M Sverige granskar:

Livscykelanalyser för hållbara elbilar

Europa är beroende av Kina för att få tag på råmaterial till elbilsbatterier, men det finns en vilja att bli självförsörjande genom att bygga en cirkulär värdekedja, med allt från råmaterial till återbruk av begagnade batterier och bildelar.

Att bilen med batterier tillverkade med sällsynta jordartsmetaller är del av hållbarheten är något som bilproducenterna förstått vikten av. Flera märken marknadsför sina elbilar som hållbara. Flera märken delar med sig av sina livscykelanalyser med detaljerad statistik kring utsläpp och klimatpåverkan, materialförsörjning och spårbarhet i leveranskedjan.

Råvarubrist till bilbatterier ökar viljan till återvinning

Att få producenter att ta hänsyn till återvinning redan vid ritbordet har varit svårt, men med batterier kan det bli nödvändigt.

– Vad jag vet finns ingen industri som anammat design för recycling på ett seriöst plan, förutom nu med batteriindustrin. Nu byggs plötsligt återvinningsanläggningar intill produktionslokalerna för att ta vara på dyra råvaror som är svåra att få tag på, säger Mats Zackrisson, forskare på Rise.

Bakåtvänd bilfabrik Walters Bildelar ingår i kedjan Autocirc och tar emot inlösta och uttjänta bilar för återvinning och återbruk så som en bakåtvänd bilfabrik. Den 11 000 kvadratmeter stora anläggningen med solceller på taket ligger i utkanten av Falkenberg. När bärgningsbilen ställt av elbilen på stationen elsäkras den och ställs i karantän i minst två dagar. Om bilen har ett så kallat kritiskt batteri, alltså om batteriet är skadat, isoleras bilen under längre tid under en speciellt framtagen brandfilt.

– Vi mäter regelbundet med värmekamera för att kontrollera att inga bränder startar av termiska rusningar. Som säkerhet har vi även en vattenfylld container där vi kan sänka hela bilen om det skulle behövas, säger produktionschef Joachim Henriksson.

När det är dags att plocka isär bilen hämtas den med en gaffeltruck som lyfter in den i verkstaden. Elbilar har ett eget område som är omgärdat med staket och varningsskyltar, och mekanikerna använder nödvändig skyddsutrustning och verktyg.

Hoppas på nya regler

Det första som görs är att batteriet kopplas bort och avlägsnas. Om det är helt kan det återbrukas, men vid minsta skada läggs det på en pall i en container för transport till ett annat företag.

– Det kan vara svårt att få loss batteriet beroende på hur skadad bilen är. En del bilmärken har bultarna till batteriet under mattan inne i bilen och om det har brunnit är allt smält. Förhoppningsvis kommer det regler framöver kring hur batteriet ska vara fastsatt så att vi enklare och snabbare kan få loss det, säger Anders Mobjer, vice vd. Det nu föreslagna ELVdirektivet från EU tar bland annat upp regler för hur producenterna ska underlätta för demontering av bilen när den är uttjänt. Nivån på bilens skada påverkar även möjligheten att testa bilen. På flertalet bilmärken, då airbagen har utlösts, kan man inte starta bilen eftersom en säkring har utlösts i batteriet.

– Vi testkör bilarna innan vi tar isär delarna, för att kontrollera vilka delar som fortfarande fungerar. Därefter tömmer vi bilen på vätskor och plockar loss del efter del, som sedan körs in till lagret där de förses med spårbara etiketter, paketeras och lagras, säger Anders Mobjer.

Bildörrar säljer bäst

Vissa delar är enklare att sälja än andra. På Walters Bildelar är bildörrar en bästsäljare med åtta dörrar om dagen i snitt.

– Vi har sålt 30 procent fler delar för återbruk i år jämfört med förra året och enligt prognosen kommer vi ha sålt 45 000 delar i år, säger Anders Mobjer.

När alla delar är plockade lyfts bilen ut till gården igen, där rutorna hamnar i en container, 12 kilo kablage per bil i en annan och karossen buntas ihop till en fyrkantig klump och i väg till återvinning.

– Det känns som om statusen i branschen har höjts. Alla förstår hur viktigt det är med återbruk, återvinning och cirkuläritet. Genom att använda en återanvänd reservdel vid reparation sparar man 75 procent i koldioxidutsläpp jämfört med att köpa en ny reservdel, säger Anders Mobjer.

95 procent går att återvinna

Ungefär en av tio bilar som kommer in till återvinningen är en elbil eller hybrid, av ungefär 2 000 bilar på ett år. Fossildrivna bilar har fler rörliga delar än elbilar.

– Ungefär 95 procent av en bil går att återvinna i dag och det är ungefär samma oavsett om den är fossildriven eller eldriven. När man väl separerat batteriet från bilen är det ingen skillnad på bilarna. Återbruket har ökat de senaste åren, bland annat med ökad medvetenhet om klimatnyttan, säger Anders Mobjer.

– I Frankrike är det lagstadgat att alla verkstäder måste erbjuda alternativa delar i stället för nyproducerade. Det hade varit bra i Sverige och ökat möjligheten att påverka valet mellan en nyproducerad och återbrukad del, säger han.

Anders Mobjer ser emellertid en utmaning med de kritiska batterierna.

–Det är få aktörer som tar emot kritiska batterier. De är dyra att hantera och saknar regelverk i dagsläget, säger han.

Gamla bilbatterier blir till nya

Gamla batterier som inte kan återbrukas skickas vidare till en återvinning för bilbatterier. En sådan anläggning är Stena Recycling i Halmstad som tar hand om litiumjonbatterier från end-of-life-bilarna. Den 4 000 kvadratmeter stora anläggningen öppnade i augusti i år, efter en investering på runt 250 miljoner kronor varav 70 miljoner kronor i bidrag från Energimyndigheten.

Till skillnad från de europeiska återvinningsanläggningar som finns i dag, där man använder smältugnar som i sin tur orsakar utsläpp av koldioxid, är Stenas anläggning en stor miljövinst.

Noggrann kontroll

När jag besöker anläggningen har vinden lagt sig platt och de vita Stenaflaggorna hänger rakt ner och ger inga tecken på om jag kommit rätt. Några skyltar har inte hunnit sättas upp. Här jobbar ett 15-tal tjänstemän och produktionsmedarbetare.

Återvinningen och återbruket av batterier är omgärdat av rigorösa säkerhetsregler och sker i tre faser. I den första fasen kommer gamla batterier till ”Battery Center”. Där kontrolleras batteriets ”state of health” (SOH), för att se om batteriet kan återbrukas eller måste återvinnas. De batterier som ska återvinnas laddas ur och kortsluts.

EU:s nya batteriförordning ställer krav på hur stor del av nyproducerade batterier som ska bestå av återvunnet material. I december 2025 måste 65 procent av den genomsnittliga batterivikten bestå av återvunnet material; från 2030 gäller 70 procent. Till det kommer krav om resursåtervinning för mineraler år 2027 med exempelvis 90 procent av kobolt, 90 procent koppar, 50 procent litium och 90 procent nickel.

Batterierna mals ner

Stena Recycling har en ambition att skicka 20 procent till återbruk.

De batterier som inte ska återbrukas sorteras enligt ursprung, alltså vilka bilproducenter eller kemiindustrier som producerat batteriet. Därefter sorteras kablar, koppar och moduler.

– Det som blir kvar av batteriet läggs på inmatningsbandet och går in i en första kvarn som mal ner batteriet. Resterna torkas i en stor maskin, där elektrolyten förångas, säger Carina Petersson, anläggningschef på Stena Recycling i Halmstad.

I denna andra fas mals sedan det torra materialet en andra gång. Materialet sorteras i storleksordning genom att passera olika skikt, eller silar, därefter sorteras det enligt vikt där koppar och aluminium skiljs åt. Järnet separeras med hjälp av magneter. Även plastmaterial från cellen och modulen sorteras.

– Eftersom Battery Center hanterar laddat material med hög brandrisk krävs hög säkerhet, säger Carina Petersson.

I kvarnarna som mal materialet tillsätts kvävgas för att minska syrehalten, och på så sätt även minska brandrisken. Om det ändå skulle uppstå en brand kan den släckas med pulver eller genom att fylla kvarnen med vatten.

Svart massa

Den svarta massa som blir kvar innehåller grafit, kobolt, mangan och litium och samlas i stora säckar på en våg, så att man i kontrollrummet lätt ska se när en säck ska bytas.

– I hallen där vi hanterar det torra materialet är vi noga med att det inte ska förekomma något damm, eftersom kobolt är cancerogent. De som jobbar där har både friskluftsmask och skyddsdräkt. Vi gör regelbundna luftmätningar inomhus och kontrollerar att inget damm från framställningen kommer ut från lokalen samt att vi håller oss inom de nivåer som vi har att förhålla oss till, säger Carina Petersson.

Den svarta massan skickas till kemiska företag för separering, men de flesta biltillverkare har visat intresse att få tillbaka sina rester. Är den svarta massan det nya svarta guldet, Marcus Martinsson, product area manager batteries på Stena Recyling?

– I kombination med höga återvinningskostnader är det inget guld från ett ekonomiskt perspektiv. Sett utifrån ett hållbarhetsperspektiv däremot representerar varje kilo svart massa en avsevärd CO₂-besparing, betydligt minskad miljöbelastning samt möjliggörande av arbetsplatser och värdeskapande i Europa i enlighet med de höga krav på energieffektivitet och miljöskydd vi har här. Det är värt guld, säger Marcus Martinsson.

Växande bransch

Ungefär 95 procent av batteriet återvinns, men målet är 98 procent.

Anläggningen kan ta emot 10 000 ton batterier per år, vilket ungefär motsvarar batterier från 30 000 elbilar, men Stena Recycling är förberett på att utöka till det dubbla. Att verka i en bransch där utvecklingen händer här och nu ställer höga krav på flexibilitet.

En annan anläggning som tar emot bilbatterier är Northvolts pilotanläggning i Västerås som tar emot 100 ton batterier per år. I Skellefteå byggs en anläggning som ska kunna hantera 125 000 ton per år 2030.

Dyra metaller

Enligt Mats Zackrisson på Rise finns mycket att vinna på att återanvända de dyra metallerna.

– Miljöfotavtrycket är stort på ett batteri, så om man kan återvinna 70–80 procent är det definitivt värt det, säger Mats Zackrisson.

För att bilproducenter ska kunna hantera frågan kring miljöfotavtryck behövs livscykelanalyser av bilar. Det görs genom att mäta klimatavtrycket.

– Livscykeln består av klimatavtryck från att material bryts, metaller utvinns, komponenttillverkning, hopsättning i fabriken, elektriciteten som får bilen att rulla plus förluster, därefter återvinningen. Det är en ganska komplicerad analys. Företag kommer tvingas att göra de här livscykelanalyserna på batterier i och med den nya batteriförordningen, säger Mats Zackrisson. Vilken skillnad på klimatavtryck är det när det gäller återvinningen av en elbil jämfört med en fossildriven bil?

– Du har mycket miljöpåverkan under produktionen av batteriet till en elbil, men också mer att vinna i återvinningen. Mycket talar för att återvinningen kommer öka eftersom materialen är så dyra och sällsynta. Det gör att bolagen kommer vara mer måna om att få återvinningen att fungera, säger Mats Zackrisson.

Rise medverkar i flera EU-projekt som berörs av reglerna och som blir normerande för hur man ska göra livscykelanalys.