A bányászattól az újrahasznosításig – Finnország már felkészült az akkumulátoralapú jövőre

A Qubit a szabad és tájékozott magyar nyilvánosságért dolgozik. Segítsd a munkánkat!

Ha az ember meghallja az akkumulátor szót, talán még ma is elsősorban a mobiltelefonjára vagy a laptopjára gondol, miközben a klímaváltozás elleni küzdelem egyik legfontosabb termékéről van szó. A fosszilis üzemanyagokra épülő közlekedésről az elektromos járművek felé kell haladni, és az energiaiparnak is óriási szüksége lesz hatalmas energiatároló rendszerekre, ha stabilizálni akarja a megújuló forrásokra épülő új korszakot. A közös pont: az akkumulátorok.

A klímacélok pedig egyre jobban sürgetnek, 2030-as és 2035-ös határidőket látunk az elképesztő mértékű kibocsátás-csökkentésekre, miközben a fenntarthatóságot biztosító kapacitások növelése ezt nem követi. Ha valóban cél az elektromos közlekedésre és a megújuló energiaforrásokra történő mielőbbi átállás, akkor jól strukturált, hatékony akkumulátor-ökoszisztémákra van szükség, hogy a gyártók el tudják látni a – remélhetőleg egyre nagyobb keresletet mutató – piacot.

Egyelőre egy olyan ország van, amely az akkumulátorok teljes értékláncát kezelni tudja, vagyis a nyersanyagok bányászatától a fém megmunkálásán, az akkumulátorok gyártásán, értékesítésén és felhasználásán át azok újrahasznosításáig minden megvalósítható országhatáron belül: Finnország.

Az északi állam klímacéljai 2035-re teszik a karbonsemlegesség határidejét, ennek érdekében 2021 januárjában bemutatták a finn nemzeti akkumulátorstratégiát, amelynek nem titkolt célja, hogy példát mutasson a többi országnak a fenntarthatóság terén – persze amellett, hogy magát Finnországot vezető pozícióba helyezze a nemzetközi akkupiacon. Ennek megfelelően Finnországot kérték fel az európai akkumulátor-újrahasznosítási tervet megalapozó kutatások vezetésére is.

„A stratégia megalkotásában hatalmas szerepe volt a gazdasági minisztériumunknak, de az érintett vállalatok még korábban reagáltak az igényekre. Nagyjából öt éve indultak az első akkumulátor-újrahasznosítási projektek a finn cégeknél, amikor még nem voltak a maihoz hasonló szintű kihívások, de már látták, hogy ebben van a jövő. Könnyen összeállhatott a nemzeti stratégia úgy, hogy a vállalatok és a minisztérium célja azonos volt: nagy fokú és magas minőségű termelés, a lehető legalacsonyabb szénlábnyommal” – mondta a Qubitnek Mari Lundström, az Aalto Egyetem kémia-metallurgia kutatója és egyetemi docense.

Mari LundströmFotó: Aalto Egyetem

Finnországnak persze egyedülálló adottságai vannak egy ilyen körkörös akkumulátorgazdaság létrehozására. A legtöbb hordozható eszközben (telefon, laptop, kamera, e-cigaretta), elektromos szerszámban és elektromos járműben használt lítiumion-akkumulátorok előállításához szükséges legfontosabb fémek mindegyike (lítium, kobalt, nikkel, grafit) megtalálható a finn földekben. A nyersanyagok bányászata mellett a fémmegmunkálásban is nagy tapasztalata van a finneknek, és Európa egyik vezető technológiai és kutatási központjaként az akkumulátorgyártás minden lépését gond nélkül el tudja végezni, míg az innovációra nyitott kultúrájának köszönhetően a nagyüzemi újrahasznosítás is egyre elérhetőbb az országban.

„Az akkumulátorok önmagukban nem jelentenek megoldást, amíg azok előállítása nem fenntartható. A tevékenységeink magas kibocsátását megújuló energiaforrásokkal lehet csökkenteni, de megítélésem szerint ilyen mennyiség mellett atomenergiára is szükség lesz. Ahogy azt is meg kell értenünk, hogy ha az elektromos technológiák felé haladunk, akkor a bányászatot is támogatnunk kell, hiszen nincs más módunk a nyersanyagok kinyerésére. Hogy az egész értéklánc, a nyersanyagok szétválogatásától a termékek szállításáig fenntartható legyen, a lehető legjobb technológiákra és nagyon sok innovációra lesz szükség” – mondta Lundström.

A villamosított bányagépektől az újrahasznosító üzemekig

Jelenleg nem áll rendelkezésre olyan technológiai környezet, amely kibocsátásmentes és környezetkímélő bányászatot tenne lehetővé, hiszen a bányagépeket gyakran fosszilis üzemanyag hajtja, a föld feltúrása érinti a természet biológiai sokféleségét, az ércek mosásához rengeteg vizet használnak fel, és az értékes ásványok kiválogatásából visszamaradt biomassza kezelése is komoly figyelmet és szakértelmet igényel. Lundström szerint ezekre mind zöld megoldást kell találni, és ez akár az olyan országok feladata is lehet, amelyek nem rendelkeznek a finnekéhez hasonló természeti kincsekkel, így ők technológiai és innovációs oldalról szállhatnak be abba a nemzetközi együttműködésbe, ami elengedhetetlen lesz az új zöld gazdasági ökoszisztéma megalakításához és fenntartásához.

A finn állami energiacég, a Fortum a BASF nevű német vegyipari céggel és a főként nikkelbányászattal foglalkozó orosz Nornickellel közösen, 2020 márciusában jelentette be, hogy egy új akkumulátor-újrahasznosító klasztert hoznak létre – a nyugat-finnországi Harjavalta városában épített üzem az elektromos autókban elhasznált akkummulátorok újrahasznosítását szolgálja, amivel jelentősen csökkenthető a járművek szénlábnyoma. Attól függően, hogy milyen mértékű megújuló forrást tudnak felhasználni, akár 50–80 százalékban is vissza tudják nyerni a használt lítiumion-aksik értékes anyagait.

A körkörös akkumulátorgazdaságForrás: BASF

A bejelentést azóta számos beruházás követte, idén áprilisban például a Finnish Minerals Group és a Johnson Matthey nevű brit vegyipari cég közös üzletére derült fény: a szintén nyugat-finnországi Vaasa városában létrehozott, 1,5 milliárd euróból megvalósuló üzem az elektromos járművek akkumulátoraiban használt, ultramagas energiasűrűségű katódok előállítására szolgál, 30 ezer tonna névleges kapacitással. Vaasa városvezetése ráadásul felajánlotta, hogy a gyárat kizárólag megújuló forrásokból előállított energiával látja el, és egy innovatív szennyvízkezelési megoldást is alkalmaz az üzemben.

A Nornickel szintén áprilisban közölte, hogy az európai elektromosjármű-ipar minőségi és fenntartható fémek iránti növekvő keresletére reagálva közel duplájára (65 ezer tonnáról több mint 100 ezer tonnára) emeli a nikkel- és kobalttermelést a harjavaltai finomítójában, amely szintén megújuló energiával üzemel, és a nagy tisztaságú nikkel hidrometallurgiai előállításának világszínvonalú központjának tartják. Az itt keletkezett ipari hulladék több mint 90 százalékát újrahasznosítják, így a szektor egyik legalacsonyabb szénlábnyomú termékkínálatát adja az üzem.

Hasonlóan fontos a bányászat során használt berendezések villamosítása is, amely lehetővé teszi a föld alatti kipufogófáz-kibocsátás megszüntetését, és ezzel együtt csökkenti a szellőzési és üzemanyagköltségeket is. A Sandvik nevű svéd multinacionális munkaeszközgyártó cég 2021 végére tervezte a villamosított és automatizált bányagépeinek bevezetését – ezek az akkumulátoros fúróállványok teljes választékát lefedik minden föld alatti fúrás elvégzéséhez.

Az elektromos átállással az európai autóipar is Ázsiától függhet

„Most mindenki az elektromos autókról beszél, de a villamosítás nagyon sok más területen is zajlik, ezek közül persze a legnagyobb a helyhez kötött energiatároló rendszerek területe, hiszen a nap- és a szélenergiát valahol el kell tárolnunk, és erre az akkumulátorok a legalkalmasabbak. Beszélnek a teherautók és akár a repülőgépek villamosításáról is, és mivel különböző célokra különböző típusú akkumulátorok kellenek, nagy mértékű innovációra lesz szükség. Hasonlóan előremutató ötlet a hidrogéngazdaság koncepciója, ami szintén nem valósulhat meg akkumulátorok nélkül” – mondta Lundström.

Nikkel- és kobaltbányászat a finnországi SotkamóbanFotó: ALESSANDRO RAMPAZZO/AFP

Míg az Európai Akkumulátorszövetség (EBA) azzal számol, hogy a kontinens akkumulátorszektorában 2025-re évi 250 milliárd euró forog majd, a legfrissebb előrejelzések szerint itt nem áll meg a növekedés: az energiaipari kutatásokkal és tanácsadással foglalkozó Wood Mackenzie szerint 2030-ra az 570 milliárd, 2040-re pedig az 1,7 billió eurót is elérheti a piac értéke. Ez azt jelenti, hogy az akkumulátorok iránti kereslet két évtizeden belül a 11-szeresére nő Európában.

A vállalat becslése szerint a kereslet 94 százalékát az elektromos járművek, további 4 százalékát pedig a helyhez kötött energiatároló rendszerek teszik ki 2040-re, és alapvetően az elektromos mobilitás fogja meghatározni az akkumulátorok árát is. Ez annak is köszönhető, hogy az autóipar meghatározó szerepet tölt be az európai gazdaságban, így ellátási problémák esetén valószínűleg a hosszú távú szállítási szerződésekkel bebiztosított autóipari szereplőket részesítik majd előnyben kínálati oldalról. Az Európai Unió tervei szerint ráadásul 2035-től kizárólag zéró kibocsátású járműveket lehetne újonnan értékesíteni, így a kereslet garantált.

Az Európai Bizottság nem véletlenül fektet egyre nagyobb hangsúlyt az akkumulátorokra: hiába a jelentős európai autóipar, ha egyszer megtörténik az elektromos átállás, óriási mértékben kellene Ázsiára támaszkodni, hiszen az elektromos járművekben használt lítium akkumulátorok gyártása Kínában, Dél-Koreában és Japánban összpontosul. Ennek ellensúlyozása érdekében nagyszabású összefogásra lesz szükség az európai nemzetek között, és a kormányok mellett az ipari szereplőknek, a kutatóintézeteknek és az egyetemeknek is együtt kell dolgoznia, hogy a különböző adottságú országok egyenlően tudjanak beszállni a versenybe – ahol bánya van, ott bányászni kell, ahol nincs, ott a technológiai innovációkra lesz nagyobb szükség.

De Magyarország sem akar lemaradni a versenyben, ezért 2021 szeptemberében megalakult a Magyar Akkumulátor Szövetség, és Palkovics László technológiai miniszter októberben tett bejelentése szerint Magyarország azt az ambiciózus célt tűzte ki, hogy az Európai Unióban a második legnagyobb akkumulátorgyártó tagállam legyen Németország után.

Ha ezt a célt komolyan akarjuk venni, akkor már tudjuk, hogy melyik európai országra kell alaposan figyelnünk.

A Qubit a Finn Nagykövetség médiapartnere.

A Qubit szerkesztősége azért dolgozik, hogy a magyar nyilvánosság hiteles, alapos és közérthető tudományos ismeretekhez jusson. Tesszük ezt politikamentesen, közszolgálati hevülettel, száznál több kutató és tudós bevonásával. Égető kérdések, dermesztő válságok és zavaros álhírek sűrűjében igyekszünk tartani a fáklyát immár havi bő hétszázezer olvasónknak. Cikkeink ingyen olvashatók, de nem ingyen készülnek. Segítsd a munkánkat!

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: