ยุคแห่งรถยนต์ EV การรีไซเคิลแบตเตอรี่รถ EV คือสิ่งสำคัญ

ยุคแห่งรถยนต์ EV การรีไซเคิลแบตเตอรีรถ EV คือสิ่งสำคัญ

ยุคแห่งรถยนต์ EV การรีไซเคิลแบตเตอรี่รถ EV คือสิ่งสำคัญ

ยุคแห่งรถยนต์ EV การรีไซเคิลแบตเตอรีรถ EV คือสิ่งสำคัญ

ในปัจจุบัน ผู้คนหันมาใช้รถยนต์ พลังงานไฟฟ้า หรือ EV กันมากขึ้น ด้วยหลายๆปัจจัย อย่างแรกเลย คือ ประหยัด และช่วยโลก แต่เราต้องมองให้ลึกกว่านั้น ถ้าในอนาคตแบตเตอร์รี่ ของรถยนต์ EV กลับกลางไปเป็นขยะ อิเล็กทรอนิกส์ เราจะทำอย่างไร วันนี้เราจะมาดูกันว่า แบตเตอร์รี่รถยนต์ไฟฟ้า EV จะสามารถนำมา รีไซเคิ้ลได้หรือไม่ และมีองค์ประกอบอะไรบ้าง

ภายในแบตเตอรีของรถยนต์ไฟฟ้า (EV) มีแร่ธาตุสำคัญ เช่น โคบอลต์และลิเธียม ที่เราจำเป็นที่จะต้องรีไซเคิลพวกมัน ไม่เช่นนั้นเราต้องขุดเหมืองเพื่อสรรหาแร่ธาตุเหล่านี้ต่อไปอย่างไม่รู้จบ

สัปดาห์ที่ผ่านมา ฟอร์ดเปิดตัวรถยนต์รุ่น เอฟ-150 ไลท์นิ่ง (F-150 Lightning) ซึ่งเป็นรถยนต์ไฟฟ้าที่ขายดีที่สุดในอเมริกา ถือเป็นช่วงเวลาสำคัญในประวัติศาสตร์ของวงการรถยนต์ไฟฟ้า ด้วยแรงขับเคลื่อน 530 แรงม้า และราคาที่ต่ำกว่า 40,000 ดอลลาร์สหรัฐ (ประมาณ 1.2 ล้านบาท) ใน 48 ชั่วโมงแรกหลังจากการเปิดตัวของยักษ์ใหญ่ที่ขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่ ฟอร์ดได้รับยอดการสั่งซื้อล่วงหน้ากว่า 45,000 คัน เทียบเท่ากับเกือบ 20 เปอร์เซ็นต์ของรถยนต์ไฟฟ้าที่จดทะเบียนในสหรัฐอเมริกาเมื่อปีที่แล้ว เอฟ – 150 ไลท์นิ่ง และรถยนต์ไฟฟ้ารุ่นอื่น ๆ อีกหลายร้อยแบบที่บริษัทผู้ผลิตรถยนต์ชั้นนำกำลังจะเปิดตัวในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า เป็นสัญญาณว่าในที่สุดการปฏิวัติของรถยนต์ไฟฟ้ากำลังจะมาถึงในที่สุด แต่ในขณะที่อุตสาหกรรมรถยนต์ไฟฟ้าที่ถือว่าเป็นหัวใจสำคัญในการต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ (climate change) กำลังเติบโต ความท้าทายใหม่ก็ได้เกิดขึ้นควบคู่กัน นั่นคือจะทำอย่างไรให้ได้มาซึ่งแร่ธาตุทั้งหมดที่มีความจำเป็นต่อการผลิตแบตเตอรี่

ลิเธียม นิกเกิล โคบอลต์ และทองแดงภายในแบตเตอรีเหล่านี้ ล้วนถูกขุดขึ้นจากพื้นโลก ในปัจจุบันการทำเหมืองแร่ธาตุส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในสถานที่ เช่น รัสเซีย อินโดนีเซีย และคองโก ซึ่งล้วนเป็นสถานที่ที่การกำกับดูแลสิ่งแวดล้อมไม่ดี มาตรฐานแรงงานหละหลวม และอุตสาหกรรมเหมืองมักมีประวัติจากการคัดค้านและข้อพิพาทกับชุมชนในท้องที่ ด้วยจำนวนรถยนต์ไฟฟ้าที่คาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็น 145 ล้านคันภายในปี 2030 ความต้องการแร่ธาตุเหล่านี้จึงมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ทำให้หน่วยเฝ้าระวังในอุตสาหกรรมบางแห่งออกมาเตือนว่า ความนิยมที่เพิ่มมากขึ้นการขนส่งที่สะอาดก็สามารถก่อให้เกิดการขุดเหมืองที่สกปรกและก่อมลพิษมากขึ้นได้

เพื่อลดความจำเป็นในการขุดแร่ขึ้นมาใหม่ ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าเราต้องหาทางที่จะรีไซเคิลแบตเตอรีของรถยนต์ไฟฟ้าให้ดีขึ้นเมื่อพวกมันหมดอายุการใช้งานแล้ว ในขณะที่แบตเตอรีของรถยนต์ไฟฟ้าจะมีอายุการใช้งานที่สั้น และมีการคาดการณ์ว่าแบตเตอรีอีกหลายล้านตันจะถูกทิ้งเปล่าในทศวรรษหน้า แบตเตอรีเหล่านี้สามารถกลายมาเป็นส่วนสำคัญในการตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรมรถยนต์ไฟฟ้าได้ แต่ต้องอาศัยวิธีการรีไซเคิลที่ดีขึ้นประกอบกับนโยบายของรัฐบาลในการสนับสนุนเพื่อให้แน่ใจว่าแบตเตอรีเหล่านั้นจะไม่ลงเอยที่บ่อขยะแทน

ยุคแห่งรถยนต์ EV การรีไซเคิลแบตเตอรีรถ EV คือสิ่งสำคัญ-1

ทำความเข้าใจกับแบตเตอรี่

แม้แบตเตอรีของรถยนต์ไฟฟ้านั้นจะเป็นเทคโนโลยีที่ซับซ้อน แต่ในเบื้องต้นก็ไม่ได้ต่างจากแบตเตอรีลิเธียมไอออนภายในโทรศัพท์ของพวกเราทุกคน เซลล์ของแบตเตอรี่ประกอบไปด้วยแคโทดโลหะ (ผลิตจากลิเธียมไอออนและองค์ประกอบอื่น ๆ รวมทั้งโคบอลต์ นิกเกิล แมงกานีส และเหล็ก) แอโนดกราไฟต์ ตัวคั่น (separator) และอิเล็กโทรไลต์เหลวที่โดยทั่วไปจะประกอบไปด้วยเกลือลิเธียม ซึ่งเมื่อลิเธียมไอออนมีประจุไหลจากขั้วบวกไปยังขั้วลบก็จะเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น

แม้แบตเตอรีเพียงก้อนเดียวสามารถให้พลังงานเพียงพอแก่โทรศัพท์ได้ แต่การจะทำให้รถวิ่งได้นั้นจำเป็นต้องใช้หลายพันเซลล์แบตเตอรีรวมเข้าด้วยกัน โดยทั่วไปแล้ว ในชุดของโมดูลจะมีการเชื่อมต่อแบตเตอรีเข้าด้วยกันและบรรจุลงในปลอกโลหะเพื่อป้องกันความเสียหาย ซึ่งแบตเตอรีทั้งหมดนี้อาจมีน้ำหนักถึงราวหนึ่งพันปอนด์ในแต่ละชิ้น (มีรายงานว่าแบตเตอรี่ของรุ่น เอฟ-150 ไลท์นิ่ง มีน้ำหนักมากเกือบ 2,000 ปอนด์) วัสดุมีค่าส่วนใหญ่ที่ผู้รีไซเคิลต้องการแยกออกมา จะสามารถพบได้ในแต่ละเซลล์ของแบตเตอรีแต่ละเซลล์ อย่างไรก็ตาม แบตเตอรีของรถยนต์ไฟฟ้าถูกออกแบบมาเพื่อให้ใช้งานได้นานหลายปีและใช้งานได้หลายพันไมล์ และไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่อให้รื้อชิ้นส่วนได้ง่าย

พอล แอนเดอร์สัน (Paul Anderson) ผู้ตรวจสอบด้านหลักการการรีไซเคิลและการใช้ซ้ำของแบตเตอรีลิเธียมไอออน ในสถาบันฟาราเดย์ ซึ่งเป็นโครงการที่จัดทำขึ้นที่มหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮมในสหราชอาณาจักร กล่าวว่า “ด้วยเหตุผลดี ๆ มากมายที่คุณจะสามารถคิดขึ้นมาได้ คุณจะไม่ต้องการให้มันสามารถแยกออกจากกันได้ในทันที” ส่วนหนึ่งเนื่องจากต้นทุนและความซับซ้อนในการแยกชิ้นส่วนของแบตเตอรีรถยนต์ไฟฟ้า วิธีการรีไซเคิลในปัจจุบันจึงไม่มีประสิทธิภาพเท่าไรนัก หลังจากที่แบตเตอรีหมดอายุการใช้งานและถูกถอดปลอกหุ้มออกแล้ว ชุดโมดูลมักจะถูกหั่นเป็นชิ้นเล็ก ๆ และส่งลงไปในเตาเผา

ทำให้วัสดุที่เบากว่า เช่น ลิเธียมและแมงกานีสถูกเผาไหม้ เหลือทิ้งไว้แต่โลหะผสมที่มีมูลค่าสูงกว่า เช่น ทองแดง นิกเกิล และโคบอลต์ จากนั้นโลหะแต่ละชนิดก็จะถูกทำให้บริสุทธิ์โดยการใช้กรดแก่ กระบวนการเหล่านี้เรียกว่า ไพโร และ ไฮโดรเมทรัลเลอจิคัล รีคัฟเวอรี่ (pyro- and hydrometallurgical recovery) ซึ่งต้องใช้พลังงานมากและยังทำให้เกิดก๊าซพิษจำนวนมาก ในขณะที่โคบอลต์และนิกเกิลมักจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ในอัตราที่สูง แต่ลิเธียมกลับไม่มีค่าเพียงพอสำหรับเหล่านักรีไซเคิล ซึ่งมีมูลเหตุมาจาก ตัวลิเธียมที่ถูกกลับมาใช้ใหม่มักจะไม่มีคุณภาพที่เหมาะสมสำหรับการผลิตแบตเตอรีรถยนต์ไฟฟ้าอีกต่อไป

ในอนาคตนั้นอาจเป็นไปได้ว่าเราจะมีตัวเลือกที่สะอาดและมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น เช่น การรีไซเคิลโดยตรงหรือการแยกวัสดุแคโทดออกจากเซลล์แบตเตอรีและทำการฟื้นฟูส่วนผสมของสารเคมีที่อยู่ภายในแบตเตอรี รวมถึงการเติมลิเธียมสำรองที่หมดไปจากการใช้งาน แทนที่การสกัดโลหะแต่ละชนิดออกจากกันด้วยวิธีเดิม ๆ

ในขณะที่วิธีการรีไซเคิลโดยตรงยังคงอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา วิธีการนี้อาจช่วยให้เหล่านักรีไซเคิลสามารถกู้คืนวัสดุภายในแบตเตอรีได้มากขึ้นและได้รับมูลค่าของผลิตภัณฑ์ที่สูงกว่า ดังที่ เกวิน ฮาร์เพอร์ (Gavin Harper) นักวิจัยจากสถาบันฟาราเดย์ได้กล่าวไว้ว่า

“จริงอยู่ที่วัตถุดิบ (raw materials) นั้นมีคุณค่า แต่วิธีที่จะนำวัตถุดิบเหล่านั้นมาประกอบรวมกันต่างหากที่มีคุณค่ามากยิ่งกว่า นั่นต่างหากจึงจะเป็นทางแก้ปัญหาที่ดีของการรีไซเคิล โดยการพยามรักษาคุณค่าที่อยู่ในโครงสร้าง ซึ่งไม่ได้จำกัดอยู่เพียงแต่ในตัววัสดุที่ใช้”

ขยับขยายอุตสาหกรรม

องค์กรพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) ประเมินว่าปัจจุบันทั่วโลกมีศักยภาพในการรีไซเคิลแบตเตอรีรถยนต์ไฟฟ้าที่หมดอายุการใช้งานแล้วอยู่ที่ 180,000 เมตริกตันต่อปี ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับจำนวนรถยนต์ไฟฟ้าที่จะเริ่มมีการใช้งานในปี 2019 ซึ่งจะทำให้เกิดขยะจากแบตเตอรี่เป็นปริมาณ 500,000 เมตริกตัน ซึ่งตัวเลขดังกล่าวแสดงให้เห็นถึงสถิติเพียงครึ่งปีเท่านั้น องค์กรพลังงานระหว่างประเทศยังได้มีการคาดการณ์ว่าภายในปี 2040 จะมีการใช้พลังงานถึง 1,300 กิกะวัตต์ต่อชั่วโมงในการรีไซเคิลแบตเตอรี เมื่อกล่าวในแง่ของมวล (mass) ฮาร์เพอร์ได้ระบุว่าแบตเตอรีขนาด 80 กิโลวัตต์จากรถรุ่น เทสลา โมเด็ล 3 มีน้ำหนักมากกว่าพันปอนด์ ซึ่งถ้าหากแบตเตอรี่ทีหมดอายุการใช้งานเหล่านั้นต่างจากรถรุ่น เทสลา โมเด็ล 3 ก็จะมีขยะจากแบตเตอรี่มากเกือบ 8 ล้านเมตริกตัน ซึ่งจะมีมวลมากกว่าพีระมิดกีซามากถึง 1.3 เท่าตัว

ถ้าหากสามารถปรับขยายขนาดของการรีไซเคิลได้ ขยะเหล่านั้นอาจจะกลายมาเป็นแหล่งวัตถุดิบแร่ธาตุที่สำคัญก็เป็นได้ ซึ่งในตลาดของรถยนต์ไฟฟ้าที่เติโตอย่างรวดเร็วสอดคล้องกับการจำกัดสภาวะโลกร้อนให้อยู่ต่ำกว่า 3.6 องศาฟาเรนไฮต์ (2 องศาเซลเซียส) องค์กรพลังงานระหว่างประเทศประมาณการว่าการรีไซเคิลจะสามารถตอบสนองความต้องการแร่ธาตุของอุตสาหกรรมรถยนต์ไฟฟ้าได้ถึง 12 เปอร์เซ็นต์ภายในปี 2040 แต่ถ้าหากมีการกระทำที่ควบคู่ไปกับการมีสมมติฐานต่อการรีไซเคิลในแง่ดีมากยิ่งขึ้น การรีไซเคิลก็จะยิ่งมีบทบาทมากขึ้นในอุตสาหกรรมมากขึ้นไปอีก เมื่อเร็ว ๆ นี้รายงานจาก เอิร์ธเวิร์ค ระบุว่าหากเราสามารถนำแบตเตอรีหมดอายุการใช้งานแล้วมารีไซเคิลได้ทั้งหมด โดยเฉพาะแร่ลิเธียม เราสามารถที่จะตอบสนองความต้องการแร่ลิเธียมในอุตสาหกรรมรถยนต์ไฟฟ้าได้มากถึง 25 เปอร์เซ็นต์ และกว่า 35 เปอร์เซ็นสำหรับแร่โคบอลต์และนิกเกิลภายในปี 2040

ในปัจจุบันสหภาพยุโรปได้มีการควบคุมการกำจัดแบตเตอรีรถยนต์ไฟฟ้าภายใต้โครงการ “extended producer responsibility” และกำลังปรับปรุงกฎระเบียบเพื่อกำหนดเป้าหมายเฉพาะสำหรับการนำแร่ธาตุกลับมาใช้ใหม่ แต่ในสหรัฐอเมริกากลับมีเพียงสามรัฐเท่านั้นที่ได้ขยายข้อกำหนดด้านความรับผิดชอบของผู้ผลิตที่บังคับให้ผู้ผลิตต้องจัดการกับขยะขากแบตเตอรีลิเธียมไอออนของตน

และยังมีความพยามอื่น ๆ ประกอบกันไปด้วย เช่น การพัฒนาแบตเตอรีใหม่ที่ใช้แร่ธาตุน้อยลง การปรับปรุงระบบขนส่งสาธารณะ รวมไปถึงการสร้างเมืองที่เอื้อต่อการสัญจรด้วยการเดินและปั่นจักรยาน เพื่อลดความต้องการที่จะใช้รถยนต์ส่วนตัว อย่างไรก็ตาม แม้ว่าการรีไซเคิลจะตอบสนองความต้องการแร่ของแบตเตอรีเพี่ยงหนึ่งในสี่ถึงหนึ่งในสามในช่วงหลายทศวรรษข้างหน้า ริโอฟรานโคส์ ยังกล่าวว่า “เรื่องนี้ถือเป็นปะเด็นสำคัญในการช่วยให้เรา ‘หวนกลับไปทบทวนความสัมพันธ์ของเราตอเทคโนโลยีใหม่นี้ได้’”

การรีไซเคิลนั้นทำให้เราตระหนักได้ถึงข้อจำกัดในด้านชีวฟิสิกส์ ที่ว่าสิ่งเหล่านี้เป็นทรัพยากรที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้ และเราต้องใช้ประโยชน์จากสิ่งเหล่านี้คุ้มค่ามากที่สุด มากกว่าจะเป็นสิ่งที่เราขุดขึ้นมาจากผืนโลกแล้วทิ้งไปอย่างไม่รู้คุณค่า”

และสิ่งสำคัญอีกอย่างคือ การชาร์จแบตเตอร์รี่ไฟฟ้า ก็ต้องใช้ไฟฟ้าในการชาร์จ ถ้าเราเปลี่ยนมาใช้พลังงาน โซล่าเซลล์ จะช่วยให้เราประหยัดไฟฟ้าไปได้อย่างมาก เพราะการเปลี่ยนมาใช้ โซล่าเซลล์ จะทำให้เราประหยัดทั้งค่าไฟฟ้า และค่าชาร์จแบตเตอร์รี่ รถยนต์ EV เรียกได้ว่าคุ้มค่า X2 กันเลยทีเดียว

 

ENRICH ENERGY ผู้นำด้าน โซล่าเซลล์ แผงโซล่าเซลล์ รับติดตั้งโซล่ารูฟท็อปครบวงจร โดยทีมงานโซล่าร์มืออาชีพ

ENRICH ENERGY ผู้นำด้าน โซล่าเซลล์ แผงโซล่าเซลล์ อินเวอร์เตอร์ รับติดตั้งโซล่ารูฟท็อปครบวงจร โดยทีมงานโซล่าร์มืออาชีพ

สนใจ โซล่ารูฟท็อป หรือ อินเวอร์เตอร์ สามารถติดต่อเราได้ที่ 065-845-8698

ต้องการทราบรายละเอียดการติดตั้งระบบ โซล่ารูฟท็อป คลิก https://bit.ly/solarrich