Stena Recyclingin ”Discover the future of battery recycling” -seminaarissa puhunut Circular Energy Storage -yrityksen toimitusjohtaja Hans Eric Melin löi tiskiin erittäin mielenkiintoisen tilannekuvan ja tulevaisuuden näkymän eurooppalaiselle akkuteollisuudelle. Melin myös varoittelee eurooppalaista akku- ja sähköautoteollisuutta ylimielisyydestä globaalissa kilpailutilanteessa.
Melinin esityksen otsikkona oli ”Recycled batteries and the search for a circular economy”. Hän kävi läpi useita litiumioniakkuihin ja niiden kierrätykseen liittyviä virheellisiä käsityksiä, joita esitellään jopa viikottain arvostetuissakin medioissa. Seuraavassa Melinin tiukat analyysit litiumioniakkuihin liittyvistä väitteistä ja virheellisistä tiedoista tai oletuksista niiden taustalla.
Väite 1: Akkuteollisuus riistää ihmisiä
Melinin mukaan lähes päivittäin saa lukea lehdistä, että ”vihreä vallankumous ei olekaan niin vihreä”, tai ”puhtaan energian likaisista salaisuuksista” ja ”sähköautojen pimeästä puolesta”. Hän myöntää, että on paljon epäkohtia, joihin täytyy suhtautua vakavasti – ja näin tällä hetkellä jo tapahtuukin. Keskeisimpinä haasteina ovat esimerkiksi työolosuhteet ja lapsityövoiman käyttö joissain osissa maailmaa akkumineraalien tuotannossa. Taustalla vaikuttaa mm. köyhyys.
Melin muistuttaa, että näitä epäkohtia on kaikessa kaivostoiminnassa, ei vain akkumineraalien tuotannossa. Samoja ongelmia nähdään vaikkapa maanviljelyksen tai kultakaivosten toiminnassa.
”Akut eivät aiheuta köyhyyttä tai arvoketjussa nähtäviä ongelmia”, muistuttaa Hans Eric Melin. Akkuteollisuus tekee aktiivisesti töitä näiden taustalla vaikuttavien ongelmien poistamiseksi, korostaa Melin.
Väite 2: Akkujen hiilijalanjälki
Toinen tyypillinen puheenaihe on akkujen hiilijalanjälki, jolla viitataan siihen, että jo ennen kuin akulla on ajettu metriäkään, on akun valmistuksessa syntynyt jo valmiiksi paljon CO2-päästöjä.
Tämä on Melinin mukaan asia, joka täytyy ilman muuta ottaa vakavasti. Tätä ongelmaa ratkaistaan jo tällä hetkellä esimerkiksi käyttämällä enemmän uusiutuvaa energiaa akkujen tuotannossa.
”Akut ja sähköistyminen ovat itsessään jo yksi keino tehdä toimitusketjusta vihreämpi”, muistuttaa Melin. Akkujen avulla voidaan esimerkiksi sähköistää kaivoskoneita ja vähentää sitä kautta päästöjä.
Hiilijalanjälki pienenee, kun siirrämme akkutuotantoa Eurooppaan, mutta myös niissä maissa, joissa litiumioniakkuja tuotetaan tänä päivänä.
Väite 3: Akkuja ei kierrätetä
Joskus litiumioniakkujen kierrätyksestä puhutaan kuin sitä ei olisi lainkaan. Joka viikko saamme lukea, miten joudumme tulevaisuudessa katselemaan kokonaisia vuoria myrkyllistä jätettä, kun sähköautot ja niiden akut tulevat tiensä päähän.
Kuva 1. Hans Eric Melin on kyllästynyt näkemään jatkuvasti tällaisia virheellisiä ja harhaanjohtavia otsikoita akkujen kierrätykseen liittyen. (Kuva: Hans Eric Melin 2021)
Verrattuna kahteen edelliseen myyttiin tämä eroaa siinä suhteessa, että tämä ei pidä paikkaansa. Meidän kaikkien käyttämissä akuissa on jo tänä päivänä kierrätysmateriaalia – ja sitä on ollut akuissa jo pitkään.
”Akkuja on kierrätetty jo pitkään”, muistuttaa Hans Eric Melin. ”Väittäisin, että litiumioniakku on yksi parhaiten kiertävistä tuotteista maailmassa. Monet ovat tietysti eri mieltä kanssani tästä asiasta.”
Akkuja ei ole ehkä kierrätetty kovin paljon täällä Euroopassa, akkuja ei ole myöskään ollut niin suuria kierrätettäväksi, pohtii Melin.
Melin muistuttaa myös, että valtaosa litiumioniakuista on integroitu johonkin laitteeseen, kuten kännykät tai läppärit. Akuilla ei ole oikeastaan omaa elämää, vaan niiden kohtalo määräytyy ”emolaitteen” mukaan. Sama pätee myös sähköautoihin: akku elää elämäänsä autossa ja niitä harvoin vaihdetaan, koska ne kestävät auton eliniän. Melin muistuttaa, että esimerkiksi Lontoossa on edelleen liikennekäytössä sähköautoja, jotka otettiin käyttöön vuosina 2010 – 2011 .
”Nämä autot tulevat pysymään liikenteessä pitkään”, ennustaa Melin.
Kuva 2. Tällaisia 10 vuotta vanhoja sähköautoja näkyy edelleen Lontoon liikenteessä. (Kuva: Hans Eric Melin 2021)
Euroopassa käytetyt akut päätyvät usein Aasiaan, jossa niitä kunnostetaan, käytetään uudelleen tai kierrätetään. Aasiasta nämä materiaalit lähtevät sitten uusissa akuissa käyttöön eri puolille maailmaa.
Kuva 3. Kiinassa on jo tällä hetkellä noin 15 000 akkukierrätysyritystä. (Lähde: Sebastian Ibold 2021 Nov)
Litiumioniakkuja myös korjataan, muistuttaa Hans Eric Melin. Esimerkkeinä hän mainitsee sähköpyörien akkujen korjaustoiminnan Oslossa ja ajovoima-akkujen kunnostuksen ja uudelleenvalmistuksen Oklahomassa. Tällainen toiminta luonnollisesti pidentää akkujen elinkaarta.
Akkuja uudelleen käytetään samanlaisessa käytössä missä ne alun perin olivat (”reuse”) tai ne päätyvät johonkin uuteen käyttökohteeseen (”repurpose”). Yksi nopeimmin kasvavista markkinoista on vanhojen polttomoottoriautojen muuttaminen sähkökäyttöisiksi.
Kuva 4. Vanhat polttomoottoriautot saavat kierrätysakkujen ansiosta uuden elämän. (Kuva: Hans Eric Melin 2021)
Melinin mukaan kierrätys toimii parhaiten, kun se tapahtuu lähellä akkujen valmistusta. Siksi valtaosa akkukierrätyksestä tapahtuu lähellä akkutehtaita. Koska Euroopassa ei ole pitkään aikaan valmistettu akkuja, maailman akkutuotannosta noin 75 prosenttia tapahtuu Kiinassa ja Etelä-Koreassa. Siellä on myös valtaosa kierrätysliiketoiminnasta. Mutta nyt tilanne on muuttumassa.
Akkumarkkinat isossa murroksessa
Hans Eric Melin korostaa, että perinteiset asetelmat akkumarkkinoilla ovat nyt isossa murroksessa. Tilannetta havainnollistaa Melinin esittämä kuva, jossa on kuvattu akkujen eri käyttökohteiden osuutta kokonaismarkkinasta. Vuosina 2010 – 2020 valtaosa litiumioniakuista oli kannettavissa laitteissa, kuten matkapuhelimissa ja kannettavissa tietokoneissa (sininen pylväs). Vuodesta 2020 eteenpäin sähkö- ja hybridiautojen ajovoima-akkujen osuus kasvaa selvästi suurimmaksi markkinaksi (oranssi pylväs).
Kuva 5. Litiumioniakkujen käyttö eri applikaatioissa vuosina 2010 – 2020. (Kuva: Hans Eric Melin 2021)
Useimmat autonvalmistajat valmistavat nyt sähköautoja Euroopassa ja määrä tulee vain kasvamaan. Monilla valmistajilla on 20 – 30 uutta mallia jo putkessa. Ladattavien autojen valmistuksen perässä tulee luonnollisesti myös akkuvalmistusta Eurooppaan. Samalla muuttuu myös koko asetelma sille, miten kierrätys voi tapahtua Euroopassa, muistuttaa Melin.
Myös akut itsessään tulevat muuttumaan modulaarisemmiksi ja joustavammiksi käyttää myös muissa käyttökohteissa kuin autoissa. Uusien käyttökohteiden innovointi on tullut helpommaksi ja markkinoille on syntynyt myös paljon uusia applikaatioita, kuten kevyet sähköiset kulkupelit tai ladattavat sähkötyökalut.
”Olemme siirtymässä akkutalouteen, jossa akut ovat yhtä tärkeässä roolissa kuin puolijohteet elektroniikkateollisuudessa”, visio Hans Eric Melin.
Mutta edellä kuvattuun siirtymään liittyy myös haasteita.
Akkujen raaka-aineista tulee pulaa
Hans Eric Melin pitää väistämättömänä, että akkujen raaka-aineista tulee pulaa. Ongelmana on, että lukemattomien akkutehdas- ja sähköautotehdasjulkistusten tueksi ei ole riittävästi investointeja raaka-aineiden tuotantoon. Yksittäiset yritykset tulevat kohtaamaan paitsi komponenttipulaa, myös akkumateriaalipulaa, varoittaa Melin.
Keskeisten akkukemikaalien hinnat ovat nousseet viimeisten 18 kuukauden aikana ja tämä kehitys tulee Melinin mukaan jatkumaan.
Melin nostaa esille myös resurssitehokkuuden – käytetään tehokkaasti ne materiaalit, joita meillä jo on. Akkujen kierrätystä tarvitaan per heti, koska jo tällä hetkellä uusien akkutehtaiden tuotekehitys- ja pilottitoiminnot synnyttävät tuotantojätettä.
”Meidän pitää palauttaa tästä materiaalista mahdollisimman suuri osa takaisin akkuarvoketjuun”, painottaa Melin.
Mutta kyse on myös akkujen suunnittelusta: pitääkö akkujen olla niin suuria ja tehokkaita, kuin mitä niistä tehdään tänä päivänä? Kysymys on siitä, että meidän pitää olla nyt fiksuja ja ymmärtää, että seuraavien kymmenen vuoden aikana akkujen raaka-aineista tulee olemaan pulaa.
Akut kestävät käytössä todella pitkään
Myös akkujen kestävyydestä ja käyttöiästä puhutaan paljon. Melinin mukaan akut kestävä käytössä pitkään – itse asiassa paljon pidempään, mitä useimmat meistä kuvittelevat.
Pitkä käyttöikä tulee Melinin mukaan näkymään myös siinä, kuinka paljon kierrätettävää kertyy seuraavien 10 vuoden aikana, koska akkuja tulee nyt markkinoille laitteissa, joiden käyttöikä on paljon pidempi kuin aiemmin.
Tämä on tietysti kiertotalouden näkökulmasta hieno juttu, että akkuja voidaan käyttää niin pitkään. Mutta kierrättäjille tai akkuja uudelleenkäyttäville yrityksille tilanne on hankala.
Esimerkkinä Melin esitteli analyysiä Yhdysvaltojen sähköautomarkkinoilta. Näyttää siltä, että sähköautot ovat liikenteessä noin 20 vuotta (Suomessa autojen keskimääräinen romutusikä on nykyisin reilut 21 vuotta). Autot eivät pysy välttämättä koko elinikäänsä USA:n liikenteessä, vaan päätyvät esimerkiksi Meksikoon. Ajovoima-akut kestävät nykyisten arvioiden mukaan koko auton eliniän.
Kuva 6. Sähköautot pysyvät liikenteessä jopa parikymmentä vuotta. (Kuva: Hans Eric Melin 2021)
Melin muistuttaa myös, että koko maailma haluaa sähköautoja – ei vain Eurooppa, Yhdysvallat ja Aasian maat. Tämä tarkoittaa sitä, että käytetyille sähköautoille on kova kysyntä eri puolilla maailmaa Afrikasta Ukrainaan. Tämä tarkoittaa myös sitä, että iso osa sähköautoista päätyy maailmalle eikä niitä kierrätetä Euroopassa. Akkujen uudelleenkäytön näkökulmasta tämä tarkoittaa valittavasti myös sitä, että ajovoima-akut päätyvät Euroopan ulkopuolelle.
Maksimoidaan akkujen kaupallinen potentiaali
Hans Eric Melin ehdottaa myös uudenlaista toimintamallia, jossa akkuja ei ajettaisi loppuun sähköautoissa, vaan ne päivitettäisiin uudempiin ajoissa, jolloin ajovoima-akkuja vapautuisi uudelleenkäyttöön muissa käyttökohteissa.
Kyse on Melinin mukaan laajemminkin siitä, miten akkujen kaupallinen potentiaali hyödynnetään maksimaalisesti.
”Make money as much as possible, as long as possible”, kiteyttää Melin tavoitetilan.
Suurinta tuhlausta saattaa loppupeleissä olla se iso akku, joka meillä on sähkö- tai lataushybridiautossa. Joillekin autonkäyttäjille isossa akussa on ideaa.
”Jos olet Uber-kuski tai taksiautoilija, tai myyntireiska jonka pitää ajaa pitkiä matkoja, niin silloin iso akku on järkevä vaihtoehto”, pohtii Melin.
Mutta monille normikuskeille, jotka ajavat päivässä vaikka 50 km työpaikalle, iso akku on ihan turha investointi – samalla tuhlaamme niihin niukkoja resurssejamme. Aikana, jolloin tiedämme, että niistä tulee pulaa.
Mielenkiintoisena uutena mahdollisuutena Melin näkee ns. battery swapping -ratkaisut, joissa paikallaan lataamiseen sijaan akkupaketti vaihdetaan lennossa ja matka jatkuu. Melinin idea on, että akkuja voisi olla erilaisilla kapasiteeteilla, jolloin niistä voisi valita sopivan kulloisenkin tarpeen mukaan.
Vaihdettavia akkuja on nähty erityisesti pienissä sähköisissä kulkupeleissä (”micromobility”) . Kevyet, 2- tai 3-pyöräiset sähköiset kulkupelit ovat Melinin mukaan muutenkin tärkeässä roolissa: tarvitaanko kotitaloudessa oikeasti useita autoja, vai voisiko nelipyöräisen ajoneuvon rinnalla olla kevyempiä sähköisiä kulkupelejä, kysyy Melin.
Myös Vehicle-to-Grid (V2G) -konsepti on tärkeä akun kaupallisen potentiaalin hyödyntämisessä. Siinä sähköajoneuvon akkua hyödynnetään osana sähköverkkoa silloin, kun auto ei ole liikenteessä.
Lisäksi on monenlaisia latausratkaisuja. Melinin mukaan usein puhutaan pikalatauksena asiana, joka vahingoittaa akkua. Mutta ehkä se ei olekaan niin huonoa asia, että akkua vähän kuritetaan, jos akun ”vahingoittamisella” tarkoitetaan sitä, että akku käytetään paljon. Jos akku kuluu ajoneuvokäytössä pikalatauksen takia, niin senhän voi vaihtaa aikaisemmin ja käyttää jossain toisessa sovelluksessa, pohtii Hans Eric Melin.
Melin haastaa ylipäätänsä miettimään, miten akkujen voisi käyttää enemmän – siinä on avain resurssi- ja materiaalitehokkuuteen.
Euroopan pitää varoa ylimielistä asennetta
”Pääviestini on, että hyödyntäkää akkujen kaupallinen potentiaali tehokkaammin”, kiteyttää Hans Eric Melin.
”Älkää miettikö kierrätettävyyttä asiana, joka liittyy vain kierrätykseen tai uudelleenkäyttöön. Myös akkujen käyttövaiheessa on paljon mahdollisuuksia.”
Melin päättää esityksensä varoituksen sanaan eurooppalaiselle akku- ja sähköautoteollisuudelle:
”I am seriously worried about the narrative in Europe that we are superior, that we are better than others around the world, that we are more responsible, that we generate higher quality on our products, and that we have outsourced production because there are lower wages in other countries. That might have been true once, but today, when we actually outsource production, we also outsource lot of initiative to innovate. We outsource the possibility to make production more efficient, product development more efficient. In fact, when it comes to batteries and electric vehicles, we are not in the lead here. We are not in the driver’s seat. We really have to address that. I think monetizing the battery is what is really left for us, to try to excel in. That doesn’t mean that the other countries are not good at this – because they are. It is so important to shift the business models towards this. I am really positive, and I think we are really able to do that, and that we will have a very prosperous future: batteries produced here, recycled here, and some clean air.” Hans Eric Melin 30 Nov 2021
Toim.huom. Olipa piristävää kuunnella Hans Eric Melinin tuoreita ajatuksia Stena Recyclingin seminaarissa marraskuun lopulla. Kun viikottain seuraa useita akku- ja sähköautowebinaareja, niin tuntuu, että samat tarinat kerrotaan uudelleen ja uudelleen. Monille suomalaisillekin tuttu, Englannissa asuva ruotsalainen Melin on kiertänyt paljon eri puolilla maailmaa ihan paikan päällä katsomassa, miten ne akut oikeasti kierrätetään esimerkiksi Kiinassa. Kaikkien, jotka ovat nähneet, miten paljon akku- ja sähköauto-osaamista Aasiasta löytyy, on helppo yhtyä Melinin esittämään varoitukseen: Eurooppa on näissä hommissa vasta oppipoika, kovin osaaminen ja kokemus löytyy vielä pitkään Aasiasta.
Kriittisemateriaalit.fi-sivusto on Huoltovarmuuskeskuksen Teknologiapoolin hallinnoima sivusto, joka seuraa suomalaisen teollisuuden kannalta kriittisten metallien ja mineraalien sekä elektroniikkakomponenttien markkinoiden kehitystä erityisesti jatkuvuudenhallinnan ja huoltovarmuuden näkökulmasta. Lisätietoja: jarkko.vesa(at)notinnovatedhere.fi
(Julkaistu 1.12.2021)
Lähteet:
- Hans Eric Melin, ”Recycled batteries and the search for a circular economy”, keynote-esitys Stena Recyclingin webinaarissa 30.11.2021