Popravak baterija za automobile i e-bicikle štedi novac i resurse, ali problemi koče rast industrije
Rich Benoit prima pozive oko tri puta dnevno od vlasnika starog Tesla Model S čija je baterija počela kvariti u njegovoj auto radnji The Electrified Garage.Baterije koje bi mogle osigurati stotine milja dometa odjednom mogu trajati samo 50 milja s punjenjem.Ova vozila često ne dolaze s jamstvom, a zamjena baterije može stajati i do 15.000 USD.
Za većinu proizvoda popravak je ekonomičnija opcija od zamjene.Benoit, koji vodi jedan od rijetkih neovisnih Teslinih servisa u SAD-u, rekao je da se mnoge Tesline baterije teoretski mogu popraviti.Ali zbog potrebnog vremena i obuke, sigurnosnih pitanja i složenosti popravka, Benoit kaže da popravak automobilskog akumulatora u njegovoj radionici može stajati i do 10.000 dolara, više nego što je većina potrošača spremna platiti.Umjesto toga, mnogi ljudi odlučuju prodati ili baciti svoje stare automobile u otpad, a zatim kupiti potpuno novu Teslu, rekao je.
"[Auto] je sada gotovo kao potrošni materijal, poput TV-a", rekao je Benoit.
Benoitovo iskustvo ukazuje na problem s kojim se počinju suočavati rani korisnici električnih vozila i električnih uređaja za mikromobilnost poput e-bicikala i e-skutera: ta vozila sadrže velike, skupe baterije koje s vremenom postaju nedostupne.Ponovna proizvodnja ovih baterija može osigurati prednosti održivosti uštedom energije i resursa koji bi se inače koristili za izradu novih baterija.Ovo je posebno važno za električna vozila, koja sadrže vrlo velike baterije koje se moraju koristiti godinama kako bi se nadoknadile emisije ugljičnog dioksida nastale tijekom njihove proizvodnje.No mnoga električna vozila i baterije za električna vozila dizajnirani su tako da ih je teško popraviti, a neki proizvođači aktivno obeshrabruju tu praksu, navodeći zabrinutost zbog sigurnosti.Problemi s dizajnom, sigurnosni zahtjevi i nedostatak dijelova otežavaju popravke nekoliko nezavisnih mehaničara zaduženih za servisiranje baterija za električna vozila ili e-bicikle.
"U smeću ima puno baterija koje se mogu obnoviti", kaže Timothée Rouffignac, koji vodi malu tvrtku za popravak baterija za e-bicikle pod nazivom Daurema u Bruxellesu, Belgija.Ali "budući da nisu predviđeni za popravak, teško je pronaći dobru cijenu."
Litij-ionske baterije u pametnim telefonima sadrže "ćeliju" koja se sastoji od grafitne anode, metalne katode i tekućeg elektrolita koji omogućuje kretanje litijevih iona s jedne strane na drugu, stvarajući električni potencijal.Baterije za električne bicikle obično sadrže desetke ćelija.U međuvremenu, baterije električnih vozila mogu sadržavati stotine do tisuće pojedinačnih ćelija, koje su često pakirane u "module" i zatim kombinirane u pakete baterija.Uz ćelije i module, baterije za električna vozila i e-bicikle često uključuju sustav upravljanja baterijom koji nadzire ispravnost baterije i kontrolira stopu punjenja i pražnjenja.
Sve litij-ionske baterije s vremenom se razgrade i na kraju će ih trebati zamijeniti.Međutim, kada baterija sadrži mnogo pojedinačnih ćelija i drugih komponenti, njezin se vijek ponekad može produžiti popravkom, procesom koji uključuje prepoznavanje i zamjenu oštećenih ćelija ili modula, kao i popravak drugih neispravnih komponenti, kao što je neispravan sustav upravljanja baterijom.U nekim slučajevima potrebno je zamijeniti samo jedan modul.Zamjena ovog modula, umjesto zamjene cijele baterije, smanjuje potrebu za metalima kao što je litij, kao i emisije ugljika povezane s proizvodnjom zamjenske baterije (ili novog automobila).Zbog toga je obnova baterija "idealna za kružno gospodarstvo (sustav koji štedi i ponovno koristi resurse)", rekao je Gavin Harper, istraživač koji proučava održivost baterija na Sveučilištu u Birminghamu u Velikoj Britaniji.
Iako to nije nužno jeftino, možete uštedjeti novac na popravku baterije.Obično popravak baterije za EV košta oko pola cijene nove baterije.Cox Automotive procjenjuje da je otkad je 2014. počeo nuditi usluge popravka baterija za električna vozila, uštedio više od 1 gigavat-sata baterija, što je dovoljno za napajanje oko 17 000 novih električnih vozila od preranog odlaganja.
"Mnogo je razloga zašto je popravak isplativiji od zamjene", rekao je Helps Gristu.
No stručnjaci kažu da su popravci baterija opasni i da ih ne bi trebali raditi kod kuće ili oni koji to prvi put rade.Ako se baterija ošteti tijekom popravka, može doći do kratkog spoja, što može dovesti do požara ili eksplozije.Nenošenje odgovarajućih visokonaponskih rukavica prilikom pokušaja popravaka može dovesti do strujnog udara.Ako ne znate što radite, "igrate se vatrom", rekao je John Matna, vlasnik radionice za popravak e-bicikala Chattanooga Electric Bike Co. Napomenuo je da neke baterije za električne bicikle sadrže "dovoljno struje da ubijete osoba."
Pomaže reći da popravak baterija zahtijeva barem visokonaponsku obuku, električarsko iskustvo, osobnu zaštitnu opremu i "osnovno razumijevanje arhitekture i načina rada baterija".Oni koji žele popraviti baterije za električna vozila također trebaju opremu za podizanje vozila s tla i fizičko uklanjanje baterije, koja može težiti tisuće funti.
"Vrlo malo ljudi može ili bi trebalo pokušati nešto ovako", rekao je Benoit.
Ali čak i oni s odgovarajućom obukom često imaju poteškoća s popravkom baterija za električna vozila ili e-bicikle zbog njihovog dizajna.Mnoge baterije za e-bicikle dolaze u izdržljivim plastičnim kutijama koje je teško, ako ne i nemoguće, otvoriti bez oštećenja unutarnjih komponenti.Unutar baterije e-bicikla ili pojedinačnih baterijskih modula za EV, ćelije su često zalijepljene ili zavarene zajedno, što ih čini teškim ili nemogućim za pojedinačnu zamjenu.Osim toga, kao što se ističe u izvješću Europske agencije za okoliš za 2021., neke EV baterije sadrže softver koji bi mogao uzrokovati gašenje baterije ako postoje znakovi diranja.
Proizvođači tvrde da su njihove baterije dizajnirane za poboljšanje sigurnosti, izdržljivosti i performansi, ali to može doći nauštrb mogućnosti popravka jer mnogi proizvođači koji pokrivaju jamstveni rok (obično dvije godine za glavne marke i marke e-bicikala) nude zamjenu besplatno ili na popustu.baterije.Električna vozila traju 8 do 10 godina ili 100 000 milja).Zagovornici popravka, s druge strane, tvrde da modularni dizajni s reverzibilnim zatvaračima kao što su uklonjive kopče ili ljepljive trake ne ugrožavaju nužno sigurnost i da prednosti dizajna popravka daleko nadmašuju troškove.
Europski političari počinju slušati zagovornike.U kolovozu je Europska unija usvojila novu uredbu čiji je cilj učiniti baterije ekološki prihvatljivijima.Između ostalog, uključuje odredbu koja zahtijeva da baterije koje se koriste u e-biciklima i drugim "lakim vozilima" kao što su e-skuteri moraju servisirati neovisni stručnjaci, sve do razine pojedinačne ćelije.Europska industrija e-bicikala snažno se usprotivila pravilu zbog zabrinutosti oko sigurnosti, certificiranja baterija i zakonske odgovornosti, a sada se bori s time kako se pridržavati pravila.
"Još uvijek razmatramo kako možemo ispuniti zahtjeve novih EU propisa o baterijama, a istovremeno se pridržavati primjenjivih sigurnosnih propisa i naših visokih standarda kvalitete", rekao je proizvođač baterija za e-bicikle Bosch za Grist.Bosch je istaknuo izazove s kojima se suočavaju proizvođači."Suprotan trend vidljiv je u Sjedinjenim Državama", gdje se "uvode stroži propisi i viši standardi za baterije i sustave za e-bicikle."
Zapravo, Savezna komisija za sigurnost potrošačkih proizvoda nedavno je objavila da preispituje propise za e-bicikle i njihove baterije.Do toga je došlo nakon što je nedavni niz požara baterija e-bicikla također potaknuo lokalne političke akcije.Gradsko vijeće New Yorka nedavno je promijenilo svoj požarni kodeks kako bi zabranilo "sastavljanje ili popravak litij-ionskih baterija" od rabljenih baterija iz drugih baterija, što serviseri ponekad rade.
Grad je također nedavno donio zakon koji zahtijeva od proizvođača električnih vozila da osiguraju da su baterije njihovih proizvoda certificirane prema standardu dizajna UL 2271, koji je namijenjen poboljšanju sigurnosti.Prerađene baterije ispunjavaju te zahtjeve, rekao je Ibrahim Jilani, globalni direktor potrošačke tehnologije za UL Solutions, multinacionalnu tvrtku koja testira standarde sigurnosne certifikacije za širok raspon industrijskih i potrošačkih proizvoda i materijala.Jedan standard.No Gilani je rekao da će tvrtke za popravak morati "zadržati dizajn kakav je bio prije popravka", uključujući korištenje baterija i elektroničkih komponenti iste marke i modela.Radionice za popravak baterija također moraju proći UL inspekcije na licu mjesta četiri puta godišnje, što će ih koštati više od 5000 dolara godišnje, rekao je Jilani.*
U usporedbi s električnim biciklima, zakonodavci su bili relativno opušteni u pogledu popravka baterija za EV.Ne postoje posebni zakoni ili propisi u Sjedinjenim Državama koji se bave ovim problemom.Nova pravila EU-a o baterijama također se ne bave popravcima baterija električnih vozila, već jednostavno preporučuju zakonodavcima da ažuriraju propise za pojedina vozila "kako bi se osiguralo da se te baterije mogu ukloniti, zamijeniti i rastaviti."
Njemačka osiguravajuća udruga GDV "snažno podržava" ideju, rekao je glasnogovornik Gristu.U listopadu je grupa objavila rezultate studije koja je pokazala da električna vozila koštaju trećinu više za popravak od usporedivih vozila na benzinski pogon, rezultat koji se djelomično objašnjava visokim troškovima popravka ili zamjene baterija.
"Mnogi proizvođači automobila neće dopustiti popravke baterija čak i ako je baterijska kutija malo oštećena", rekao je glasnogovornik GDV-a za Grist.Proizvođači automobila ponekad odluče zamijeniti bateriju ako je automobil bio u nesreći u kojoj se aktivirao zračni jastuk.Obje prakse "mogu rezultirati povećanim troškovima popravka" i u konačnici višim premijama osiguranja, rekao je glasnogovornik.
Novi propisi o mogućnosti popravka baterija električnih vozila dolaze u kritično vrijeme.Cox Automotive's Helps rekao je da postoje dva istodobna trenda u dizajnu EV baterija: "Baterije će ili postati vrlo jednostavne za održavanje ili ih se uopće neće moći održavati."
Neke baterije, poput baterija Volkswagen ID.4, imaju module u stilu Lego kocki koje je lako ukloniti i zamijeniti.Ostali paketi baterija, kao što je novi paket baterija Tesla 4680, uopće ne sadrže module.Umjesto toga, sve ćelije su zalijepljene zajedno i pričvršćene na samu bateriju.Helps opisuje ovaj dizajn kao "nepopravljiv".Ako se pronađe oštećena baterija, mora se zamijeniti cijela baterija.
"To je još uvijek baterija koja se može u potpunosti reciklirati", rekao je Helps."Jednostavno ne možete to popraviti."
Ovaj je članak izvorno objavio Grist, neprofitna medijska organizacija koja pokriva klimu, pravdu i rješenja.
Scientific American je dio Springer Nature, koji posjeduje ili ima komercijalne odnose s tisućama znanstvenih publikacija (od kojih se mnoge mogu pronaći na www.springernature.com/us).Scientific American održava strogu politiku uređivačke neovisnosti u izvješćivanju naših čitatelja o znanstvenim dostignućima.
Vrijeme objave: 26. prosinca 2023