電気自動車は普及し始めていますが、バッテリーのリサイクルはいつ行われるのでしょうか?

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多くの企業や投資家は電池のリサイクルに熱心だが、使用済みのリチウムイオン電池が十分に入手可能になるまでには10年以上かかる可能性がある。

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ニラージ・チョクシ、ケレン・ブラウニング著

ニラージ・チョクシとケレン・ブラウニングはネバダ州リノからこの話を報告した。チョクシはニューヨーク州ロチェスターにも旅行し、ブラウニングはカリフォルニア州アデラントにも旅行した。

ベンジャミン・レイナガさんは、モハーベ砂漠の端にある自動車解体工場で、電動工具を使ってボロボロのハイブリッド車ホンダ・フィットに侵入し、車の最も重要な部分であるリチウムイオン電池に到達した。

車両自体は潰されることになっているが、バッテリーは丁寧に扱われるという。それは近くで解体されてネバダ州に送られ、そこで別の会社であるレッドウッド・マテリアルズが内部の貴重な金属の一部を回収することになる。

レイナガ氏が働くカリフォルニア州アデラントの工場は、自動車業界の専門家、環境活動家、バイデン政権が世界的な電気自動車への移行の重要な部分になる可能性があると信じていること、つまりコバルトなどの金属のリサイクルと再利用の最前線にある。、リチウムとニッケル。最盛期を過ぎたバッテリーが新しいバッテリーの材料を供給できれば、電気自動車、トラック、バンはより手頃な価格になり、環境的に持続可能なものになるでしょう。

「私たちは準備を進めているところです」と、LKQ コーポレーションの工場を管理するニック・カスティージョ氏は語った。この施設では主にガソリン車の解体が行われていますが、より多くのハイブリッド車や電気自動車の解体も準備中です。「私たちは、それが最終的には引き継ぐことを知っています。それが未来になるのです。」

電気自動車やトラックの販売は好調に推移しており、自動車業界や電池業界は工場のアップグレードや建設に数十億ドルを投資している。これらの自動車は気候変動への対処に役立つ可能性がありますが、バッテリーはそれ自体に問題を引き起こします。原材料は採掘が難しく、人権状況が劣悪な国で見つかることが多く、有害な廃棄物を残す処理が必要です。

幸いなことに、これらのバッテリー成分は再利用可能でもあります。そして現在、使用済みリチウムイオン電池を回収してリサイクルする競争が始まっている。ベンチャーキャピタリスト、自動車メーカー、エネルギー会社は、北米とヨーロッパの数十の新興リサイクル会社に資金を注ぎ込んでいる。

「私たちは社会全体で化石燃料や炭素集約型燃料から脱却しようとしています。その課題の規模を過小評価することはできません」と、バッテリーのリサイクルを研究するイギリスのバーミンガム大学の研究員ギャビン・ハーパー氏は言う。「需要は非常に膨大になるだろう。」

しかし、楽観的に考えても、この新しいビジネスは困難な課題に直面しています。10 年以上リサイクルできる電池はほとんどないということです。電気自動車事業を支配するテスラは2008年に自動車の販売を開始したが、2017年まで年間販売台数は10万台未満だった。現在、ハイブリッド車や家庭用電化製品など、リサイクルできる資源は他にもありますが、供給量は限られており、回収は困難な場合があります。

そのため、リサイクル会社は困難な立場に置かれている。工場、機械、労働者に投資する必要があり、さもなければ競合他社に地位を奪われる危険があります。しかし、投資を急ぎすぎると、大量の老朽化したバッテリーが積み込み場に到着する前に資金が足りなくなる可能性があります。

リサイクル業者の発見を支援する非営利プログラム、Call2Recycle の運営責任者エリック・フレデリクソン氏は、「販売する原料を作るための原料がないため、お金を食いつぶしている人たちがいる」と語る。古い電池。

企業はまた、電池を発見、回収、解体する方法を見つけ出す必要がある。彼らは多くの解体業者、スクラップヤード、非営利団体と協力しなければなりません。また、バッテリーは発火しやすく、パッケージや構造がモデルごとに異なるため、分解するのは複雑で危険な場合があります。

バッテリーをリサイクルする企業の中で、レッドウッドは際立っている。同社は元テスラ幹部のJB・ストラウベル氏によって設立され、投資家から10億ドル以上を調達したという。レッドウッドは自らを主に回収または採掘された金属から作られる電池材料の生産者と考えており、フォード・モーター、トヨタ、フォルクスワーゲン、ボルボとリサイクル・パートナーシップを確立している。レッドウッドはまた、ネバダ州リノ近郊でパナソニックとテスラが運営する電池工場から出るスクラップもリサイクルしている。

レッドウッドはその工場近くの平らで埃っぽい土地に、175エーカーのキャンパスを建設中だ。そこで同社は古い電池から金属を回収し、新しい電池の材料を生産しています。レッドウッドは先週、バッテリーと電気自動車の生産拠点として急速に発展しているサウスカロライナ州の別のキャンパスに少なくとも35億ドルを投じると発表した。

バッテリーにはアノードとカソードがあり、バッテリーの貴重な金属の大部分がアノードとカソードに含まれています。バッテリーを使用すると、リチウムイオンがアノードからカソードに移動します。充電中は流れが逆になります。

ほとんどのアノードとカソードは中国製だが、レッドウッドはそれを変えたいと考えている。同社はネバダ州の施設で薄い陽極箔を製造しているリサイクル銅を使用。レッドウッド社はまた、リサイクルされたコバルトと、リサイクルされ採掘されたリチウムとニッケルの混合物を使用して、そこで正極材料を製造することを計画している。パナソニックは最近、米国の２つの工場でバッテリーにレッドウッドの製品を使用する計画を発表した。

レッドウッドは、LKQ などのサプライヤーやパナソニックなどのパートナーから使用済みバッテリーとスクラップを定期的に受け取ります。その材料の一部は、最初に独自のプロセスで低温で加熱されます。すべてのバッテリーは化学浴やその他のプロセスを経て、特定の金属を分離および抽出します。

古い電池とスクラップが足りないため、レッドウッドはバージンメタルを購入します。しかし、採掘と輸送は二酸化炭素を大量に消費し、サプライチェーンの問題にさらされる可能性があるため、同社幹部らは、より多くの回収金属を利用したいと考えていると述べた。

レッドウッドの最高執行責任者であるケビン・カッセカート氏は、「地元で入手可能な原材料であるため、リサイクルされた内容物をできる限り多く取り入れたいと考えています」と述べた。「しかし、それをさらに強化する必要があるでしょう。」

リサイクルのみに焦点を当てている事業もあります。 Li-Cycle は、元エンジニアリングコンサルタントの 2 人、Ajay Kochhar 氏と Tim Johnston 氏によって 2016 年に設立されたカナダの会社で、いくつかの工場を建設しています。

同社はアラバマ、アリゾナ、ニューヨーク、オンタリオにある回収センターでバッテリーと製造スクラップを分解しています。ニューヨーク州ロチェスターの工場では、ベルトコンベアで材料を 1 階まで運んでからバットに落とし込み、そこで火災を防ぐために独自の化学溶液に浸しながら細断します。

得られた破片は分離され、Li-Cycle は黒色塊として知られる粒状物質を回収し、他の場所で構成金属に加工されます。しかし、Li-Cycleは、この物質を電池グレードのリチウム、コバルト、ニッケルに変える施設をロチェスターに建設するため、総額約4億8,500万ドルの資本投資を計画している。

2021年に上場企業となったLi-Cycleは、ゼネラル・モーターズと韓国の電池会社LGエナジー・ソリューションの合弁会社であるウルティウム・セルズとの提携を含め、100社以上の電池サプライヤーを抱えていると述べた。 Li-Cycle はまた、鉱山大手の Glencore および大規模な化石燃料事業を展開する非公開複合企業である Koch Industries と戦略的パートナーシップを結んでいます。これら 2 つの企業は合わせて、Li-Cycle に 3 億ドルを投資しました。

「私たちは、自分たちがやったときと同じ道を選んだのは幸運でした」とコチャル氏は語った。「これは電池製造と同様に、かなりの資本を必要とする産業です。」

北米ではバッテリーのリサイクルはまだ比較的新しいですが、海外のより成熟した企業が今後のヒントを提供してくれる可能性があります。たとえば、中国にはリサイクル業者がたくさんありますが、材料が不足しています。

古いリチウムイオン電池市場を専門とするコンサルティング会社Circular Energy Storageを設立したハンス・エリック・メリン氏は、「リサイクルするには容量が多すぎるが、電池の数が少なすぎる」と語る。「まさにそれがヨーロッパと北米の両方で直面する状況だと思います。」

米国でリサイクルが盛んな産業になるには何年もかかる可能性がある。道路を走っている電気自動車は比較的少なく、ほとんどが新しいものです。スマートフォン、ノートパソコン、その他の電子機器にもリチウムイオン電池が含まれていますが、回収が難しく、自動車業界の増大するニーズを満たすほどの量はありません。

しかし、議員や環境団体は、二酸化炭素排出量を削減し、外国生産者への過度の依存から国を守り、電池の安全な廃棄を促進するために、リサイクルを早急に開始することを望んでいる。

たとえば、夏にバイデン大統領が署名したインフレ抑制法では、自動車が税額控除の対象となる前に、バッテリーの貴重な鉱物の国内調達または貿易同盟国からの調達の割合を増やすことが求められている。また、欧州連合は、すべての電気自動車のバッテリーに最小限のリサイクル内容を義務付けることに近づいているようです。

現時点では、リサイクル業者は工場現場のスクラップの収集に重点を置いています。

大規模な電池工場が世界中で設立されており、その多くは米国にもあります。これらの工場は、特に初期の段階で、大量の欠陥または過剰なバッテリー材料をリサイクル業者に提供する可能性があります。

ベンチマーク・ミネラル・インテリジェンスの調査アナリスト、サラ・コルボーン氏は、「リチウムイオン電池のセルを製造するプロセスでは、常に避けられない損失が発生する」と述べた。「そのため、その廃棄物をリサイクルする機会が実際にあります。」

コルボーン女史の最近の報告書によると、このようなスクラップは2025年には世界のリサイクル可能な材料の約78パーセントを占め、使用済みバッテリーが引き継ぐ2030年代半ばまでリサイクル業者の主な供給源であり続けるだろう。

しかし、使用済みのバッテリーをリサイクルするのは簡単ではありません。スクラップの収集は比較的簡単です。工場からの同様の材料はバッチで処理されます。使用済みバッテリーにはさまざまな形状やサイズがあります。

標準化された設計と製造方法は役立つかもしれないが、ほとんどの自動車会社と電池会社はそれにほとんど関心を示していない。その代わりに、彼らは充電でより遠くまで移動できる車を作るために競争しながら、さまざまなアプローチに取り組んでいます。

3月、レッドウッドがリノ近郊のより広いキャンパスへの移転準備を進めていた頃、近くのカーソンシティにある小規模な工場では従業員が中古家電の処理に追われていた。電動工具やラップトップ、その他の機器からのバッテリーが入った大きな箱を分別する人もいれば、ベルトコンベアが回転する箱に電池を放り込んで加熱して分解する作業を監督する人もいた。

レッドウッド幹部のカッセカート氏は、「材料を回収してEV側のサプライチェーンに送り返す方法に革命を起こすチャンスがある」と述べた。「金属原子は無限に何度でもリサイクルできます。重要なのは、どうやって効率的にそれを入手するかです。」

何年にもわたって中国に劣勢を強いられてきた米国と欧州の幹部や議員らは、電池のリサイクルが国内電池産業の早期確立に役立つと楽観視している。しかし、彼らはひどい目覚めを迎えるかもしれない、とコンサルタントのメリン氏は言う。

電気自動車のバッテリーの寿命は 15 ～ 20 年です。それでも、多くの電池はリサイクルされる前に、風力や太陽のエネルギーを蓄えて、風や晴れのないときに使用するなど、第二の人生を歩むことになるだろう。

メリン氏は「リサイクルできる材料は長期的にはそれほど多くないだろう」と語った。「そして、主な理由はバッテリーが車に搭載されていることなので、これは明らかに良いことです。」

この記事の以前のバージョンでは、リサイクル材料を電池グレードのリチウム、コバルト、ニッケルに変えるために、Li-Cycle がニューヨーク州ロチェスターに建設中の工場の古い見積もりが引用されていました。同社は、総資本投資額は1億7,500万ドルではなく、約4億8,500万ドルになると予想していると述べている。

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Niraj Chokshi は、自動運転車、航空会社、物流に重点を置いた輸送ビジネスを担当しています。 @nirajc

Kellen Browning はサンフランシスコのテクノロジーレポーターで、ギグエコノミー、ビデオゲーム業界、一般的なテクノロジーニュースをカバーしています。 @kelen_browning

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