تكتسب عملية التحول نحو الاستدامة في الهند زخمًا متزايدًا مع استهداف الحكومة أن تكون 30% من مبيعات السيارات كهربائية بحلول عام 2030. ويمثل هذا التحول السريع فرصة حاسمة: الاستثمار في صناعة إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون القوية.

يشهد سوق بطاريات الليثيوم أيون نموًا هائلاً. ووفقًا لتقرير بحثي مشترك نشرته NITI Aayog وPwC، فقد نما الطلب على البطاريات بمعدل نمو سنوي مركب بلغ 25% في العقد الماضي ومن المتوقع أن ينمو خمسة أضعاف بحلول عام 2023. ومع صعود المركبات الكهربائية الرائدة واعتماد الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة على هذه البطاريات القوية، فإن سوق بطاريات الليثيوم أيون يشكل فرصة سوقية تبلغ حوالي 1300 مليار دولار سنويًا.

إن إعادة تدوير هذه البطاريات أمر ضروري ليس فقط لمنع العناصر الضارة من دخول البيئة ولكن أيضًا للحفاظ على الموارد المستنفدة وإنشاء دورة تصنيع دائرية.

ما هو المختلف في بطاريات الليثيوم أيون؟

على عكس عمليات إعادة التدوير التقليدية للمواد مثل الزجاج، والتي يمكن تحويلها إلى مواد بناء أو عزل الألياف الزجاجية، والبلاستيك، الذي يتم تحويله إلى حبيبات لتصنيع عناصر جديدة، تتطلب بطاريات الليثيوم أيون نهجًا متخصصًا.

إن الطرق التقليدية للتخلص من البطاريات، مثل دفنها في مكبات النفايات أو حرقها، والتي تمثل 95% من إجمالي النفايات، تؤدي إلى تلوث كبير واستنزاف للموارد القيمة. تحتوي كل حزمة بطارية للسيارات الكهربائية على مواد ثمينة مثل الليثيوم والكوبالت والنيكل، والتي يتم فقدها في غياب البنية التحتية المناسبة لإعادة التدوير.

عملية إعادة التدوير ومخرجاتها

تتضمن عملية إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون عدة مراحل رئيسية: التحضير، والمعالجة الأولية، والمعالجة الحرارية، والمعالجة المائية. ومن خلال هذه الخطوات، يتم تقسيم البطاريات إلى مكوناتها الرئيسية، بما في ذلك الألومنيوم والنحاس والكتلة السوداء (التي تحتوي على الكوبالت والنيكل والليثيوم). وفيما يلي فحص مفصل لكل ناتج وأهميته.

الكوبالت

يعد الكوبالت مكونًا أساسيًا في تصنيع بطاريات الليثيوم أيون، وخاصة في الكاثودات. كما يستخدم في السبائك الفائقة والمغناطيسات وكمحفز في تكرير البترول. وفي المجال الطبي، يستخدم الكوبالت في زراعة العظام وسبائك الأسنان بسبب توافقه البيولوجي.

يأتي الجزء الأكبر من الكوبالت في العالم من جمهورية الكونغو الديمقراطية، الأمر الذي أثار مخاوف بشأن عمالة الأطفال والتدهور البيئي. تساهم عملية التعدين بشكل كبير في إزالة الغابات وتدمير الموائل في المنطقة.

النيكل

يعد النيكل عنصرًا حيويًا لإنتاج البطاريات، وخاصة في بطاريات النيكل والكوبالت والألومنيوم (NCA) والنيكل والمنجنيز والكوبالت (NMC). كما يُستخدم أيضًا في إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ، والطلاء الكهربائي، وكمحفز في التفاعلات الكيميائية. وعلى الرغم من وفرته، فإن تعدين النيكل يتطلب رأس مال مكثف ويضر بالبيئة، وغالبًا ما يؤدي إلى تلوث التربة والمياه. كما أن اضطرابات سلسلة التوريد تؤدي إلى تفاقم ندرة النيكل عالي الجودة.

الليثيوم

يعد الليثيوم ضروريًا للبطاريات القابلة لإعادة الشحن المستخدمة في المركبات الكهربائية والهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وغيرها من الأجهزة الإلكترونية المحمولة. كما يستخدم أيضًا في إنتاج السيراميك والزجاج وكمضافات للزيوت. يتم الحصول على معظم الليثيوم من أستراليا وتشيلي والصين، حيث تحتفظ "مثلث الليثيوم" (بوليفيا وتشيلي والأرجنتين) بأكبر الاحتياطيات. يتطلب تعدين الليثيوم الكثير من المياه وغالبًا ما يؤدي إلى أضرار بيئية كبيرة، بما في ذلك استنفاد المياه وتدمير الموائل.

نحاس

النحاس موصل جيد للكهرباء ويُستخدم على نطاق واسع في الأسلاك الكهربائية والإلكترونيات وأنظمة الطاقة المتجددة مثل توربينات الرياح والألواح الشمسية. كما أنه مكون رئيسي في بطاريات ومحركات السيارات الكهربائية. إن تعدين النحاس يتطلب الكثير من الطاقة وغالبًا ما يؤدي إلى إزالة الغابات وتآكل التربة وتلوث المياه. وقد أدى الطلب المرتفع على النحاس إلى زيادة الأسعار وتحديات سلسلة التوريد.

الألومنيوم

الألومنيوم خفيف الوزن ومقاوم للتآكل ويُستخدم في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك أغلفة البطاريات والنقل والتعبئة والبناء. إن استخراج ومعالجة خام الألومنيوم (البوكسيت) يتطلبان الكثير من الطاقة ويؤديان إلى إزالة الغابات وتلوث المياه. كما تواجه الصناعة تحديات تتعلق بانبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي واستنزاف الموارد. إن إعادة تدوير الألومنيوم يوفر ما يصل إلى 95% من الطاقة اللازمة لإنتاج ألمنيوم جديد من الخام. كما يقلل من انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي ويقلل من التأثير البيئي المرتبط بتعدين ومعالجة البوكسيت.

إعادة استخدام البطاريات: السيارات الكهربائية تتولى المسؤولية

في حين أن إعادة التدوير قد تكون عملية طويلة ومملة، فإن إعادة استخدام البطاريات، وخاصة تلك المستخدمة في المركبات الكهربائية، تعد خيارًا أبسط. ومن بين جميع التطبيقات التي تستخدم بطاريات الليثيوم أيون، تتمتع المركبات الكهربائية بأعلى نطاق لإعادة الاستخدام. وذلك لأن بطارية المركبة الكهربائية من المرجح أن تحتوي على 70-80% من سعتها الأولية حتى عند التقاعد، والتي يمكن تمديدها إلى 10-15 عامًا من خلال إعادة الاستخدام. وفيما يلي بعض مسارات إعادة الاستخدام الواعدة:

• من المركبات الكهربائية إلى المركبات الكهربائية

يمكن إعادة استخدام البطاريات التي تحتفظ بأكثر من 80% من حالتها الصحية لاستخدامها في تطبيقات أخرى في المركبات الكهربائية الأقل كفاءة مثل الدراجات البخارية أو عربات الركشة، مما يطيل عمرها الافتراضي بشكل كبير. وبالمثل، تُستخدم وحدات البطاريات التي تقل حالتها الصحية عن 80% في تطبيقات المركبات الأخرى مثل الرافعات الشوكية وعربات المطار والدراجات. يؤدي إعادة استخدام نفايات البطارية بهذه الطريقة إلى زيادة عمرها الافتراضي بمقدار 5-20 عامًا.

• الشحن من سيارة كهربائية إلى سيارة كهربائية:  

يمكن دمج البطاريات ذات العمر الثاني في محطات شحن السيارات الكهربائية، مما يوفر طاقة احتياطية واستقرارًا للشبكة، مما يزيد من عمرها بمقدار 10-12 عامًا.

• تخزين المركبات الكهربائية في البطارية:  

يمكن تجميع بطاريات السيارات الكهربائية التي انتهت صلاحيتها لإنشاء تخزين متصل بالشبكة لدمج الطاقة المتجددة وتوفير الطاقة الاحتياطية للأماكن مثل مراكز البيانات. وعلى نطاق أصغر، يتم إعادة استخدام البطاريات لتخزين الطاقة في المنازل، وإضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية، فضلاً عن حلول الطاقة خارج الشبكة في المناطق الريفية، مما يوفر طاقة نظيفة وموثوقة. وهذا يزيد من عمر البطارية بمقدار 10-12 عامًا.

إن إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون تقدم فرصة فريدة لتسخير مواد قيمة مثل الكوبالت والنيكل والليثيوم والنحاس والألمنيوم، مما يدفع النمو الاقتصادي والاستدامة البيئية. ومع استمرار ارتفاع الطلب على المركبات الكهربائية والإلكترونيات الاستهلاكية، فإن تطوير نظام بيئي قوي لإعادة التدوير سيكون ضروريًا لدعم أجندة الهند الخضراء وتحقيق أهداف الاستدامة طويلة الأجل. إن الاستثمار في تقنيات إعادة التدوير المتقدمة وإنشاء إطار تنظيمي متماسك يمكن أن يساعد الهند على تحقيق معدلات إعادة تدوير أعلى وتحسين جودة المواد المستردة، مما يقلل في النهاية من الاعتماد على واردات المواد الخام ويخفف من المخاطر البيئية.