Producția de baterii pentru vehicule electrice rămâne una dintre principalele surse ale așa-numitei amprente inițiale de CO₂ pe care un automobil electric o are la începutul ciclului de viață. Un nou studiu realizat de compania de consultanță P3, intitulat „Building the Sustainable EV: Breakthroughs in Battery Tech and CO₂ Reduction”, analizează sursele de emisii și potențialele reduceri de-a lungul întregului lanț valoric, conform Electrive.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Potrivit analizei, optimizarea proceselor de producție ar putea reduce emisiile generate de fabricarea bateriilor de la circa 55 kg CO₂e/kWh la aproximativ 20 kg CO₂e/kWh. „Am identificat oportunități pentru reduceri semnificative”, afirmă echipa P3 condusă de Joscha Schnell.
Cea mai mare contribuție la amprenta de carbon a unei baterii o au materialele catodice. P3 a comparat două tipuri utilizate la scară largă: celulele LFP (fosfat de fier-litiu) și celulele NMC811 (nichel, mangan, cobalt în raport 8:1:1).
Diferențele apar încă din faza de aprovizionare: LFP utilizează carbonat de litiu extras din Chile și fosfat de fier din China, în timp ce NMC811 depinde de un lanț global complex, cu hidroxid de litiu și nichel din Australia, cobalt din Congo și mangan din China. Procesele de rafinare sunt, de asemenea, mai energofage în cazul NMC811.
Rezultatul: amprenta de carbon este de 38 kg CO₂e/kWh pentru NMC811 și de 15 kg CO₂e/kWh pentru LFP – cu aproximativ 60% mai mică. Totuși, datorită densității energetice superioare, celulele NMC811 pot atinge un nivel mai redus la scară de celulă decât LFP. Utilizarea energiei regenerabile ar putea scădea suplimentar amprenta cu până la 37% pentru NMC811 și 33% pentru LFP.
După materiile prime, producția celulelor reprezintă un alt factor important. Studiul arată că fabricile mari sunt mai eficiente energetic decât cele mici. Un exemplu relevant este metoda de aplicare a materialului catodic pe folie:
- în varianta umedă, procesul presupune uscătoare mari și consum ridicat de energie;
- în varianta uscată, consumul poate scădea cu până la 50%.
Există însă o limitare: utilizarea liantului PTFE, necesar în coatingul uscat, poate crește amprenta cu până la 5%, deoarece producția acestuia generează gaze fluorurate cu un efect de seră mult mai ridicat decât CO₂.
„Deși inovațiile de proces pot reduce semnificativ emisiile, cea mai eficientă strategie rămâne tranziția către surse de energie regenerabilă”, subliniază P3.
Studiul P3 a inclus și analiza utilajelor de producție. O linie de coating are o amprentă de circa 65 tone CO₂e dacă este construită din materii prime primare, reducându-se cu cel puțin 30% dacă se folosesc materiale reciclate. La nivelul unei fabrici, contribuția se ridică la aproximativ 0,2 kg CO₂e/kWh, o valoare considerată redusă față de impactul materiilor prime și al producției celulei.
Reciclarea, la rândul ei, contribuie la amprentă, însă reduce necesarul de resurse noi. În funcție de tehnologie, emisiile variază între 3,6 kg CO₂e/kg de material reciclat (cu o rată de recuperare de 70%) și 12,8 kg CO₂e/kg (cu doar 25% rată de recuperare).
Studiul P3 evidențiază că există multiple pârghii pentru reducerea emisiilor generate de producția bateriilor: utilizarea energiilor regenerabile în fiecare etapă, procese inovatoare de producție, echipamente eficiente realizate din materiale secundare și un sistem de reciclare performant.
„Prin adoptarea acestor strategii, industria poate ajunge la un lanț valoric complet sustenabil pentru baterii”, conchid autorii raportului, care menționează și evaluarea viitoarelor chimii, precum bateriile solid-state sau sodiu-ion.
