RESTART

Litiumioniakkujen ja käytöstä poistettujen aurinkosähköpaneelien kierrätys Euroopan ja Afrikan välillä

Tutkijat: Tri Benjamin P. Wilson ja tri Saeed Rahimpour, hydrometallurgian ja kemian tekniikan laitos, Kemian tekniikan korkeakoulu, Aalto-yliopisto 

Kriittisten raaka-aineiden (CRM) käytön vähentäminen on olennainen osa kaikkia toteuttamiskelpoisia siirtymäpolkuja. Kiertotaloudella tarkoitetaan osittain CRM-arvoketjun säilyttämistä kierrättämällä jätemateriaaleja tehokkaammin ja kestävämmin. Litiumioniakut ja aurinkopaneelit ovat merkittäviä energiasiirtymän teknologioita sähköenergian varastoinnin ja uusiutuvan energian tuotannon kannalta. Akkujen ja aurinkopaneelien kasvavan kysynnän tyydyttämiseksi niiden tuotantoa on lisätty merkittävästi, mikä on synnyttänyt toimitusongelmia (koska ne edellyttävät kriittisiä materiaaleja rajallisista luonnonvaroista) ja ympäristövaikutuksia (käytetyt akut ja aurinkopaneelit katsotaan vaaralliseksi jätteeksi).  

Aalto-yliopisto kuuluu Euroopan unionin ja Afrikan unionin yhteiseen RESTART-konsortioon, jonka tavoitteena on kehittää tehokkaita talteenottoprosesseja käytettyjen litiumioniakkujen ja käytöstä poistettujen aurinkosähköpaneelien kriittisten materiaalien poistamista varten. Lopullisena tavoitteena on perustaa Marokkoon aurinkopaneelien keräys- ja kierrätyslaitos, joka käsittelee paikallisten aurinkotilojen, kuten uusiutuvaa sähköä Pohjois-Afrikkaan ja Eurooppaan tuottavan Noor Power Stationin käytöstä poistettuja paneeleja. 

Aallon Kemian tekniikan korkeakoulun tutkijat tutkivat akkujen ja aurinkopaneeleiden maailmanlaajuisen toimitusketjun ympäristövaikutuksia kaivostoiminnasta kierrätykseen ja tekevät koko arvoketjun kattavia elinkaariarviointeja. Analyysissä tarkastellaan akkujen ja aurinkopaneelien valmistuksessa käytettäviä materiaaleja ja prosesseja aina etsinnästä ja kaivostoiminnasta akkukäyttöisten laitteiden valmistukseen ja niiden käyttöiän pidentämiseen. 

Näiden laitteiden pisimmät elinkaaret ovat tällä hetkellä noin 10–15 vuotta akuilla ja 20–30 vuotta aurinkopaneeleilla. Nyt kun aurinkopaneelien ensimmäinen sukupolvi lähestyy elinkaarensa loppuvaihetta, niiden kriittisten materiaalien talteenottoon ja kierrätykseen tarvitaan ratkaisuja. Vankat kierrätysjärjestelmät voivat määrittää, voidaanko talteen otettuja metalleja käyttää uudelleen uusissa aurinkopaneeleissa, voidaanko ne muuttaa akkuelektrodeiksi tai voiko niitä käyttää kestävien rakennusmateriaalien kehittämiseen. Koko arvoketjun kokonaisvaltaisen analyysin avulla RESTART pyrkii kehittämään litiumioniakkujen ja aurinkopaneelien kestävää toimitusketjua osana maailmanlaajuista kiertotaloutta. 

Tämän koko arvoketjun käsittelyllä on laajempia vaikutuksia energiasiirtymään. Ilmastotavoitteet, kuten Pariisin sopimus, pitävät aurinkoenergiaa keskeisenä uusiutuvan energian lähteenä. Luonnonvarojen ehtymiseen tai vaarallisista jätteistä aiheutuviin kielteisiin ympäristövaikutuksiin johtava tuotanto ei ole toteuttamiskelpoinen vaihtoehto. Kokonaisvaltaisen lähestymistavan soveltaminen akkuihin ja aurinkopaneeleihin voi varmistaa uusiutuvan ja kestävän energian käytön tulevaisuudessa. 

Tutkijat: Tri Benjamin P. Wilson ja tri Saeed Rahimpour, hydrometallurgian ja kemian tekniikan laitos, Kemian tekniikan korkeakoulu, Aalto-yliopisto 

Teksti: Peter Taggart