Återvinning är, matematiskt sett, det självklara svaret på det faktum att vi inte bara kan fortsätta gräva upp saker ur marken för evigt. Men ekonomiskt? Där blir det knepigt. Jungfruliga material underprissätter ofta återvunna, och med teknik som rör sig lika snabbt som elfordon finns en extra twist: när en bil skrotas kan branschen redan ha gått vidare till en annan batterikemi, vilket gör det gamla batteriet ungefär lika värdefullt som en använd servett.

Ändå föreslår en ny studie ledd av Xin Xiong vid Nanjing University att i Kina kan återvinning bli den dominerande källan till många nyckelmaterial för elbilstillverkning under de kommande decennierna. Forskarna modellerade hur återvunnet utbud står sig mot tillverkningsbehov från 2010 till 2050, och täckte batterimaterial för hybrider, helelektriska och till och med bränslecellsfordon – litium, kobolt, nickel, mangan, fosfor, natrium, svavel och grafit – plus motorelement som koppar, neodym, dysprosium, samarium och cerium.

De körde fyra scenarier för hur batteri- och motorteknik kan utvecklas, från långsamma förändringar till solid-state litium- och natriumbatterier, till snabba övergångar med motorer som använder mindre sällsynta jordartsmetaller. Modellen beräknar varje elements 'cirkularitetspotential' – vilken andel av tillverkningsbehovet som kan täckas av återvunnet material samma år. Den tar också hänsyn till nyliga kinesiska policyer som syftar till att öka återvinningsgraden för vissa batterielement från nuvarande 40 procent till minst 98 procent, och att höja elbilarnas andel av nyförsäljningen från 45 procent till 60 procent till 2030.

I modellen försvinner hybrider och laddhybrider så småningom, men försäljningen av helelektriska bilar fortsätter att klättra ända till 2050. Det innebär att antalet fordon som når återvinnaren ligger efter men växer stadigt – särskilt eftersom modellen antar att batterier kommer att bytas ofta på grund av kapacitetsförlust innan fordonets livslängd är slut, särskilt vid tung kommersiell användning. Lägg till Kinas batteribytestationer i mixen, så har du extra batterier som tillverkas och återvinns.

I alla scenarier ökar återvinningen generellt för att möta en ganska rejäl del av tillverkningsbehovet, även om mönstren varierar. Tidigt klättrar återvunnet utbud när elbomsen så småningom producerar en motsvarande boom av döda elbilar. Men för vissa element som kobolt kan efterfrågan sjunka när industrin svänger mot koboltfattiga kemier, och plötsligt är återvunnet utbud överflödigt. Omvänt kan behoven av nickel och mangan svälla, vilket håller den återvunna andelen relativt platt.

Motorelementen berättar en liknande historia, men de är känsliga för teknikförändringar – som om cerium börjar ersätta dyrare sällsynta jordartsmetaller. Beroende på vilket scenario du köper visar modellen vilka behov återvinning kan täcka och vilka som fortfarande kräver gammaldags gruvdrift.

Allt detta hänger förstås på ordet 'effektiv' i 'effektiv återvinning'. Forskarna pekar på flera svaga länkar som behöver stärkas för att nå den höga änden av deras siffror. Kina använder redan regleringar för att hjälpa till – mandat för 'batteripass' som identifierar varje batteris kemi, och pushar fler skrotade batterier mot licensierade återvinnare. Men de noterar att Kina ännu inte har krävt en miniminivå av återvunnet innehåll i nya batterier. Och den komplexa återvinningskedjan kan stöta på flaskhalsar när den skalas upp för att hantera fler elbilar.

Precis som grafit i batterier ofta inte återvinns nu eftersom det är billigt, kan ny teknik som natriumbatterier vara ett tveeggat svärd: billigare batterier är bra, men de ger återvinnare mindre värdefullt att arbeta med. Trots komplikationerna föreslår modellen att matematiken kan fungera ganska bra för många material.