Европейско-американский бум зеленых технологий порой очень похож на череду необдуманных решений.
Массовое внедрение электромобилей, например, запустили без возможности переработки отработавших своё аккумуляторных батарей.
Надо отметить, это не новость – когда на рубеже XIX–XX веков появлялся автомобиль в классическом понимании слова, никто не заботился о судьбе отработавших своё машин. С тех пор прошло более 150 лет, но подход принципиально не поменялся.
Как утилизировать миллионы литийионных батарей, которые выйдут из обращения в ближайшее десятилетие, до сих пор непонятно.
Сейчас только в ЕС порядка 8 миллионов электрокаров, а к началу 2030-х это число увеличится в 2–3 раза. Только компания BMW к 2030 году планирует собрать не менее 7 млн машин на электротяге.
В настоящее время рециклингу подвергается, по самым оптимистичным подсчетам, не более 10–15 % отработавших своё батарей.
В определенный момент критическая масса будет достигнута, и это вызовет настоящий литийионный коллапс.
Кстати, расчетливые европейцы с японцами уже нашли частичное решение этой проблемы – отправлять подержанные электромобили в Россию.
Несколько лет назад в Европе условный Nissan Leaf был куплен в автосалоне со значительным «зеленым» дисконтом, а сейчас продан за рубеж с небольшой в итоге потерей стоимости. Второй бонус – проблема утилизации мощной батареи теперь не европейская, а российская. Пока у нас в стране зарегистрировано чуть более 6 тыс. электрокаров, но с каждым годом парк машин только увеличивается.
В России на данный момент нет фабрик, ответственных за утилизацию литийионных батарей. А если бы они и были, то далеко не из каждого региона есть возможность вывести батарею весом в несколько десятков, а то и сотен килограмм.
Как, например, доставить тяговый аккумулятор упоминаемого Nissan Leaf, например, из Красноярского края к месту утилизации где-нибудь на Урале?
Гораздо проще купить очередную подержанную батарею, а прежнюю просто выкинуть. Для справки – одна батарейка формата AA заражает до 20 кв. метров земли. А в одной только Tesla Model S таких аккумуляторов около 7 тыс. штук.
Не прогнозируют проблему утилизации гигантского количества батарей и в российском правительстве.
Недавно приняли Концепцию по развитию производства и использования электрического автомобильного транспорта в Российской Федерации на период до 2030 года. Не вдаваясь глубоко в суть документа, стоит отметить, что уже через девять лет каждый десятый выпускаемый в России автомобиль будет на электротяге.
В этот фантастичный сценарий, похоже, не верят даже в самом правительстве, так как не запланировали программы дальнейшей утилизации литийионных тяговых батарей. Как вариант развития событий – в ближайшее время все-таки появится очередной проект развития отрасли утилизации батарей с аналогичными перспективами.
И электромобили здесь только часть проблемы.
За последние пару лет число индивидуальных самодвижущихся гаджетов на электротяге увеличилось в 15 раз. В конце концов, эта техника прикажет долго жить, освободив миллионы негодных аккумуляторов.
Срок службы батарей от электрокаров хоть как-то можно продлить использованием в качестве стационарных накопителей энергии, а с аккумуляторами от самокатов все сложнее. В хозяйстве толку от них мало, сдать их как свинцовые батареи некуда, поэтому пользователи чаще всего их просто выбрасывают...
Проблема лития в составе батарей – в высокой стоимости рециклинга: заводам проще закупать природное сырье, чем перерабатывать отслужившие батареи. Поэтому технологии и не догоняют потребности утилизации.
Существующие сейчас приемы переработки никак нельзя назвать экологически чистыми.
Проще всего оказалось батареи просто сжечь, восстановить часть металлов, а все остальное превратить в шлак. К слову, в шлаке остается навсегда литий, алюминий, кальций и другие элементы. Доставать это добро никто не собирается, и отходы просто добавляются в состав бетона. О том, что металлы все равно рано или поздно попадут в природу, никто особо не задумывается. Не говоря уже о больших объемах токсичных газов, выделяемых при горении, которые опасны даже после очистки.
Компания Toxco предложила, наоборот, охлаждать батареи до -195 градусов Цельсия жидким азотом. Замороженные и хрупкие аккумуляторы измельчаются стальными жерновами. Полученная смесь разделяется различными сепараторами, а соли лития с помощью жидких реагентов восстанавливаются до металлического лития. Процесс почти идеален, если не считать гигантских затрат энергии, которые во многом нивелируют все бонусы экологически чистых технологий.
Есть и более примитивный способ механической переработки, заключающийся в простом измельчении батарей с последующим разделением компонентов.
Но, во-первых, при таком производстве велика вероятность воспламенения литийионных батарей. Одна испортившаяся в процесс перевозки батарея способна спалить на корню цех переработки – тушить горящий литий очень непросто.
Во-вторых, производительность подобных фабрик механического разрушения слишком низкая. Придется занять приличные территории, прежде чем удовлетворить постоянно растущий утилизационный спрос.
Второй, но далеко не единственной, проблемой широко рекламируемого «зеленого» перехода стали лопасти ветрогенераторов.
Как и любые механические устройства, они имеют свойство изнашиваться и требуют замены. Только вот семитонную сорокаметровую лопасть очень непросто пристроить. Все дело в материале – легком и прочном композите, который почти не поддается вторичному использованию.
На первый взгляд, эта проблема кажется не столь важной – не так часто ветрякам требуется замена лопастей. Конечно, не часто, только вот ветряков на планете развелось очень много, и только в Соединенных Штатах каждый год выбрасывают более 8 тыс. лопастей. В Европе в ближайшие восемь лет выведут из эксплуатации около 5,7 тыс. ветряков, а это более 17 тыс. лопастей.
Если литийионные аккумуляторы можно хотя бы попытаться утилизировать на редких перерабатывающих предприятиях, то с композитными конструкциями вообще ничего не сделать полезного.
Самое простое – распилить алмазными дисками для удобства перевозки и просто закопать. Так поступают в американских штатах Вайоминг, Южная Дакота и Айова. Десятки квадратных километров занимают под захоронения «зеленых» технологий. Композит сотнями лет не разлагается в природе, особого вреда не приносит, но «кладбища турбин» практически навсегда изымаются из хозяйственного оборота.
Американцы с их бескрайними прериями могут себе позволить закапывать останки «электрических мельниц», чего нельзя сказать о тесной Европе. Однако делать нечего, и Евросоюз вынужден одобрять подобное.
Пока только Германия, Австрия, Нидерланды и Финляндия запретили на своей территории закапывать лопасти ветряков. Альтернативой может стать старое доброе сжигание лопастей, с последующей утилизацией угля в составе бетонных смесей. Токсичный газовый хвост и большие затраты такого способа заставляют искать новые подходы.
Частичным решением может стать механическое и очень энергоёмкое измельчение лопастей с последующим добавлением полученного продукта в пластмассы. Или, например, прессовать его и изготавливать напольные покрытия. Но этот процесс эффективен только на 40 % – остальное приходится выбрасывать.
Кроме этого, не решается вопрос с наполненной композитами пластмассой, которую позже так или иначе придется утилизировать. В поисках решения датчане из Vestas предлагают создавать лопасти из утилизируемого на 100 % материала. Пока, правда, нет готовых образцов, а серийной технология может стать только к 2040 году.
Экологически чистые источники энергии, как показывает практика, несут с собой ворох трудноразрешимых проблем.
С одной стороны, «зеленые» технологии действительно снижают зависимость от ископаемого топлива.
А, с другой – энергия, потраченная на утилизацию, может съедать немалую часть выгоды.
К этому добавляются риски, связанные с нестабильной ветреной погодой, способной остановить тысячи ветряков и поднять цены на традиционное топливо.
В любом случае чрезмерно быстрый «зеленый» переход не кажется таким уж спасительным для планеты, как в самом начале истории его анонсирования.
