Přihlásit se

Objevili se technické potíže. Odeslání Vašeho formuláře nebylo úspěšné. Prosím přijměte naši omluvu a zkuste to znovu později. Podrobnosti: [detaily]

Download

Registrovat se

Objevili se technické potíže. Odeslání Vašeho formuláře nebylo úspěšné. Prosím přijměte naši omluvu a zkuste to znovu později. Podrobnosti: [detaily]

Download

Děkujeme za registraci u společnosti Omron

E-mail k dokončení registrace účtu byl odeslán na adresu

Návrat na webovou stránku

získejte přímý přístup

Níže zadejte své údaje a získejte přímý přístup k obsahu na této stránce

Text error notification

Text error notification

Checkbox error notification

Checkbox error notification

Objevili se technické potíže. Odeslání Vašeho formuláře nebylo úspěšné. Prosím přijměte naši omluvu a zkuste to znovu později. Podrobnosti: [detaily]

Download

Děkujeme za váš zájem

Nyní máte přístup k Zajištění budoucnosti napájené bateriemi prostřednictvím automatizované recyklace

E-mail s potvrzením byl odeslán na

Pokračovat na stránku

Prosím nebo získejte přímý přístup a stáhněte si tento dokument

Sustainable Manufacturing
Operational Excellence
Industry 4.0

Zajištění budoucnosti napájené bateriemi prostřednictvím automatizované recyklace

Zveřejněno Sustainable Manufacturing17. Prosinec 2024

Baterie hrají zásadní roli při usnadňování rozšiřování obnovitelných zdrojů energie a elektrifikaci dopravy, protože přecházíme od závislosti na fosilních palivech k technologiím čistší energie, abychom splnili cíle dohodnuté na konferenci COP 28.

To poslalo trh s bateriemi na vzestupnou trajektorii, přičemž poptávku poháněly dva sektory – energetika a doprava. Podle Mezinárodní energetické agentury (IEA) představuje energetický sektor více než 90 % celkové poptávky po bateriích. Agentura uvádí, že jen v roce 2023 vzrostlo nasazení baterií v tomto sektoru meziročně o více než 130 %, čímž se do elektrických systémů po celém světě přidalo celkem 42 gigawattů (GW). Ukládání energie se objevuje jako hlavní využití baterií – jako prostředek k zachycování obnovitelné energie, který bude v budoucnu jen nabývat na významu. V odvětví dopravy mezitím baterie usnadnily vzestup elektromobilů, jízdních kol, nákladních automobilů, autobusů a dalších vozidel na baterie. 

Nejistoty v oblasti surovin

Budoucí růst výroby baterií a průmyslových odvětví, kterým slouží, však bude do značné míry záviset na zajištění spolehlivých dodávek materiálů, jako je lithium, kobalt, měď, nikl, mangan a grafit.

V současnosti Čína dominuje nejen výrobě baterií, ale i dodávkám surovin, neboť vlastní většinu dolů v Africe, Austrálii a Jižní Americe. Evropa má sice své vlastní zásoby bateriových surovin, ty však zatím nejsou využívány a proces otevření dolu trvá roky, nikoli měsíce.

Další možností, jak získat suroviny, je využít již vyrobené baterie. Teoreticky to pro Evropu představuje slibnou strategii, jak se zbavit závislosti na nejistých globálních dodavatelských řetězcích a zavést udržitelnou výrobu v uzavřeném cyklu. Skutečnost je ovšem taková, že recyklace baterií je strastiplnou cestou plnou komplikací.

Problémy s recyklací baterií

Hlavním problémem je nedostatečná standardizace v chemii a konstrukci baterií. Dnes nikdo pořádně neví, co je uvnitř baterií, které jsou v oběhu. Recyklační společnosti vytvořily databáze, do kterých mohou nahlížet, aby identifikovaly model baterie a určily materiály použité v konkrétní baterii, ale i když najdou shodu, neexistuje žádná záruka, že anatomie baterie bude odpovídat databázi. Během své životnosti baterie projde nevratnými chemickými a strukturálními změnami, které mohou vést k degradaci materiálu. Stejně tak změny dodavatelů surovin v průběhu životního cyklu konkrétního podtypu mohou vést ke změnám ve složení.

Další problém pro recyklační společnosti, které chtějí z baterií získávat a obnovovat suroviny, představuje kvalita. Kupříkladu lithium musí být stoprocentně čisté, aby se dalo znovu použít – stačí, aby došlo během procesu recyklace jen k nepatrnému znečištění, a opětovné použití už není možné.

Dalším problémem pak je, že ne všechny baterie se vracejí v dobrém stavu a poškození není vždy vidět, takže je pro recyklační společnosti posouzení jejich stavu ještě obtížnější. Autobaterie mohla být uložena ve voze, který měl nehodu, nebo se uzly v baterii opotřebovaly, přičemž obojí ovlivňuje u baterií jejich recyklovatelnost.

Vhodné pro další využití?

Recyklace baterií není jenom o získávání surovin pro výrobu nových baterií, ale rovněž o opravách a opětovném využití baterií. Když kapacita baterie klesne pod 80 %, což je úroveň, která se považuje za přijatelnou pro elektromobily, není důvod, proč by se nemohla baterie dál využívat jako součást řešení pro ukládání energie.

To s sebou ovšem přináší celou řadu problémů a recyklační společnosti musí v rámci dlouhého rozhodovacího procesu zjišťovat, zda je baterie vhodná pro další použití, než se odhodlají ji otevřít. Kromě toho musí zajistit, aby měly k dispozici dostatek stejných baterií pro velkokapacitní projekty skladování energie, kde není možné kombinovat různé typy baterií.

Třídění a demontáž baterií: ruční provoz

Demontáž baterií za účelem recyklace probíhá vzhledem k celé řadě problémů stále zcela manuálně. V podstatě jde o obrácený výrobní proces, při kterém je potřeba odděleně odstranit elektroniku a chemické látky. Kvůli ručnímu provádění se jedná nejen o pomalou a namáhavou, ale také o značně nebezpečnou práci. Baterie musí být před demontáží vybitá, protože kdyby se pracovník dostal do kontaktu s aktivními součástmi nabité baterie, mohlo by dojít k vážnému poranění elektrickým proudem. Další závažné zdravotní a bezpečnostní riziko při manipulaci s bateriemi představuje také přítomnost jedovatých materiálů, jako jsou rozpouštědla a elektrolyty.

Nařízení EU o bateriích

Nové nařízení EU o bateriích představuje obrovský krok k zavedení oběhového hospodářství pro baterie a jejich součásti. Kromě zavedení cílů pro efektivitu recyklace, využití materiálů a recyklovaný obsah zahrnuje legislativa několik požadavků, které do jisté míry pomůžou s řešením problémů, s nimiž se v současnosti recyklační společnosti potýkají.

Jednou z podmínek je, že baterie používané ve vozidlech a elektronice musí být vyjímatelné. Nejenže to prodlouží životnost těchto výrobků, ale rovněž to usnadní vyjmutí baterií pro účely recyklace.

V důsledku dalšího požadavku budou všechny baterie pro elektronická vozidla a průmyslové baterie s kapacitou nad 2 kWh prodávané na trhu v EU muset od roku 2027 také obsahovat jedinečný pas baterie, který bude možné získat prostřednictvím QR kódu. To úplně změní možnosti recyklace baterií, protože se tím odstraní řada nejasností týkajících se složení baterií.

Než však budou tyto digitální pasy pro recyklační společnosti prakticky použitelné, uplyne ještě dlouhá doba. Baterie mají minimální životnost osm let, přičemž jejich skutečná životnost se obvykle blíží 15 rokům. První baterie s digitálními pasy proto budou připravené k recyklaci nejdřív od roku 2035 a baterie bez pasů se budou využívat ještě v roce 2040. Do té doby je bezpodmínečně nutné zdokonalit technologie pro testování a měření stavu baterií.

Revoluční potenciál automatizace

Inteligentní automatizace představuje klíč k bezpečnému a efektivnímu třídění a demontáži baterií a jejich snadné recyklaci. Snímací a zobrazovací technologie lze kombinovat s analýzou dat a umělou inteligencí s cílem identifikovat typ baterie; roboti mohou provádět nebezpečné úkoly, jako je otevírání, vybíjení a demontáž baterií, aniž by hrozilo nebezpečí lidským pracovníkům, a digitalizované procesy dokážou podpořit separaci tzv. aktivní hmoty.

OMRON je partnerem německé výzkumné sítě DiLiRec, která se v průběhu příštích tří let zaměří na vývoj udržitelných recyklačních procesů pro katodový materiál lithium-železo fosfát (LFP). Efektivní třídění bateriových článků, demontáž a odstraňování elektrod či systematické zaznamenávání dat v dílčích procesech recyklace baterií byly identifikovány jako předpoklady efektivní recyklace LFP. OMRON přináší do ekosystému, který sdružuje výrobce baterií, výzkumníky a recyklační společnosti, schopnosti v oblasti robotiky, analýzy dat a vidění a snímání na bázi umělé inteligence.

Nedostatečná autonomie Evropy ve výrobě baterií ohrožuje budoucí růst její elektromobility a energetiky. Rozvoj regionální infrastruktury pro recyklaci baterií je klíčem k zajištění dodávek surovin, které tato průmyslová odvětví potřebují, a také k vytvoření oběhového systému, který je potřebný k realizaci potenciálu udržitelnosti technologií napájených bateriemi. Automatizace třídění a demontáže baterií je v této skládačce nepatrným, ale zásadním prvkem a společnost OMRON je hrdá na to, že je součástí hnutí, které vede k posunu k novému paradigmatu.

Kontaktujte nás pro více informací

Obraťte se na odborníky společnosti Omron

Máte nějaké otázky nebo potřebujete osobní radu? Neváhejte se obrátit na některého z našich specialistů.
  • Henry Claussnitzer

    Henry Claussnitzer

Na našich webových stránkách používáme soubory cookie

Tyto soubory cookie zlepšují vaši zkušenost z webových stránek, zlepšují kvalitu našich stránek a pomáhají nám zobrazovat vám obsah a reklamu, které jsou pro vás pravděpodobně relevantní. Umožňujeme také třetím stranám (včetně našich partnerů v oblasti sociálních médií a reklamy) umisťovat na naše webové stránky soubory cookie. 

Kliknutím na tlačítko Přijmout všechny soubory cookie souhlasíte s umístěním a používáním souborů cookie, jak je popsáno v našich zásadách používání souborů cookie. Pokud chcete povolit pouze funkční soubory cookie, klikněte na tlačítko Přijmout základní soubory cookie, a pokud chcete doladit soubory cookie, které můžeme používat, klikněte na tlačítko Spravovat soubory cookie.