Reciclaje de baterías de ‘Mina urbana’: cómo Europa puede realizar materias primas críticas en el hogar

Desde baterías de iones de litio y vehículos eléctricos hasta paneles no tripulados y solares, casi todas las tecnologías limpias dependen de materias primas críticas, como litio, níquel y cobalto. Dado que la demanda de estas tecnologías cesó, por lo tanto, la demanda de sus componentes, ejerciendo una gran presión sobre las cadenas de suministro.

Esta es una pregunta particularmente seria en Europa, que depende en gran medida de los países externos para el suministro de estos materiales. Sudáfrica Numi 41% de la UE demanda de manganeso primario, mientras que Chile proporciona el 79% de su litio procesado. Cuando se trata de baterías, China controla aproximadamente el 70% de la cadena de valor de la batería completa, desde el procesamiento de materias primas a través del ensamblaje. Como resultado, la UE es muy vulnerable a la escasez.

Para abordar estos desafíos, los investigadores en el Centro de Investigación Conjunta de la Comisión Europea (JRC) exploran los potenciales de soluciones alternativas sostenibles, estableciendo enfoques de sonido científico y armonizado para la batería y la recuperación de residuos en el contexto de las regulaciones de 2023.

Desafío para extraer materias primas críticas

La extracción de materias primas críticas viene con altos costos y riesgos, tanto en condiciones económicas como ambientales. Para empezar, investigar actividades para encontrar depósitos de estos minerales puede el año pasado, sin garantía de éxito. El rendimiento de los materiales en sí también es muy intensivo: la eliminación de 1 kg de cobalto, un componente básico de varias piezas químicas de la batería, consisten aproximadamente 250 kg de agua y produce al menos 100 kg de material de desecho.

El reciclaje de la UE podría proporcionar una solución y estabilizar la oferta y minimizar el daño ambiental.

Proyección de la capacidad de producción para materias primas y celdas procesadas de batería en 2030 años. La UE, el sistema de información de las materias primas, es proporcionada por el autor (sin uso)

Muchas economías avanzadas analizan el reciclaje de metales y la mejora de la economía circular como valores adicionales para sus planes estratégicos. Países como Japón y China, como muchos países estadounidenses, ya han adoptado la legislación relacionada con el electrónica y el reciclaje de la batería, con objetivos de recuperación ambiciosos, especialmente para las baterías eléctricas, durante varios años.

De hecho, es Europa la que lidera los esfuerzos legislativos, con medidas políticas que cubren toda la vida de la batería, desde el proceso de extracción hasta el reciclaje.

Sin embargo, cuando observamos las capacidades de reciclo de batería industrial, China todavía se dirige. Según el reciclaje de informes minerales críticos de la Agencia Internacional de Energía (IEA), las primeras 20 empresas en el mundo por capacidades para el tratamiento previo y la recuperación de materiales, dos fases esenciales del reciclaje de baterías, todas las empresas chinas. De estas compañías, las tres primeras mantienen aproximadamente el 15% del mercado global antes del tratamiento y casi el 20% de los mercados de recuperación de materiales. Esto no es sorprendente cuando se considera que China está dominada en gran medida por las baterías de la carrera gigafactorias y tiene el mayor suministro de baterías EV.

Mirando hacia el futuro, se espera que China mantenga más del 75% de la capacidad de recuperación de material mundial en 2030. Años, con EE. UU. Con 10% y la UE al 5% de participación de mercado.

Potencial no utilizado de la minería de la ciudad

Aquí, la minería urbana entra en la minería de la ciudad y no solo se aplica a las baterías de los desechos. Cada año, el mundo crea una gran cantidad de desechos electrónicos: equipos eléctricos y electrónicos, así como baterías de desechos.

En 2022. Año, el mundo produjo 62 millones de toneladas de desechos electrónicos, suficientes para llenar 1,55 millones de camiones de 40 tonos, que, si el parachoques, puede formar una línea que rodea al ecuador. En lugar de ir a vertederos, este desechos electrónicos se puede usar como minas urbanas de materias primas secundarias.

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Los materiales Vali de las minas urbanas tienen un menor impacto ambiental de la extracción primaria, en gran medida porque las materias primas críticas generalmente están más concentradas en baterías de desechos que en minerales primarios. Devolver, por ejemplo, Cobalt, la extracción de este metal de las baterías de iones de litio, se necesitan aproximadamente 100 kg de agua, 2.5 veces menos que extraer la misma cantidad del suelo.

Recuperar lo que ya tenemos también mantendrá materias primas valiosas en Europa. Por ejemplo, JRC estimó que el suministro potencial de cobalto secundario, un componente esencial no solo baterías y productos electrónicos, sino también espacios y satélites, podría ser un 42% de demanda de la UE para 2050. Años.

Sin embargo, una participación sobresaliente en la batería de la UE se recicla fuera de la UE. Esto sucede por varias razones. Además de la reducción de los costos laborales, es mucho más rentable para reciclar baterías de desechos en los mismos objetos en los que se producen los materiales primarios.

Posibles materias primas secundarias para baterías nuevas en la UE – alcance de materiales reciclados que se pueden insertar en baterías nuevas. Centro de investigación conjunto, Comisión Europea, autor proporcionó (sin reutilizar) al reciclaje de ‘interno’

Al explotar las minas urbanas “internas” para materias primas críticas, la UE puede reducir significativamente la dependencia de los países externos y seguir siendo competitivos a nivel mundial. Además, la recolección de más baterías de desechos y retención en la UE fortalecerá el reciclaje de la industria y la innovación y ayudará a cumplir con los ambiciosos objetivos de reciclaje establecidos en la regulación de las baterías de la UE.

Estos objetivos son exigentes. Específicamente, el 80% de los litios y el 98% del cobalto deberían recuperarse de las baterías de desechos a fines de 2031. Años. A la luz de estos desafíos, JRC propuso un enfoque científico para armonizar las reglas presupuestarias para monitorear las baterías residuales en toda la UE de una manera que respalde tanto las innovaciones como garantizar la economía.

Este marco metodológico es clave para la UE para usar sus minas de la ciudad. Ayudará a construir una industria sostenible, elástica y competitiva y conduce a una recolección y tratamiento más eficientes de los desechos de la UE dentro de las fronteras propias.

El autor desea admitir Andrea Bonvicin, Oficial de Comunicación en EC-JRC, por su apoyo en la escritura y edición de este artículo.