De pagina wordt geladen...
De batterij is zo slecht nog niet
“De beste eigenschap van een batterij is dat de grondstoffen teruggewonnen kunnen worden. En dat kan bij fossiele brandstoffen niet.” Thalia Verkade, onderzoeksjournaliste bij De Correspondent, rekent af met het vooroordeel dat batterijen en accu’s net zo schadelijk zijn voor het milieu als fossiele brandstoffen. Met het oog op de groei van elektrisch vervoer is dat een hele geruststelling.
Allemaal leuk en aardig, die elektrische auto’s, maar die batterijen die daarvoor nodig zijn vormen toch óók een aanslag op onze leefomgeving, net als fossiele brandstoffen? Ze zijn óók giftig en gevaarlijk en kunnen niet zomaar bij het gewone afval worden gedaan aan het einde van hun leven. Dan zit je nog met de winning van de grondstoffen, in de natuur van bijvoorbeeld Congo, China en Argentinië: dat is een milieuonvriendelijk proces dat de lokale leefomgeving op zijn kop zet en gepaard gaat met sociale misstanden. Tot slot komt er bij het produceren van de batterijen en bij opwekken van de stroom die in de batterijen gaat veel CO2 vrij zolang we dat met grijze stroom doen.
Duurzaam
Dus: is de batterij wel zo’n goede methode om tot een emissieloos wagenpark te komen in 2035? Na een half jaar onderzoek naar de duurzaamheid van batterijen, concludeer ik: ja. Want niet alleen zijn de lithium-ionbatterijen nu al op de markt (ook in onze smarthones en laptops) en kan de stroom ervoor op duurzame manier worden opgewekt – ze hebben nóg twee geweldige eigenschappen die olie als bron van energie niet heeft. Batterijen zijn te recyclen en de grondstoffen waarmee ze worden gemaakt kunnen nog veranderen. Dit betekent dat ze gestaag duurzamer kunnen worden en er steeds minder grondstoffen uit kwetsbare natuur hoeven te worden gewonnen. En dat recyclen van batterijen, zo blijkt bij een bezoek aan de Antwerpse vestiging van het internationale materiaaltechnologiebedrijf Umicore, is nu al heel goed mogelijk.
Grootschalige elektrificatie
Met Maarten Quix (38), verantwoordelijk voor de batterijrecyclage bij Umicore, loop ik over het fabrieksterrein langs de Schelde. Er werken hier zo’n 1.600 man – bij Umicore wereldwijd werken meer dan 10.000 mensen. We bewegen ons weg van de enorme hoogoven, langs grote plakken lood en koper die zijn herwonnen uit resten metaalafval. Umicore, van oorsprong een mijnbouwbedrijf, levert grondstoffen, onder meer voor katalysators en batterijen. Daarnaast is het gespecialiseerd in het terugwinnen van metalen als goud, zilver, koper, lood en kobalt en het recyclen van batterijen. Per schip, via de Schelde, komen oude batterijen van verschillende types het fabrieksterrein binnen. De installatie voor de recycling van lithium-ionbatterijen bevindt zich in een gebouw met zonnepanelen op het dak.
Deze fabriek is volgens Umicore groot genoeg om nu 250 miljoen smartphonebatterijen per jaar te verwerken, of straks 35.000 batterypacks uit elektrische auto’s, die honderden kilo’s per stuk wegen. Omdat elektrische auto’s nog nieuw zijn, komen die nu maar beperkt binnen, maar dat is wel waar de recycler de batterijeninstallatie voor klaarmaakt: de verwachte grootschalige elektrificatie van ons vervoer, die het batterijengebruik qua volume in één klap zou verduizendvoudigen. De auto-industrie is zich hier ook druk op aan het voorbereiden, vertelt Maarten Quix. Zo blijkt Umicore al zaken te doen met Toyota en Nissan.
Een nieuwe mijn
Umicore smelt de batterijen, die onder andere bestaan uit nikkel, kobalt, koper, grafiet, lithium, mangaan, aluminium, fosfor en fluor, om in een levensgrote oven, waarna een legering (metaalmengsel) overblijft die afkoelt tot fijne korrels koper, nikkel en kobalt. En wat ik hier tot mijn grote verbazing heb ontdekt: van deze drie metalen wordt uit batterijen nu al meer dan 95 procent teruggewonnen. Bijna alles dus. En dan heb je het niet over minder goed materiaal: je krijgt de pure atomen weer terug.
Vergelijk deze manier van winnen van grondstoffen uit batterijen eens met de winning ervan in de natuur. Graafmachines (of kinderhandjes) moeten bergen onbruikbare erts omwoelen, waar vervolgens maar een heel klein beetje bruikbaar metaal uit kan worden gewonnen. De concentratie van deze metalen in een groeve is tegenwoordig zelden hoger dan een paar procent. Smelt je een batterij om, dan win je sowieso meer dan de helft van het gewicht terug. Oude batterijen vormen feitelijk een geweldige, zeer geconcentreerde bron van grondstoffen: een nieuwe mijn. Wat daarom gek is, is dat we een van de allerbeste eigenschappen van batterijen en accu’s altijd pas in tweede instantie benoemen: dat die grondstoffen juist uit batterijen nu al ontzettend goed herwonnen kunnen worden. Dat kun je met olie per definitie niet: je wint het, je raffineert het, je verbrandt het en het is weg – deels omgezet in warmte en energie, deels in CO2 en andere gassen die de huidige klimaatverandering op aarde veroorzaken.
“Oude batterijen vormen feitelijk een geweldige, zeer geconcentreerde bron van grondstoffen: een nieuwe mijn ”
|
Ook lithium terugwinnen
Goed. Koper, nikkel en kobalt krijg je dus bijna volledig terug in pure vorm. Maar hoe zit het met de rest van dat lijstje? Lithium, mangaan, aluminium en fosfor belandden bij Umicore tot nog toe in een restproduct dat ‘slak’ heet: brokjes geoxideerd metaal. Deze slak werd verkocht aan makers van constructiematerialen zoals beton, dat daar sterker van wordt. Maar met de komst van de elektrische auto is er zoveel lithium nodig, dat ook deze grondstof rendabel wordt om te herwinnen. Daar zetten ze bij Umicore in elk geval op in met de ontwikkeling van een nieuwe technologie, die nu al op industriële schaal (maar nog niet commercieel) wordt toegepast. Quix kan wegens vertrouwelijkheid niet zeggen hoeveel er bij dit proces – dat door een extern bedrijf wordt uitgevoerd – precies wordt herwonnen, maar het is volgens hem in elk geval niet weinig, en het stadium van de laboratoriumproeven echt voorbij. “De opbrengst wordt nog steeds meer met elke ontwikkelingsstap die we doen.” Wat hebben we dan nog over? Fluor en grafiet. Dit zijn de enige grondstoffen die we nu nog echt als verloren moeten beschouwen. Het fluor wordt opgeslagen, het grafiet verbrandt in de oven.
Hogere energiedichtheid
Met de komst van de batterij verplaatst eventuele vervuiling, zoals bij de productie van batterijen of bij grijze stroom die erin gaat, zich van de plekken waar we wonen en nu last hebben van uitlaatgassen, naar industriële gebieden. Dat is voor de leefomgeving van de mens een verbetering. Komende jaren zal bovendien een groter en groter aandeel van de stroom in de batterijen met groene energie (moeten) worden opgewekt. En ook de technologie van de batterij zelf zal nog erg gaan veranderen. Zo zit er nu bijvoorbeeld al minder kobalt in lithium-ionbatterijen dan een paar jaar geleden en zou het grafiet vervangen kunnen worden door een andere grondstof. Silicium bijvoorbeeld. Dat zou de batterij ook een veel hogere energiedichtheid kunnen geven: vandaar dat er in laboratoria over de hele wereld naarstig wordt onderzocht hoe je dat precies voor elkaar krijgt.
Zit er dan echt geen nadeel aan de batterij? Kost het bijvoorbeeld niet een hoop akelige chemicaliën, energie en CO2 om die grondstoffen uit oude batterijen te halen? Maarten Quix vertelt dat er inderdaad chemicaliën nodig zijn om nikkel, kobalt en koper terug te winnen uit een legering, maar dat die binnen de fabriek blijven. Aan de batterijrecyclingsinstallatie aan de Schelde worden helemaal geen schadelijke chemische stoffen toegevoegd.
Batterijtechnologie optimaliseren
Mijn conclusie: we hebben de batterij hard nodig voor een duurzame toekomst van onze planeet. De batterij maakt elektrificatie van de auto mogelijk. Dat maakt rijden op groene energie mogelijk. De huidige lithium-ionbatterij heeft haar problemen, met name bij de winning van grondstoffen. Maar juist recycling lost dat probleem grotendeels op – en waar dat niet kan is er innovatie van de batterij zelf mogelijk. Voordat we genoeg grondstoffen kunnen gebruiken uit oude batterijen, zullen we eerst nog heel veel grondstoffen uit de natuur moeten winnen om het wagenpark te elektrificeren. Dat zal nog veel schade aan de natuur en leefomgeving aanrichten. Maar bij het alternatief, oliewinning, gaat die schade en het daarmee gepaarde sociale onrecht eeuwig door. Bovendien wordt olie steeds moeilijker winbaar. Alle reden dus om met veel energie de batterijentechnologie en recycling daarvan te optimaliseren, en te zorgen dat het logistieke proces dat ervoor nodig is zo snel en efficiënt mogelijk wordt opgetuigd.
