Переработка, математически говоря, является очевидным ответом на тот факт, что мы не можем вечно просто выкапывать вещи из земли. Но экономически? Вот где все становится рискованно. Первичные материалы часто дешевле переработанных, а с такой быстро развивающейся технологией, как электромобили, есть дополнительный поворот: к тому времени, когда автомобиль списан, промышленность, возможно, уже перешла на другую химию аккумуляторов, делая старый аккумулятор примерно таким же ценным, как использованная салфетка.

Тем не менее, новое исследование под руководством Синь Сюна из Нанкинского университета предполагает, что в Китае переработка может стать доминирующим источником многих ключевых материалов для производства электромобилей в ближайшие десятилетия. Исследователи смоделировали, как предложение переработанных материалов соотносится с производственным спросом с 2010 по 2050 год, охватывая материалы для аккумуляторов гибридов, электромобилей на батареях и даже автомобилей на топливных элементах - литий, кобальт, никель, марганец, фосфор, натрий, серу и графит - плюс элементы для двигателей, такие как медь, неодим, диспрозий, самарий и церий.

Они рассмотрели четыре сценария развития технологий аккумуляторов и двигателей: от медленных переходов к твердотельным литиевым и натриевым аккумуляторам до быстрых переходов с двигателями, использующими меньше редкоземельных элементов. Модель рассчитывает «потенциал замкнутости» каждого элемента - какую долю производственного спроса можно удовлетворить переработанным материалом в том же году. Она также учитывает недавнюю китайскую политику, направленную на повышение уровня переработки некоторых элементов аккумуляторов с текущих 40 процентов до как минимум 98 процентов, и на увеличение доли электромобилей в новых продажах с 45 до 60 процентов к 2030 году.

В модели гибриды и подключаемые гибриды со временем исчезают, но продажи электромобилей на батареях продолжают расти вплоть до 2050 года. Это означает, что количество автомобилей, попадающих на переработку, отстает, но неуклонно растет - особенно потому, что модель предполагает, что аккумуляторы будут часто заменяться из-за потери емкости до конца срока службы автомобиля, особенно при интенсивном коммерческом использовании. Добавьте к этому станции замены аккумуляторов в Китае - и вы получите дополнительные аккумуляторы, производимые и перерабатываемые.

Во всех сценариях переработка в целом растет, чтобы удовлетворить довольно значительную часть производственного спроса, хотя модели различаются. На ранних этапах предложение переработанных материалов растет по мере того, как бум электромобилей в конечном итоге порождает соответствующий бум мертвых электромобилей. Но для некоторых элементов, таких как кобальт, спрос может упасть, поскольку промышленность переходит на химию с низким содержанием кобальта, и внезапно предложение переработанных материалов становится избыточным. И наоборот, потребности в никеле и марганце могут резко возрасти, что сохранит долю переработанных материалов относительно плоской.

Элементы двигателей рассказывают похожую историю, но они чувствительны к технологическим изменениям - например, если церий начнет вытеснять более дорогие редкоземельные элементы. В зависимости от того, какой сценарий вы выберете, модель показывает, какой спрос может быть покрыт переработкой, а какой все еще потребует старой доброй добычи полезных ископаемых.

Конечно, все это зависит от слова «эффективная» в «эффективной переработке». Исследователи указывают на несколько слабых мест, которые необходимо укрепить, чтобы достичь верхней границы своих цифр. Китай уже использует нормативные акты для помощи - вводя «паспорта аккумуляторов», которые идентифицируют химию каждого аккумулятора, и направляя больше списанных аккумуляторов к лицензированным переработчикам. Но они отмечают, что Китай еще не ввел требование о минимальном уровне переработанного содержимого в новых аккумуляторах. И сложная цепочка переработки может столкнуться с узкими местами по мере масштабирования для обработки большего количества электромобилей.

Подобно тому, как графит в аккумуляторах часто не перерабатывается сейчас, потому что он дешев, новые технологии, такие как натриевые аккумуляторы, могут быть палкой о двух концах: более дешевые аккумуляторы - это здорово, но они дают переработчикам менее ценный материал для работы. Тем не менее, несмотря на сложности, модель предполагает, что математика может сработать довольно хорошо для многих материалов.