ญี่ปุ่นพัฒนาวิธีสกัดลิเทียมจากแบตเตอรี่ EV ใช้แล้วได้สูงสุด 90%
(tech.supercarblondie.com)- โรงงานรีไซเคิลในญี่ปุ่นสามารถ สกัดลิเทียมได้ราว 90% จากแบตเตอรี่ EV ใช้แล้ว ทำให้ประสิทธิภาพสูงกว่าวิธีเดิมที่มักมีอัตราการกู้คืนต่ำกว่า 50% อย่างมาก
- ใช้ ลิเทียมไฮดรอกไซด์ ที่กู้คืนมาแทนโซเดียมไฮดรอกไซด์แบบเดิม เพื่อเปลี่ยน black mass ให้เป็นลิเทียมความบริสุทธิ์สูงที่สามารถนำกลับไปใช้ในแบตเตอรี่ใหม่ได้
- นอกจากอัตราการกู้คืนที่สูงแล้ว ยังสามารถ ลดการปล่อยคาร์บอนได้ราว 40% เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีรีไซเคิลแบบเดิม
- ญี่ปุ่นซึ่งนำเข้าแร่สำหรับแบตเตอรี่เป็นส่วนใหญ่ สามารถลดการพึ่งพาการนำเข้าและเพิ่มเสถียรภาพของห่วงโซ่อุปทานได้ผ่าน การรีไซเคิลลิเทียมภายในประเทศ
- แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนใช้แล้วที่เข้าสู่ระบบรีไซเคิลอย่างเป็นทางการมีเพียงราว 14% เท่านั้น จึงจำเป็นต้องขยายโครงสร้างพื้นฐานด้านการเก็บรวบรวม โดยมีแผนเพิ่มกำลังการผลิตในปี 2027 และสกัดวัสดุในระดับหลายหมื่นตันต่อปีภายในปี 2035
กระบวนการรีไซเคิลที่เพิ่มอัตราการกู้คืน
- โรงงานรีไซเคิลในญี่ปุ่นประสบความสำเร็จในการสกัด ลิเทียมราว 90% จากแบตเตอรี่ใช้แล้ว
- กระบวนการเดิมมักมีอัตราการกู้คืนลิเทียมต่ำกว่า 50%
- ลิเทียมที่กู้คืนมาได้รับการแปรรูปเป็นวัสดุความบริสุทธิ์สูงที่สามารถนำกลับไปใช้ในแบตเตอรี่ใหม่ได้
- หัวใจสำคัญของกระบวนการคือการแทนที่โซเดียมไฮดรอกไซด์แบบเดิมด้วย ผงลิเทียมไฮดรอกไซด์ ที่กู้คืนมา
- การเปลี่ยนแปลงทางเคมีนี้ทำให้สามารถเปลี่ยน black mass ซึ่งเป็นของเสียจากแบตเตอรี่ ให้เป็นลิเทียมความบริสุทธิ์สูงได้
- เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีรีไซเคิลเดิม สามารถ ลดการปล่อยคาร์บอนได้ราว 40%
ผลต่อห่วงโซ่อุปทานและเงื่อนไขการขยายตัว
- ลิเทียมคือ วัตถุดิบหลักของแบตเตอรี่ EV และการทำเหมืองมีต้นทุนสูง ใช้พลังงานมาก รวมถึงมีปัจจัยด้านภูมิรัฐศาสตร์เข้ามาเกี่ยวข้อง
- ญี่ปุ่นซึ่งนำเข้าแร่สำหรับแบตเตอรี่เป็นส่วนใหญ่ สามารถลดการพึ่งพาการนำเข้าและทำให้ห่วงโซ่อุปทานมีเสถียรภาพมากขึ้นได้ด้วย การขยายการรีไซเคิลภายในประเทศ
- หากต้องการขยายผลจริง จะต้องเริ่มจากการปรับปรุงอัตราการเก็บรวบรวมแบตเตอรี่ใช้แล้วที่ยังอยู่ในระดับต่ำ
- ปัจจุบันแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนใช้แล้วในญี่ปุ่นที่เข้าสู่ระบบรีไซเคิลอย่างเป็นทางการมีเพียงราว 14%
- จึงจำเป็นต้องขยายโครงสร้างพื้นฐานด้านการเก็บรวบรวมอย่างมากเพื่อรองรับเรื่องนี้
- มีแผนเพิ่มกำลังการผลิตภายในปี 2027 และภายในปี 2035 ตั้งเป้าสกัด วัสดุหลายหมื่นตันต่อปี
- หากนำไปใช้ในวงกว้างได้สำเร็จ ก็อาจเปลี่ยนทั้งวิธีการผลิตและนำแบตเตอรี่ EV กลับมาใช้ซ้ำ รวมถึงวิธีจัดการของเสียจากแบตเตอรี่ด้วย
1 ความคิดเห็น
ความเห็นจาก Hacker News
ในบทความไม่มีทั้ง ชื่อมหาวิทยาลัย·สถาบันวิจัย·นักวิทยาศาสตร์ หรือ ลิงก์อ้างอิง เลย จึงไม่ทำให้รู้สึกน่าเชื่อถือว่ากำลังถ่ายทอดเนื้อหาที่แน่นจริง
รายละเอียดเพิ่มเติมอยู่ในบทความของ TechSpot
แบตเตอรี่ EV มีขนาดใหญ่และราคาแพงมาก จึงมีโอกาสถูกฝังกลบน้อย และนโยบายของญี่ปุ่นที่ทำให้ทิ้งแบตเตอรี่ลิเทียมขนาดเล็กได้ไม่ง่าย น่าจะช่วยลดขยะได้จริงมากกว่า
ดูเหมือนจะสับสนระหว่าง การรีไซเคิลแบตเตอรี่กับการกู้คืนลิเทียม ซึ่งเป็นสองขั้นตอนแยกกันในการทำให้อัตราการนำลิเทียมกลับมาใช้ใหม่สูงขึ้น
การได้อัตราการกู้คืนสูงจากแบตเตอรี่ไม่ใช่เรื่องน่าตกใจ
ปกติแล้วลิเทียมไม่ได้ขุดมาในสภาพธาตุบริสุทธิ์ แต่กระบวนการถูกออกแบบมาให้สกัดจากวัตถุดิบความบริสุทธิ์ต่ำ ขณะที่แบตเตอรี่ลิเทียมเป็นวัตถุดิบที่มีความบริสุทธิ์สูงมากอยู่แล้ว
ประเด็นสำคัญคือ เมื่อไรเครือข่ายกระบวนการรีไซเคิลจะคุ้มทุนทางเศรษฐกิจ และแบตเตอรี่ตะกั่วกรดก็ผ่านเส้นทางคล้ายกันจนตอนนี้รีไซเคิลได้แทบ 100%
แบตเตอรี่ตะกั่วกรดแข็งแรงพอที่จะแยกขั้วบวกขั้วลบด้วยมือสวมถุงมือได้ คล้ายดึงเปปเปอโรนีออกจากพิซซ่า แต่เซลล์ลิเทียมใกล้เคียงกับการสกัดโปรตีนเฉพาะชนิดออกจากโบโลน่าซอสเซจ แถมสารนั้นยังติดไฟได้เมื่อโดนอากาศ
อุตสาหกรรมรถยนต์และแบตเตอรี่ผลักภาระผลกระทบต่อสุขภาพไปยังประเทศที่การบังคับใช้กฎหมายและการตรวจสอบหย่อนยานกว่า และแรงงานต้องการงานอย่างมาก
ดูได้จากบทความ New York Times เกี่ยวกับเม็กซิโก และบทความเรื่องพิษตะกั่วในแอฟริกา
ข้อได้เปรียบหลักของลิเทียมคือ มีองค์ประกอบทางเคมีที่เป็นมาตรฐานและถูกใช้งานในปริมาณมาก
หากต้องการรักษา ความเป็นอิสระด้านอุปทาน ด้วยการรีไซเคิลแร่หายากและโลหะที่ขาดแคลน ก็อาจยอมรับต้นทุนที่สูงขึ้นได้บ้าง และความร่วมมือวิจัยด้านทอเรียมของสวิตเซอร์แลนด์กับเดนมาร์กก็มองได้ในบริบทเดียวกัน
มันมีปฏิกิริยาสูง ดูดความชื้น และเมื่อสัมผัสน้ำจะปล่อยไฮโดรเจนฟลูออไรด์ที่เป็นพิษและกัดกร่อน ดังนั้นถ้าอุปทานลิเทียมไม่ได้ขาดแคลนอย่างรุนแรง ก็อาจไม่คุ้มเชิงเศรษฐกิจ
ถึงอย่างนั้นอีกไม่นานก็จะมีแบตเตอรี่ใช้แล้วจำนวนมากออกมา จึงจำเป็นต้องรีไซเคิล แต่บทความนี้ไม่มีรายละเอียดที่จำเป็น
บทความไม่ได้อธิบายอย่างเจาะจงว่าเทคโนโลยีของบริษัทนี้ต่างจากวิธีเดิมอย่างไร และยังข้ามข้อเท็จจริงที่ว่าในสหรัฐ EU และจีน มีหลายบริษัทรีไซเคิลแบตเตอรี่อยู่แล้ว
คู่แข่งก็ทำอัตราการกู้คืนใกล้เคียงกันหรือสูงกว่า ดังนั้น 90% ไม่ใช่ตัวเลขพิเศษ และการพลาดลิเทียมไป 10% จากแบตเตอรี่ซึ่งมีความเข้มข้นสูงกว่าธรรมชาติมากถือว่าเสียของมาก
ปัจจัยหลักที่ขวางอุตสาหกรรมรีไซเคิลตอนนี้ไม่ใช่เทคโนโลยี แต่คือ การขาดแคลนแบตเตอรี่ใช้แล้วสำหรับรีไซเคิล
แบตเตอรี่ส่วนใหญ่ที่ผลิตในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา ยังถูกใช้งานอยู่ และบางส่วนยังอาจถูกนำไปใช้ต่อในระบบกักเก็บพลังงานได้อีกราว 10 ปี ดังนั้นกว่าจะกลายเป็นแหล่งวัตถุดิบขนาดใหญ่ที่ทำกำไรได้สำหรับการรีไซเคิล ก็น่าจะต้องรออีกหนึ่งรุ่นเทคโนโลยี
นอกจากนี้ยังต้องกู้คืนโคบอลต์ นิกเกิล ทองแดง กราไฟต์ ฯลฯ ไปพร้อมกันด้วย
เหมือนกับบุหรี่ไฟฟ้าใช้แล้วทิ้งที่ถูกทิ้งลงสิ่งแวดล้อม อาจใช้วิธีคล้ายแบตเตอรี่ตะกั่วกรด คือให้คืนแบตเตอรี่เก่าเมื่อซื้อของใหม่ หรือจ่ายเงินมัดจำไว้ก่อนก็ได้
อาจออกแบบให้คนเก็บบุหรี่ไฟฟ้าที่ถูกทิ้งตามถนนมาคืนเพื่อรับเงินมัดจำได้ด้วย
ไม่ใช่ผลลัพธ์ที่พลิกวงการอะไร และบทความก็ขาดรายละเอียดที่จะรองรับว่ามีคุณค่าข่าวตรงไหน จึงไม่เข้าใจว่าทำไมถึงขึ้นไปอยู่บนสุดของ Hacker News ได้
เอกสารที่มีความหมายมากกว่าคืองานวิจัยนี้ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าสามารถทำระบบหมุนเวียนวัสดุ LFP ให้ ขยายขนาดได้และคุ้มต้นทุน พร้อมกับรักษาอัตราการกู้คืนลิเทียมสูงและความรับผิดชอบต่อสิ่งแวดล้อมไปด้วย
เพราะทั้งคู่ก็สีขาวเหมือนกัน
Mercedes เปิดโรงงานในปี 2024 โดยชู อัตรารีไซเคิลแบตเตอรี่รวม 96% อยู่แล้ว จึงสงสัยว่าเทคโนโลยีของญี่ปุ่นนี่เป็นความก้าวหน้าครั้งใหญ่แค่ไหน
ดูได้จากหน้าแนะนำโรงงานรีไซเคิล Kuppenheim ของ Mercedes-Benz
ตามข้อมูลนี้ มาตรฐานอุตสาหกรรมของอัตราการกู้คืนลิเทียมอยู่ที่ 90% และการกู้คืนกับการสกัดเป็นคนละแนวคิดกัน
โรงงานบางแห่งที่ใช้กระบวนการคาร์บอเนชันทำได้เกิน 95% แล้ว
ถึงอย่างนั้นก็ยังต้องจัดการในฐานะขยะอิเล็กทรอนิกส์
ดูข้อมูลที่เกี่ยวข้องได้ที่ เศรษฐศาสตร์การรีไซเคิลแบตเตอรี่ EV, อายุการใช้งานแบตเตอรี่ EV, HN discussion 1, HN discussion 2
ญี่ปุ่นเป็นหนึ่งในประเทศแรก ๆ ที่เผชิญกับ ข้อจำกัดการส่งออกแร่หายากของจีน ตั้งแต่ปี 2010
หากดู เหตุเรือประมงจีนชนกันใกล้หมู่เกาะเซนกากุ และ การตอบสนองของญี่ปุ่นต่อการครอบงำห่วงโซ่อุปทานของจีน ก็เหมือนว่าหลังแรงกระแทกครั้งนั้นได้มีการออกนโยบายหลากหลายอย่าง
หนึ่งในนั้นคือการที่ Toyota มุ่งพัฒนารถยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง (FCEV) ซึ่งพึ่งพาห่วงโซ่อุปทานจีนต่ำกว่า และช่องว่างที่เกิดขึ้นอาจทำให้บริษัทจีนกับสหรัฐเพิ่มส่วนแบ่งในตลาดรถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ได้
แต่ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ในอนาคต ก็ยังเป็นไปได้ว่า FCEV และการเลือกของญี่ปุ่นจะถูกพิสูจน์ในภายหลังว่าเป็นทางเลือกที่ถูกต้อง
สถานีเติมไฮโดรเจนใน California ดูแปลกอยู่เสมอ แต่เมื่อรู้ถึงโครงสร้างพื้นฐานและ ecosystem ของรถยนต์ที่รัฐบาลญี่ปุ่นกับภาคธุรกิจร่วมกันสร้างขึ้น ก็เหมือนเห็นประวัติศาสตร์ทางเลือกที่มีอยู่แค่ในญี่ปุ่น
ตอนนี้ไฮโดรเจนแทบจะเป็น ปิโตรเลียมที่เพิ่มกระบวนการเข้าไป และการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพก็ต้องใช้วัสดุหายากมากอย่างอิริเดียม·แพลทินัม หรือเซรามิกพิเศษสำหรับการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าอุณหภูมิสูงแบบต่อเนื่อง
จึงน่าสงสัยว่าโครงสร้างแบบนี้จะมาแทนปิโตรเลียมและแบตเตอรี่ได้หรือไม่
รถยนต์นั่ง FCEV ที่ Toyota ขายในช่วง 10~20 ปีที่ผ่านมา มีมากสุดเพียงราว 20,000 คัน ซึ่งยังไม่ถึง 1 ใน 4 ของยอดขาย Prius ในหนึ่งไตรมาส
ตั้งแต่แรกก็ใกล้เคียงกับอนาคตนิยมที่ถูกพูดเกินจริง และฝ่ายที่เผยแพร่เรื่องนี้ก็ดูเหมือนไม่ค่อยรู้ความเป็นจริงนัก
หากมีเชื้อเพลิงฟอสซิลอุดมสมบูรณ์หรือหาแบตเตอรี่ลิเทียมราคาถูกได้ FCEV อาจไม่สมเหตุสมผล แต่ถ้ามองไฮโดรเจนเป็น สื่อกักเก็บพลังงานที่มีคอขวดด้านทรัพยากรน้อยกว่า ก็พอมีเหตุผลอยู่บ้าง
บริษัทที่พยายามนำแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้ากลับมาใช้เป็นระบบกักเก็บพลังงานของโครงข่ายไฟฟ้า ยังหาแบตเตอรี่ใช้แล้วมาได้ไม่เพียงพอ
แม้ความจุจะลดต่ำกว่า 80% ก็ยังใช้กับระบบกักเก็บได้อีกหลายปี เพราะอายุการใช้งานจริงของแบตเตอรี่ยาวนานกว่าที่เคยเข้าใจกันมาก
สงสัยว่าจะเปลี่ยนบทความนี้เป็น บทความต้นฉบับจาก NHK World ได้หรือไม่
อาจเป็นข่าวเก่า
ลิเทียมเป็นเพียงส่วนหนึ่งของมูลค่าในแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า ขณะที่นิกเกิล·โคบอลต์·กราไฟต์มีราคาแพงกว่ามาก และทองแดง·อะลูมิเนียมก็มีมูลค่าสูง
หากไม่สามารถกู้คืนวัสดุหลักส่วนใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ก็คงยากจะเรียกว่าเป็นการรีไซเคิลที่เพียงพอ
อีกทั้งความสำเร็จนี้ก็ไม่ได้พิเศษนัก โดย Redwood Materials ระบุว่าสามารถ กู้คืนนิกเกิล·โคบอลต์·ทองแดง·อะลูมิเนียม·ลิเทียม·กราไฟต์จากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ได้เฉลี่ยมากกว่า 95%
รายละเอียดเพิ่มเติมอยู่ที่ คู่มือการรีไซเคิลของ Redwood Materials
สิ่งที่ยากที่สุดคือ การรีไซเคิลลิเทียม และยังไม่ถือว่าแก้ปัญหาได้สมบูรณ์ ดังนั้นการมุ่งไปที่อิเล็กโทรไลต์ลิเทียมซึ่งจะถูกทิ้งจำนวนมากในอนาคตอันใกล้จึงเป็นเรื่องสมเหตุสมผล