Recyclen is, wiskundig gesproken, het voor de hand liggende antwoord op het feit dat we niet voor altijd dingen uit de grond kunnen blijven graven. Maar economisch? Daar wordt het lastig. Nieuwe materialen zijn vaak goedkoper dan gerecyclede, en met technologie die zo snel beweegt als elektrische voertuigen, is er een extra twist: tegen de tijd dat een auto wordt gesloopt, is de industrie misschien al overgestapt op een andere batterijchemie, waardoor de oude batterij ongeveer zo waardevol is als een gebruikte servet.
Toch suggereert een nieuwe studie onder leiding van Xin Xiong aan de Nanjing Universiteit dat in China recycling de dominante bron zou kunnen worden van veel belangrijke materialen voor EV-productie in de komende decennia. De onderzoekers modelleerden hoe gerecycled aanbod zich verhoudt tot productievraag van 2010 tot 2050, met betrekking tot batterijmaterialen voor hybrides, elektrische auto's en zelfs brandstofcelvoertuigen - lithium, kobalt, nikkel, mangaan, fosfor, natrium, zwavel en grafiet - plus motorelementen zoals koper, neodymium, dysprosium, samarium en cerium.
Ze draaiden vier scenario's voor hoe batterij- en motortechnologie zou kunnen evolueren, van langzame verschuivingen naar solid-state lithium- en natriumbatterijen, tot snelle transities met motoren die minder zeldzame aardmetalen gebruiken. Het model berekent voor elk element het 'circulariteitspotentieel' - welk deel van de productievraag kan worden gedekt door gerecycled materiaal in datzelfde jaar. Het houdt ook rekening met recente Chinese beleidsmaatregelen die erop gericht zijn om het recyclingpercentage van bepaalde batterij-elementen te verhogen van de huidige 40 procent naar ten minste 98 procent, en om het aandeel van EV's in de nieuwe verkoop te verhogen van 45 procent naar 60 procent tegen 2030.
In het model verdwijnen hybrides en plug-in hybrides uiteindelijk, maar de verkoop van volledig elektrische auto's blijft stijgen tot 2050. Dat betekent dat het aantal voertuigen dat bij de recycler terechtkomt achterblijft maar gestaag groeit - vooral omdat het model aanneemt dat batterijen vaak worden vervangen vanwege capaciteitsverlies vóór het einde van de levensduur van een voertuig, vooral bij zwaar commercieel gebruik. Voeg daar China's batterijwisselstations aan toe, en je hebt extra batterijen die worden geproduceerd en gerecycled.
In alle scenario's stijgt recycling over het algemeen om een behoorlijk deel van de productievraag te dekken, hoewel de patronen variëren. In het begin stijgt het gerecyclede aanbod naarmate de EV-boom uiteindelijk een overeenkomstige boom in dode EV's produceert. Maar voor sommige elementen zoals kobalt kan de vraag dalen naarmate de industrie overschakelt op chemie met weinig kobalt, en plotseling is het gerecyclede aanbod overvloedig. Omgekeerd kunnen de behoeften aan nikkel en mangaan toenemen, waardoor het gerecyclede aandeel relatief vlak blijft.
De motorelementen vertellen een soortgelijk verhaal, maar ze zijn gevoelig voor technologische veranderingen - zoals wanneer cerium duurdere zeldzame aardmetalen begint te vervangen. Afhankelijk van welk scenario je gelooft, laat het model zien welke vragen recycling kan dekken en welke nog steeds goed ouderwetse mijnbouw vereisen.
Natuurlijk hangt dit alles af van het woord 'effectief' in 'effectief recyclen'. De onderzoekers wijzen op verschillende zwakke schakels die versterkt moeten worden om de hoge kant van hun cijfers te halen. China gebruikt al regelgeving om te helpen - het verplichten van 'batterijpaspoorten' die de chemie van elke batterij identificeren, en het duwen van meer gesloopte batterijen naar gediplomeerde recyclers. Maar ze merken op dat China nog geen minimumiveau van gerecyclede inhoud in nieuwe batterijen heeft vereist. En de complexe recyclingketen kan knelpunten tegenkomen naarmate het opschaalt om meer EV's te verwerken.
Net zoals grafiet in batterijen nu vaak niet wordt gerecycled omdat het goedkoop is, zou nieuwe technologie zoals natriumbatterijen een tweesnijdend zwaard kunnen zijn: goedkopere batterijen zijn geweldig, maar ze geven recyclers minder waardevols om mee te werken. Desondanks, ondanks de complicaties, suggereert het model dat de wiskunde voor veel materialen best goed zou kunnen uitpakken.