Baterias usadas de veículos elétricos podem ser o calcanhar de Aquiles da revolução dos transportes - ou a mina de ouro que as torna reais.
Fonte: Wired Magazine
Sinal: Forte
Tendência: Transporte Avançado
ESTE VERÃO, DIRK Spires, um holandês alto e enrugado que virou Oklahoman, foi avisado pela General Motors sobre mais problemas com o Chevrolet Bolt. No ano anterior, o modelo de carro que já foi celebrado como a grande vitória da GM sobre a Tesla - o primeiro veículo elétrico de mercado de massa dos Estados Unidos - começou a parecer mais um desastre em câmera lenta. Os parafusos estavam sendo recolhidos por causa de uma série de incêndios raros, mas destrutivos, que ocorreram quando os motoristas deixaram seus carros carregando durante a noite. A GM atribuiu o problema a falhas nas células da bateria de íon-lítio fabricadas pela sul-coreana LG Chem.
Agora a montadora estava expandindo o recall para todos os 141.000 parafusos vendidos em todo o mundo desde 2017. Consertá-los seria uma operação massiva. Ao contrário das baterias de chumbo-ácido do tamanho de uma torradeira dentro da maioria dos veículos movidos a gás, a bateria de íon-lítio dentro do Bolt percorre toda a distância entre eixos do carro e pesa 960 libras. Ele contém centenas de células de bateria delicadas e enjoadas. Quando desmontados para reparos, podem ser perigosos e o manuseio incorreto pode causar gases nocivos e incêndios.
Spires era uma pessoa natural para pedir ajuda. Seu relacionamento com a GM havia começado 11 anos antes, quando ele questionou o chefe de desenvolvimento da empresa de um veículo elétrico anterior, o Volt , sobre o plano da GM para as baterias quando quebrassem ou morressem. Acontece que a GM realmente não tinha um. Spires transformou essa abertura em um negócio que agora lida com a logística de baterias EV mortas e morrendo de todas as grandes montadoras que vendem nos Estados Unidos, exceto Tesla . A Spires New Technologies pega baterias defeituosas e os transporta, testa e, quando possível, os desmonta, conserta e recondiciona. “Sujamos as mãos”, diz Spires.
Quando as baterias não podem ser consertadas ou reutilizadas, a empresa recicla algumas em suas instalações no local. Ele também armazena baterias. Muitos deles. O armazém principal da SNT em Oklahoma City contém centenas de baterias de carros elétricos, empilhadas em prateleiras que se projetam a 9 metros de altura. Com a retirada do Bolt, a GM enviará ao SNT muito mais.
Essas baterias, e milhões mais como elas que eventualmente sairão da estrada, são um desafio para o futuro eletrificado do mundo. As montadoras estão despejando bilhões na eletrificação com a promessa de que esta geração de carros será mais limpa do que seus predecessores movidos a gás. Até o final da década, a Agência Internacional de Energia estima que haverá entre 148 milhões e 230 milhões de veículos movidos a bateria nas estradas em todo o mundo, respondendo por até 12 por cento da frota automotiva global.
A última coisa que alguém deseja é que essas baterias se transformem em lixo. As baterias de íon de lítio, como outros eletrônicos, são tóxicas e podem causar incêndios destrutivos que se espalham rapidamente - um perigo que aumenta especialmente quando são armazenadas juntas. Um relatório recente da EPA descobriu que baterias de íon de lítio causaram pelo menos 65 incêndios em instalações de resíduos municipais no ano passado, embora a maioria tenha sido acionada por baterias menores, como as feitas para telefones celulares e laptops. No depósito da SNT, canos de água de emergência em vermelho vivo serpenteiam pelos tetos, uma proteção contra calamidades.
Mas, vistas de outra forma, essas baterias velhas são uma oportunidade para um futuro automotivo ainda mais verde. Os EVs são mais ecológicos do que seus homólogos a gás, mas ainda têm custos ambientais. As baterias contêm minerais valiosos como cobalto e lítio, que são extraídos e processados principalmente no exterior, onde custam caro às comunidades locais em abusos de mão de obra e recursos vitais como águae contribuir para as emissões globais de carbono. Por causa disso, a demanda não controlada por novos carros elétricos “reduzirá as emissões de gases de efeito estufa em países desenvolvidos e centros urbanos e sacrificará os locais” onde os materiais são extraídos, diz Hanjiro Ambrose, engenheiro da Universidade da Califórnia, Davis Institute of Transportation Studies.
Em um mundo ideal, cada uma dessas baterias de íon de lítio empilhadas no depósito de Oklahoma seria reutilizada e reciclada, ad infinitum, para criar as baterias de íon de lítio de 10, 25, até 50 anos a partir de agora - com pouco material novo necessário. Os especialistas chamam isso de "economia circular". Para fazer isso funcionar, os recicladores estão correndo para criar uma maneira eficiente e ecológica de reduzir uma bateria usada às suas peças mais valiosas e, em seguida, refazê-las em algo novo. Os participantes incluem Redwood Materials , uma empresa de Nevada liderada por ex-executivos da Tesla; Northvolt da Europa; e Li-Cycle, com sede em Toronto. Outros planejam extrair todos os elétrons possíveis de uma bateria antes que ela seja reciclada, oferecendo um segundo ou terceiro uso depois que ela sair do carro.
Em teoria, de acordo com pesquisa feita no laboratório de Alissa Kendall, professora de engenharia civil e ambiental da Universidade da Califórnia, Davis, materiais reciclados poderiam fornecer mais da metade do cobalto, lítio e níquel em novas baterias até 2040, mesmo quando os EVs se tornam mais populares. A indústria emergente de EV precisa de um processo inteligente de fim de vida para baterias, ao lado de estações de recarga generalizadas, técnicos automotivos treinados e uma rede elétrica fortificada. É uma infraestrutura essencial, a chave para tornar nosso futuro eletrificado o mais verde possível. “Temos que controlar essas baterias em fim de vida”, diz Kendall. "Não deveria ser um fluxo de terror."
Uma coisa parece certa: a maneira atual de lidar com carros que passaram do seu auge não vai funcionar. Os carros são tipicamente viajantes do mundo; o veículo médio pode ter de três a quatro proprietários e cruzar fronteiras internacionais durante sua vida útil. Quando finalmente morre, cai em uma rede mundial de leiloeiros, desmanteladores e ferros-velhos que tentam descartar os carros da maneira mais lucrativa possível. “Esses veículos vão a leilão e qualquer um pode pegá-los”, diz Kendall. “É onde fica o Velho Oeste.”
O sistema de hoje funciona principalmente porque a sucata tem valor e há um mercado saudável para peças de automóveis convencionais. Os desmanteladores - incluindo aqueles que voam sob o radar dos reguladores - fazem uma bela arte de torcer cada centavo de um carro morto, explica Andy Latham, CEO da Salvage Wire, uma consultoria de reciclagem de automóveis no Reino Unido. Isso inclui as baterias de chumbo-ácido que dão partida em carros movidos a gasolina. Mais de 95% delas são recicladas hoje porque os consumidores podem reclamar depósitos quando devolvem as baterias, e elas são relativamente simples de desmontar.
As baterias de íon de lítio são, em contraste, máquinas pesadas com dezenas de componentes e designs radicalmente diferentes dependendo do fabricante. “As tensões nessas baterias são letais”, diz Latham, que treina salvadores apenas começando com EVs. “As pessoas não conhecem os riscos envolvidos.”
Extrair os materiais valiosos de uma bateria EV é difícil e caro. O processo de reciclagem normalmente envolve a trituração de baterias e, em seguida, sua decomposição com calor ou produtos químicos em instalações dedicadas. Essa parte é relativamente simples. A parte mais difícil é levar as baterias descarregadas para essas instalações, de onde quer que tenham morrido. Cerca de 40% do custo total da reciclagem, de acordo com um estudo recente, é o transporte. As baterias EV são tão grandes que precisam ser enviadas por caminhão ( nãoavião) em caixas especialmente projetadas, muitas vezes em grandes distâncias, para chegar a instalações de reciclagem centralizadas.
O manuseio de baterias de íon-lítio é tão exigente que as concessionárias optaram por enviar um veículo danificado de 4.000 libras inteiro para Oklahoma City, apenas para que a SNT possa extrair e consertar ou reciclar a bateria de 1.000 libras de seu interior.
Ao todo, a jornada exige tanto mão-de-obra e recursos que geralmente excede os custos de desenterrar novos materiais do solo. Atualmente, o único material de bateria que pode ser reciclado com lucro é o cobalto, porque ele é raro e caro. Pelo mesmo motivo, muitos fabricantes de baterias esperam eliminá-lo de seus produtos químicos em breve, ameaçando tornar a proposta de valor para os recicladores ainda mais difícil. “Reciclar não vai ser lucrativo para todos. Isso é economia de fantasia ”, diz Leo Raudys, CEO da Call2Recycle, uma organização sem fins lucrativos que lida com a logística de reciclagem de baterias descarregadas. Mesmo as baterias sem cobalto são tóxicas e um perigo de incêndio, embora ainda contenham muitos materiais valiosos, como lítio e níquel. Mas reciclá-los com responsabilidade é simplesmente menos lucrativo.
Em suma, quem acaba com uma bateria descarregada provavelmente terá que pagar um reciclador para retirá-la de suas mãos. Raudys compara isso ao início da era do manuseio de lixo eletrônico, quando produtores e recicladores ficavam presos nas pernas. “Você ainda viu muitas TVs de tubo acabando em valas”, diz ele.
Há menos risco disso para as baterias EV, diz Raudys, em parte porque são muito grandes e difíceis de esconder. Um aterro não os levará intencionalmente devido ao risco de incêndio. Um pacote enorme jogado em algum lugar é mais fácil de rastrear até o proprietário ou, pelo menos, seu fabricante. Isso ajudará a manter a maioria das baterias a caminho da reciclagem.
Hans Eric Melin, fundador da Circular Energy Storage, uma consultoria que se concentra no gerenciamento do ciclo de vida da bateria, concorda. O tempo resolverá vários problemas. À medida que mais baterias morrem, as economias de escala reduzirão os custos. Outra chave, diz Melin, é localizar os fabricantes e recicladores de baterias mais próximos uns dos outros. Ele observa que a indústria de reciclagem de baterias mais desenvolvida está na China, onde 70% das baterias de íon-lítio são fabricadas. Na América do Norte e na Europa, há menos fabricação e menos reciclagem. Mas algumas montadoras criaram programas internos de reciclagem para recuperar os próprios materiais, enquanto os recicladores também estão pensando na fabricação de baterias. Em setembro, a Redwood Materials disse que começaria a construir cátodos de bateria a partir de metais recuperados.
Ainda assim, outros dizem que algumas baterias “vazarão” desses sistemas e não serão recicladas imediatamente. Alguns carros elétricos acabarão no exterior, como fazem atualmente cerca de 40% dos veículos movidos a gás. É um destino comum porque os carros considerados impróprios para as estradas dos EUA ainda podem ser enviados para o exterior e vendidos com um grande desconto. Melin diz que um pequeno número de EVs mais antigos já estão se mudando para o exterior. Em sua pesquisa, ele achou fácil rastrear modelos mais antigos do Nissan Leaf totalmente elétrico na Ucrânia, onde a empresa não os vendeu até o verão.
“Temos que controlar essas baterias em fim de vida. Não deveria ser um fluxo de terror. ”
ALISSA KENDALL, PROFESSORA DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL, UC DAVIS
Enviar carros usados para o exterior é uma forma importante de tornar os veículos elétricos acessíveis aos países mais pobres, observa Melin. Mas isso levanta a questão de se esses locais estão preparados para uma reciclagem segura e ambientalmente correta quando os veículos morrerem. “Temos evidências do comércio de lixo eletrônico de que pode haver versões ruins de reciclagem”, diz Kendall, apontando para lugares como Índia e Sudeste Asiático. “É uma miséria.”
Mais perto de casa, outras baterias EV podem “vazar” para cantos sombrios da indústria automobilística nacional, com jogadores que não têm dinheiro ou desejo de lidar com o lixo. Um resultado é o armazenamento de baterias na esperança de que os custos de reciclagem caiam eventualmente ou que o valor das baterias aumente. “Parte disso é ilusão”, diz Kendall. Às vezes, as baterias acabam com DIYers entusiastas, mas nem sempre preocupados com a segurança . Isso pode ser útil, porque esses DIYers provavelmente extrairão mais elétrons de baterias usadas, reaproveitando-as para novas aplicações, como armazenamento de energia em casa. Mas algumas baterias são divididas em células ou módulos individuais para reaproveitamento, o que significa que é mais provável que desapareçam.
O governo provavelmente também se envolverá, como fez com o sistema de depósito de baterias de chumbo-ácido.
No ano passado, a União Europeia propôs regulamentações que exigiriam que os fabricantes de baterias e automóveis tratassem da reciclagem de baterias, independentemente de quem as possui no final de suas vidas. “O desmontador pode se virar e dizer: 'Não quero essa coisa no meu quintal. Aqui, leve embora, Honda ou Tesla ou Toyota '”, explica Latham, da Salvage Wire. Novos padrões na UE também ditariam quanto dos metais preciosos contidos nas novas baterias precisará ser reciclado de dispositivos anteriores, em vez de material virgem.
Regular a indústria de baterias exige um equilíbrio cuidadoso , explica Melin. Regras estritas destinadas a maximizar o verde dos EVs podem retardar a adoção de carros elétricos e levar à queima de mais combustíveis fósseis - um destino muito pior para o planeta. Uma preocupação particular para os fabricantes de automóveis é um requisito com um alto limite de materiais reciclados a serem incluídos em novas baterias; isso pode ser difícil de conseguir, especialmente a curto prazo, e pode aumentar os custos da bateria.
Nos Estados Unidos, a Agência de Proteção Ambiental da Califórnia convocou um comitê consultivo para considerar as regras em potencial para a reciclagem de baterias. Em reuniões recentes, lobistas da indústria automotiva argumentaram que quem tira a bateria de um carro no final de sua vida deve ser responsável por garantir que ela chegue a um reciclador, potencialmente auxiliado por incentivos. As montadoras serviriam de barreira para as baterias que caem pelas rachaduras.
Em Oklahoma City, as baterias no depósito da SNT vieram principalmente de carros que ainda estão na garantia, o que significa que as montadoras são responsáveis por elas. Tyler Helps, chefe de desenvolvimento de negócios da empresa, diz que os fabricantes de automóveis estão pagando à SNT para manter suas baterias velhas porque não sabem como será o mercado de baterias usadas e se os materiais dentro da bateria podem ser mais valiosos no futuro . “Então, em vez de os fabricantes de automóveis dizerem: 'Vou descartar esses materiais', eles dizem: 'Vou apenas segurá-los'”, diz ele.
Sentado em uma sala de conferências no final do corredor, perto das torres de baterias, o próprio Spires expressa otimismo. O último inquilino desse galpão era uma empresa que construía peças para oleodutos, ressalta. Agora é propriedade de uma empresa que ajuda os fabricantes de automóveis a garantir que seus carros elétricos sejam tão verdes quanto possível.
Eles ainda estão descobrindo o plano para muitas das baterias neste depósito, mas Spires acredita que, no final, elas serão vistas como uma oportunidade, não como um desperdício. “Se você pode construir um modelo econômico que funcione como uma cenoura, então faz sentido que toda a indústria trabalhe em direção a esse objetivo”, diz ele. “Acho que é um motivador muito maior do que a regulamentação.” Ele está motivado para fazer isso direito. Afinal, há grandes coisas em jogo aqui - como o planeta .
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