Elektroauto akumulatoru otrā dzīve: no enerģijas mājām līdz koncertu apskaņošanai 9

Eiropas transporta nozare braši soļo elektrifikācijas virzienā, taču skeptiķi nereti apšauba elektroauto akumulatoru perspektīvas. Viens no jautājumiem, kas izskan ļoti bieži, ir – ko darīs ar akumulatoriem, kad tie būs nokalpojuši savu laiku automašīnās? Taču nu jau mēs varam atviegloti uzelpot – tie noteikti netiks vienkārši izmesti.

Šai ziņā ir divi ceļi. Vieni ražotāji attīsta pārstrādes tehnoloģijas un shēmas, toties citi elektroauto akumulatoriem atrod jaunu lietojumu – enerģijas uzkrāšanai. Šajā gadījumā tie apgādās ar elektrību mājas, rūpēsies par ēku energoapgādes nepārtrauktību un pat nodrošinās elektrību mūzikas koncertos.

Kur nonāk elektroauto akumulatori?

Iekšdedzes dzinēju utilizācijas shēma ir labi zināma: tiek savākti pārstrādei derīgie materiāli, un metāls tiek saspiests. Tad tā loksnes ceļo tālāk un kļūst par kādu citu noderīgu metāla izstrādājumu. Tomēr ar elektromašīnām ir nedaudz citādi. To akumulatorus nevar ne izmest, ne saspiest. Litija jonu akumulatori satur videi bīstamus materiālus, tāpēc tos nedrīkst vienkārši izmest atkritumu poligonos. Savukārt iznīcināt un pārstrādāt tos ir visai sarežģīti.

Eiropas rūpniecība jau daudzus gadus cenšas atrast veidus, kā pārstrādāt nokalpojušos akumulatorus un piešķirt tiem otru dzīvi jaunās mašīnās. Norvēģijā darbojas pirmā Hydrovolt rūpnīca, kas no elektroauto akumulatoriem iegūst varu, alumīniju, niķeli, magniju, kobaltu un litiju un laiž tos materiālu tirgū jaunu akumulatoru izgatavošanai. Tomēr ir kāda problēma – rūpnīcas jauda ir neliela, bet elektroauto skaits Eiropā ļoti strauji pieaug.

Daļa ražotāju akumulatorus pārvērš enerģijas uzglabāšanas ierīcēs. Interesanti, ka šādi izmēģinājumi notiek arī Baltijā. Piemēram, Lietuvas uzņēmums Battec ir realizējis pilotprojektu par akumulatoru tālākizmantošanu un izveidojis no tiem valstī pirmos stacionāros enerģijas akumulatorus.

Šim virzienam ir arī citi piemēri. Nissan nolietotos elektroauto akumulatorus izmanto kā rezerves elektrības avotu Amsterdamas futbola kluba Ajax arēnai, savu nokalpojušie Renault Zoe akumulatori tiks izmantoti Powervault mājas enerģijas uzkrāšanas sistēmā.

Ko nolietotie akumulatori dara mūzikas industrijā?

Kravas auto ražotājs Scania ir atradis vēl citu tālākizmantošanas variantu. 2018. gadā bezpeļņas organizācijas A Greener Festival veiktais pētījums parādīja, ka vienā koncertā tiek emitētas aptuveni 500 tonnas oglekļa dioksīda. Bet 2019. gadā konsultāciju uzņēmums Hope Solutions aprēķināja, ka Lielbritānijā vien izklaides industrija gadā sadedzina gandrīz 400 miljonus tonnu dīzeļdegvielas. Mūziķi bieži runā par ekoloģiju, bet pirmie reālie darbi notiek tikai tagad.

Scania īstenoja ko nebijušu – tās akumulatori kalpo mūzikas grupas Lukas Graham koncertos kā tīras enerģijas avots. Dānijas popgrupas Lukas Graham 2022. gada turneja bija patiesi ilgtspējīga: aplēsts, ka tās koncertu laikā vidē nonāca par 98,5 procentiem mazāk piesārņojošo vielu nekā parasti. Tas kļuva iespējams, pateicoties vēja enerģijai, tā kā Lukas Graham sadarbojas ar Dānijas vēja turbīnu ražotāju Vestas. Tāpēc, uzstājoties brīvdabas koncertos, grupa izmanto nevis dīzeļģeneratorus, bet gan vēja enerģiju. Protams, skaņas un gaismas iekārtas nevar tieši pieslēgt pie vēja ģeneratoriem – tas būtu pārāk sarežģīti, turklāt ko darīt, ja pēkšņi iestājas bezvējš. Risinājums ir tīrās enerģijas uzkrāšana, un te palīgā nāk autoražotāji.

Pēc palīdzības dāņi vērsās pie saviem skandināvu kaimiņiem – kompānijas Scania, kas jau gadiem ražo kravas elektroauto. Tiem ir daudz lielāki akumulatori nekā vieglajām elektromašīnām – lai vilktu 40 tonnu kravu vairāk nekā 300 kilometrus, ir nepieciešama nopietna varēšana. Šajā gadījumā runa par Scania R spēka agregātu, kura kapacitāte sasniedz 468 kWh.

Turklāt Scania ir izstrādājusi ārkārtīgi ātru uzlādi, kas pārspēj pat modernākos vieglo auto 800 voltu sistēmu. Kravas mašīnas var lādēt ar 375 kW jaudu, un akumulatori ir pilni 90 minūtēs. Īpaši ātra uzlāde bija nepieciešama, kad koncertturnejas laikā grupa pārbrauca no vienas vietas uz citu – superakumulatori tika uzpildīti tikai 5 stundās. Starp citu, šo elektrostaciju un visu turnejas aprīkojumu pa Dāniju veda ar zviedru kravas elektroauto.

Koncerttūres apgādei ar elektrību tika izmantoti divi jūras konteineri, kuros bija uzstādīti 72 Scania akumulatoru elementi. Katra konteinera energoietilpība bija 1 MWh, tātad abiem kopā – 2 MWh. Konteineri bija gatavi sniegt līdz 900 kW elektrības, taču pat lielā skatuve to neizmantoja pilnībā: vidējais patēriņš bija 180 kW.

Vajadzība pēc enerģijas uzglabāšanas tikai pieaugs

Eiropai un ASV pārorientējoties uz ilgtspējīgu elektrību, vajadzība pēc enerģijas uzglabāšanas tikai pieaugs. Saules, vēja un hidroelektrostacijas nevar nodrošināt tik stabilu energoapgādi kā, piemēram, atomstacijas, tāpēc elektrības cena biržā krasi svārstās. Tālab nākotnē nozīmīga loma būs akumulatoriem, kas uzkrāj enerģijas pārpalikumu un piegādā to, kad samazinās ražošanas jauda, palīdzot izvairīties no pārliekiem cenas lēcieniem.

Saskaņā ar Clean Energy Leadership Institute datiem līdz 2030. gadam ASV un Eiropā elektrības uzglabāšanas iekārtu summārā kapacitāte sasniegs aptuveni 1 200 000 000 kWh jeb 1200 GWh. Tas ir 15 reizes vairāk, nekā tīklam bija pieslēgts 2021. gadā. Salīdzinājumam: Nissan Leaf akumulatora ietilpība ir 40 kWh, bet Scania kravas auto – 468 kWh.

Atšķirīgs ceļš, tāds pats rezultāts

Viena no lielākajām problēmām akumulatoru sakarā ir ierobežotā litija pieejamība. To iegūt kļūst arvien grūtāk, bet pieprasījums aug. Lielākā daļa litija jau ir pārdota akumulatoru ražotājiem. Tāpēc šodienas elektroauto akumulatoru nākotne ir enerģijas uzglabāšana.

Globāla biznesa konsultāciju kompānija McKinsey and Company ir aprēķinājusi, ka lielākajai daļai nolietoto elektromašīnu akumulatoru joprojām ir 80% sākotnējās kapacitātes. Ar to vairs nepietiek, lai nobrauktu sākotnējo attālumu, taču ar to ir pilnīgi pietiek, lai ar elektrību droši apgādātu mājas, birojus, arēnas vai kā Scania piemērā brīvdabas koncertus.

Pilnībā nolietotie akumulatori tiek nosūtīti uz pārstrādes rūpnīcām un tur no tiem tiek iegūti noderīgi materiāli un izgatavoti jauni akumulatori. Par to ir sākuši rūpēties ne tikai Norvēģijas uzņēmumi, bet arī autoražotāji. Piemēram, Volkswagen ir atvēris šādu rūpnīcu Zalcgiterā Vācijā, un tur nonāk visi akumulatoru bloki, kas vairs nav derīgi citai izmantošanai. Aplēsts, ka 62 kWh akumulatora izgatavošana no nolietotajiem elementiem aiztaupa 1,5 tonnas CO2 izmešu. Slēgtais cikls ievērojami samazinātu emisiju ne tikai transporta jomā, bet arī rūpniecībā, un pašlaik tas izskatās ļoti perspektīvs virziens.