Recykling jest, matematycznie rzecz biorąc, oczywistą odpowiedzią na fakt, że nie możemy w nieskończoność wydobywać rzeczy z ziemi. Ale ekonomicznie? To już jest bardziej skomplikowane. Surowce pierwotne często są tańsze niż te z recyklingu, a przy tak szybko rozwijającej się technologii jak pojazdy elektryczne, pojawia się dodatkowy haczyk: zanim samochód trafi na złom, branża może już przejść na inną chemię baterii, czyniąc starą baterię mniej więcej tak wartościową jak zużyta serwetka.

Mimo to, nowe badanie prowadzone przez Xin Xiong z Uniwersytetu w Nankinie sugeruje, że w Chinach recykling może stać się dominującym źródłem wielu kluczowych materiałów dla produkcji EV w nadchodzących dekadach. Naukowcy modelowali, jak podaż z recyklingu ma się do popytu produkcyjnego w latach 2010-2050, obejmując materiały bateryjne dla hybryd, pojazdów w pełni elektrycznych, a nawet ogniw paliwowych - lit, kobalt, nikiel, mangan, fosfor, sód, siarkę i grafit - oraz elementy silników, takie jak miedź, neodym, dysproz, samar i cer.

Przeprowadzili cztery scenariusze ewolucji technologii baterii i silników, od powolnych zmian w kierunku litowo-jonowych i sodowych baterii stałego stanu, po szybkie przejścia z silnikami wykorzystującymi mniej metali ziem rzadkich. Model oblicza 'potencjał cyrkularności' każdego pierwiastka - jaki udział popytu produkcyjnego może zostać zaspokojony przez materiał z recyklingu w tym samym roku. Uwzględnia również ostatnie chińskie polityki mające na celu zwiększenie wskaźników recyklingu niektórych pierwiastków bateryjnych z obecnych 40 procent do co najmniej 98 procent oraz podniesienie udziału EV w nowej sprzedaży z 45 do 60 procent do 2030 roku.

W modelu hybrydy i hybrydy plug-in stopniowo znikają, ale sprzedaż pojazdów w pełni elektrycznych rośnie aż do 2050 roku. Oznacza to, że liczba pojazdów trafiających do recyklingu opóźnia się, ale stale rośnie - zwłaszcza że model zakłada, iż baterie będą często wymieniane z powodu utraty pojemności przed końcem życia pojazdu, szczególnie w ciężkim użytkowaniu komercyjnym. Dodaj do tego chińskie stacje wymiany baterii, a otrzymasz dodatkowe baterie produkowane i poddawane recyklingowi.

We wszystkich scenariuszach recykling generalnie rośnie, aby zaspokoić dość dużą część popytu produkcyjnego, choć wzorce się różnią. Na początku podaż z recyklingu rośnie, gdy boom EV w końcu prowadzi do odpowiedniego boomu martwych EV. Ale dla niektórych pierwiastków, takich jak kobalt, popyt może spaść, gdy branża przechodzi na chemie o niskiej zawartości kobaltu, i nagle podaż z recyklingu jest nadwyżkowa. Z drugiej strony, zapotrzebowanie na nikiel i mangan może wzrosnąć, utrzymując udział recyklingu na stosunkowo stałym poziomie.

Pierwiastki silnikowe opowiadają podobną historię, ale są wrażliwe na zmiany technologiczne - na przykład jeśli cer zacznie wypierać droższe metale ziem rzadkich. W zależności od tego, który scenariusz przyjmiesz, model pokazuje, które zapotrzebowania może pokryć recykling, a które nadal będą wymagać dobrej, staroświeckiej eksploatacji kopalń.

Oczywiście wszystko to zależy od słowa 'skuteczny' w 'skutecznym recyklingu'. Naukowcy wskazują kilka słabych ogniw, które należy wzmocnić, aby osiągnąć górną granicę ich liczb. Chiny już wprowadzają regulacje, aby pomóc - nakazują 'paszporty baterii', które identyfikują chemię każdej baterii, i kierują więcej złomowanych baterii do licencjonowanych recyklerów. Ale zauważają, że Chiny nie wprowadziły jeszcze obowiązkowego minimalnego poziomu zawartości materiałów z recyklingu w nowych bateriach. A złożony łańcuch recyklingu może napotkać wąskie gardła, gdy będzie się skalować, aby obsłużyć więcej EV.

Tak jak grafit w bateriach często nie jest teraz poddawany recyklingowi, ponieważ jest tani, nowe technologie, takie jak baterie sodowe, mogą być mieczem obosiecznym: tańsze baterie są świetne, ale dają recyklerom mniej wartościowych rzeczy do pracy. Niemniej jednak, pomimo komplikacji, model sugeruje, że matematyka może się całkiem nieźle sprawdzić dla wielu materiałów.