos Cylib, i slutet av året ska siffran stiga till 30. Den senast anställda är en robotikexpert. Fackkompetens saknas inte här tack vare det närliggande universitetet RWTH Aachen.
BEHOVET AV LITIUM, NICKEL OCH KOBOLT KOMMER ÖKA DRAMATISKT
”Där finns en stor talangpool och dessutom har vi ett välfungerande nätverk”, berättar Lilian.
De tre grundarna jobbar dagligen med att bygga upp företaget – även på helgerna.
”Vi bygger ett företag från grunden från ett vitt papper”, säger Paul Sabarny. De tre verkar göra någonting rätt, investerarna tror nämligen på Cylibs koncept och hittills har företaget samlat ihop tolv miljoner euro. För att bygga upp återvinningen i industriell skala räcker det visserligen inte än, men en pilotanläggning ska snart färdigställas. Den ska arbeta särskilt miljövänligt och med låga temperaturer för att inte öka elbilarnas CO2-avtryck mer än nödvändigt.
I gemensamma projekt med tyska men även kinesiska biltillverkare testar Cylib för tillfället hur långt de kan driva återvinningsprocessen och vilken renhet de utvunna råämnena måste ha för att återigen kunna säljas till batteritillverkare.
”Återvinning är alltid en vågskål mellan ekonomiska, miljömässiga och tekniska faktorer”, berättar Thomas Schmaltz, Fraunhoferinstitutets batteriexpert.
Än så länge råder lugnet före stormen – inte bara hos Cylib utan även hos andra batteriåtervinningsföretag. De flesta elbilsbatterierna sitter fortfarande fastmonterade i elbilarna – elbilsvågen har trots allt bara börjat. Experter räknar dock med att efterfrågan inom de kommande åren kommer att explodera fullständigt.
Är elbilsvågen väl igång och det något försvagade förbudet mot förbränningsmotorer i kraft 2035, skulle det globala litiumbehovet kunna stiga från 961 000 ton 2028 till 1,57 miljoner ton – en tiodubbling jämfört med 2017. Utan återvinning kommer behovet knappast att kunna mötas. Experterna räknar med att 2040 kommer minst 70 procent av alla kasserade batterier att komma från bilar.
LITIUMJONBATTERIERNAS RÅVARUMÄNGDER
Idag är den lagstadgade återvinningskvoten ganska låg och de flesta kraven kan mötas bara genom att återvinna batterihuset som består av stål och aluminium. Redan 2035 ska man dock använda minst en femtedel återvunnen kobolt i nyproduktionen av batterier. För litium ligger nivån på tio procent, för nickel på tolv.
2030 ska man dessutom återvinna minst 95 procent av de förbrukade batteriernas kobolt, nickel och koppar men redan 2025 ska 65 procent av litiumet återvinnas. Enligt en studie av Fraunhoferinstitutet för system- och innovationsforskning innehåller ett batteri på 70 kWh metaller till ett värde av 13 000 kronor.
Accurec i tyska Krefeld är ett etablerat återvinningsföretag som sedan 1997 återvinner batterier från hushålls- och elektronikprodukter. De olika batterierna från bland annat mobiltelefoner, bärbara och stationära datorer eller e-cigarretter sorteras innan de återvinns.
Ett generellt problem idag är nämligen att mindre än hälften av alla batterier återvinns eftersom sorteringen fungerar dåligt. Många hamnar i hushållssoporna eller stannar helt enkelt kvar i mobiltelefonerna. Sedan några år tillbaka levereras även elbilsbatterier till Accurec, men 80 procent av leveransen kommer direkt från cellproduktionen (alltså batteripaket som inte höll måttet), resten kommer från prototyper eller krockade bilar.
Batterierna som sitter i dagens elbilar kommer trots allt att finnas kvar ett bra tag på vägarna. Beroende på hur elbilen används är den förväntade livslängden av ett batteri mellan tio och femton år. Accurec-chefen Reiner Sojka räknar med att det dröjer till 2030 innan återvinningen för elbilbatterier kommer igång på riktigt. Redan idag har man kunskapen och kapaciteten att utvinna drygt hälften av batteriets litium. För kobolt, nickel och koppar är siffran dock avsevärt mycket högre: här återvinner man drygt 90 procent av råämnena.
Två av hans medarbetare står och demonterar olika elbilsbatterier. De bär gummihandskar och skyddsglasögon och lär sig allt eftersom hur de olika batterisystemen fungerar.
”Det är ungefär som ett pussel, fast tvärtom” berättar Marca Weyhe som några år tidigare har avslutat en högspänningsutbildning för att kunna hantera elbilsbatterier säkert.
En del batteripaket kräver endast en skruvdragare för att kunna plockas isär medan man behöver hammare och mejsel (och en stor portion finkänsla) för att komma åt modulerna i andra. För inte så länge sedan fick man en klibbig överraskning under en demontering. Tillverkaren hade valt en oljebaserad modulkylning för sina batterier.
”Tekniskt sett är det utmärkt, men vi hade gärna velat veta detta innan vi öppnade batteriet”, säger chefen Sojka. De olika batterierna kommer att bli en närapå omöjlig utmaning för automatiserade återvinningssystem om några år när det kommer att levereras hundratals om inte tusentals uttjänta batterier till återvinningen.
”Design för återvinning är inte särskilt viktigt idag”, säger forskaren Schmaltz. Bilindustrin idag vill framför allt en sak: att släppa så många nya modeller som möjligt. Alla återvinningsföretag kommer därför inte kunna ta hand om alla elbilsbatterityper utan de olika företagen kommer att specialisera sig på en eller flera batterityper beroende på kapacitet.
Reiner Sojka nämner ytterligare en utmaning för återvinningsbranschen. Han tror nämligen att framtidens elbilsbatterier kommer att fördelas i hela bilen. För återvinningen gör det processen avsevärt mycket svårare.
Till skillnad från många konkurrenter urladdas inte batterierna hos Accurec utan man värmer upp dessa inklusive deras restladdning i en pyrolysanläggning till 550 grader. Sojka känner varje skruv på sin 45-miljonerkronorsanläggning som enligt honom finns bara i ett enda exemplar i världen. I den följande avgasbehandlingen avges mängder av värme som används för uppvärmning men även andra processer.
De värmebehandlade batterierna delas i mindre bitar, sorteras och silas därefter vilket frigör aluminium och koppar. De följande kemiska processerna utvinner kobolt, mangan, nickel och litium. Enligt Sojka återstår det endast en liten restmängd av slaggprodukter.
Återvinningsföretaget Duesenfeld använder sig av en helt annan process. Till skillnad från konkurrenterna nyttjar man endast låga temperaturer.
”På så vis bevarar vi många substanser och frigör inte heller några giftiga gaser”, berättar teknikchefen Julius Schumacher. Hela återvinningsprocessen kräver bara en produktionshall i mellanstort format och företaget lovar att man tillvaratar 91 procent av batteriämnena.
Först och främst laddar man ur batterierna helt, vilket inte bara ökar säkerheten vid hanterandet utan även förbättrar råämnenas kvalitet.
”Vi laddar ur batteripaketen helt för att göra dem ofarliga”, berättar Schumacher. Strömmen använder man i sin tur för att driva återvinningsanläggningen.
”Det räcker till ungefär hälften av energibehovet”, fortsätter han. Även hos Duesenfeld sker demonteringen för hand innan komponenterna hamnar i en flis. Därefter destilleras elektrolyternas lösningsmedel maskinellt. I vätskan befinner sig batteriets joner och även den återvinns.
Det flisade batterimaterialet torkas sedan och blåses i två silon där de tyngre ämnena löses från de lättare. På så vis samlas koppar, aluminium och plastfolie. Det som blir över är svartmassa som bland annat innehåller litium. För tillfället säljer Duesenberg svartmassan som ett halvfabrikat men man har samtidigt utvecklat en process för att utvinna litiumet från massan.
BATTERIGARANTI – MEN HUR LÄNGE?
De flesta batteritillverkarna lämnar en garanti på åtta år eller 160 000 km. En del tillverkare (BMW, Ford) vill inte slå fast en undre kapacitetsgräns där batteriet eller enskilda moduler byts ut gratis. Audi, BYD, Fiat och Polestar valde att inte svara på vår fråga.
Restladdningen i uttjänta batterier täcker hälften av energibehovet hos återvinningsföretaget Duesenfeld. Enkäten är utförd i Tyskland.
