Zatiaľ čo väčšina environmentálnych predpisov pre automobilový priemysel sa zvyčajne zameriava na palivovú úspornosť vozidiel a skleníkové plyny, ktoré vypúšťajú, skutočný vplyv vozidla na planétu možno zmerať len analýzou celého jeho životného cyklu, siahajúceho od výroby cez použitie až po recyklácia alebo likvidáciu. Recyklovateľnosť materiálov používaných na výrobu vozidiel bola a bude pre výrobcov automobilov obzvlášť dôležitá – nielen v dôsledku sprísňujúcich sa predpisov a noriem, ale aj pre podporu cieľov trvalo udržateľného rozvoja a „ekologický“ imidž značky.

Oceľ a železo hrajú prím

Oceľ, ktorá je základom automobilovej výroby už viac ako storočie, je vysoko recyklovateľná. Americký Steel Recycling Institute uvádza, že oceliarsky priemysel v USA každoročne recykluje viac ako 14 miliónov ton z vozidiel po dobe životnosti – čo zodpovedá takmer 13,5 miliónom automobilov. Dodáva, že z áut sa ročne recykluje takmer toľko ocele, koľko sa spotrebuje na výrobu nových vozidiel.

Výzvou nie je jednoducho recyklovať oceľový šrot, ale získať z neho maximálnu hodnotu.

Nové nároky na separáciu

Pokiaľ ide napríklad o recykláciu šrotu z procesu, výrobcovia automobilov a ich dodávatelia by sa mali uistiť, že rôzne druhy odpadovej ocele, ktoré vyrábajú, sú od seba oddelené. To zaisťuje, že šrot možno ľahko recyklovať na produkty, ktoré vykazujú podobný výkon, a preto majú rovnakú hodnotu. Napríklad oddeľovanie pozinkovaného šrotu od nepokovovaného je užitočné pre jeho ďalšie spracovanie rovnako ako oddeľovanie tvárniacich ocelí od modernej vysokopevnostnej ocele a ultravysokopevnej ocele.

Redukcia odpadu z výroby

Okrem toho môžu výrobcovia automobilov a dodávatelia znížiť množstvo oceľového odpadu, vznikajúceho pri výrobe jednotlivých dielcov. Spoločnosť ArcelorMittal napríklad pracuje na vývoji pokročilých techník vkladania, ktoré znižujú množstvo materiálu potrebného na výrobu prírezov. Napríklad pri lisovaní A-stĺpikov, kde čistá hmotnosť každého monolitického polotovaru je 5,6 kg, ale kvôli plytvaniu je na výrobu každého dielu potrebných 10,6 kg ocele. V skutočnosti sa 48 % ocele zo zvitku zošrotuje a recykluje.

Vraky ako zdroj surovín

Dôležitý prvok recyklačného procesu predstavuje spracovania starých áut na vrakoviskách. Na šrotovisku sa z áut odstraňujú opätovne použiteľné dielce ako sú dvere, sedadlá, kapoty, veká batožinového priestoru, okná a kolesá. Počas tohto istého procesu sa z áut vypustia kvapaliny a odstránia sa ortuťové spínače. Zvyšné vraky potom vstúpia do drviča. Počas procesu, ktorý trvá iba 45 sekúnd, drvič roztrhá auto na kusy ocele a neželezných kovov, ako aj na chumáč zo zvyškových materiálov, ako je guma, sklo a plast. Železo a oceľ sú magneticky oddelené od ostatných materiálov a potom sa odosielajú sekundárnym spracovateľom alebo priamo oceliarniam. Vďaka jednoduchej separácii pomocou silných magnetov sa v Európe z vozidiel po dobe životnosti recykluje až 98 % ocele.

Hliník sa neodsťahoval...

Alumínium hrá kľúčovú úlohu v snahe o znižovanie hmotnosti nových automobilov, akcelerovanom masívnou preferenciou elektromobilov s ťažkými súpravami akumulátorov. Automobilový priemysel potrebuje stále viac hliníka - nedávna správa analytickej spoločnosti DuckerFrontier odhaduje, že auto vyrobené v Európe v roku 2019 v priemere obsahovalo takmer 180 kg hliníka, čo je o 20 % viac ako v roku 2016. Štúdia predpovedá, že do roku 2025 sa na jedno vozidlo použije takmer 200 kg bieleho kovu.

Dobré vysvedčenie

Dobrá správa je, že okrem potenciálu úspory hmotnosti je hliník vysoko recyklovateľný. Aluminium Association uvádza, že približne 75 % hliníka, ktorý sa kedy vyrobil v EÚ a USA, sa dodnes používa. Naviac, na výrobu hliníka z recyklovaných materiálov sa spotrebuje iba 5 % energie potrebnej na výrobu primárneho hliníka s rovnakými vlastnosťami, čo výrazne znižuje náklady a vplyv na životné prostredie. Hliník je však podstatne drahší ako oceľ a recyklácia tieto náklady znižuje. Súčasne platné smernice EÚ stanovujú, že 85 % vozidiel po dobe životnosti sa musí podľa hmotnosti opätovne použiť alebo recyklovať, pričom celková miera zhodnotenia materiálu je 95 %.

Nové materiály, nový prístup

Automobilky a ich dodávatelia nečakajú na prísnejšie normy, ale sami sa pokúšajú ešte viac zefektívňovať recykláciu hliníka. Napríklad vývojom nových vysokopevnostných hliníkových zliatín vyrobených s použitím odpadového materiálu pochádzajúceho z lisovní. Z takéhoto materiálu, obsahujúceho až 50% hmotnosti odpadu, bola prvýkrát vyrobená štruktúra karosérie modelu Jaguar XE v roku 2015. Automobilka uvádza, že v prvom roku výroby prostredníctvom programu recyklovala 50 000 ton hliníkového šrotu, čím zabránila 500 000 tonám emisií skleníkových plynov. Od septembra 2013 do marca 2020 spotrebovala približne 360 ​​000 ton šrotu s uzavretým cyklom na výrobu hliníkových dielcov pre všetky svoje vozidlá. K podobným krokom pristúpili aj viaceré ďalšie európske automobilky ako VW, Audi, Volvo či BMW.

Meď

Meď z komponentov, ako je kabeláž, však vo vozidlách po dobe životnosti môže spôsobiť problémy. Jej prítomnosť v oceľovom šrote, dokonca aj len zvyškové množstvá, môže obmedziť aplikácie, na ktoré možno použiť výslednú recyklovanú oceľ. Podľa vedúceho marketingu spoločnosti Tata Steel Sandera Heinhuisa je hlavnou výzvou pri odstraňovaní medi pomer nákladov a výnosov. Vo všeobecnosti je problémom náročná separácia medi z káblov a keďže prítomnosť medi je v niektorých výrobkoch z ocele tolerovateľná, existuje menšia motivácia ju odstraňovať. Jedným z možných riešení na zníženie obsahu medi by mohlo byť jej nahradenie v elektrických motoroch a v spojovacích vodičoch hliníkom.

Batérie

Rastúce používanie elektrických vozidiel (EV) si nevyhnutne vyžiada komplexné postupy bezpečnej a ekonomickej recyklácie ich batérií. V Európe je relevantnou legislatívou európska smernica 2013/56/EÚ, ktorá stanovuje, že 50 % hmotnosti materiálu batérie sa musí recyklovať, pričom materiál možno považovať za recyklovaný až vtedy, keď sa stane novým produktom, ktorý možno znovu uviesť na trh. Z praktického hľadiska to znamená, že pri voľbe materiálov je potrebné vyhodnotiť tri faktory - hodnotu materiálu, jednoduchosť jeho zhodnotenia a jeho schopnosť recyklácie. Keď sa tieto kritériá aplikujú na lítium-iónové batérie, ktoré sa najčastejšie používajú v elektrických vozidlách, kovy sa stanú hlavným cieľom práve preto, že spĺňajú všetky tri kritériá.

Späť k základným prvkom

Oddelenie kovov v lítium-iónových batériách od ostatných komponentov je pomerne jednoduché a dá sa urobiť pomocou široko dostupných technológií, ako sú magnety alebo separátory vírivých prúdov. Najdrahšie kovy v lítium-iónových batériách sa nachádzajú v katódovom prášku ako oxidy kovov, nie ako čisté kovy a ako také sa musia regenerovať hydrometalurgickým procesom, v ktorom sa oxid kovu najskôr rozloží pomocou kyselín a potom sa rôzne ióny kovov od seba oddelia. Naopak, nízke množstvá nekovových materiálov v lítium-iónových batériách zrejme spôsobujú, že v súčasnosti neexistuje žiadny ekonomický dôvod na ich recykláciu, hoci situácia sa môže zmeniť so zvyšujúcim sa objemom produkcie.

Rozložený, rozpustený...

V súčasnosti existujú dve hlavné metódy recyklácie lítium-iónových batérií – pyrometalurgické, inými slovami tavenie pri vysokej teplote a mechanické drvenie, po ktorom nasleduje separácia materiálu. Najväčšie výzvy na zlepšenie priepustnosti recyklačného procesu spočívajú v počiatočných fázach vybíjania a demontáže batérií, ktoré platia rovnako bez ohľadu na následný proces zhodnocovania materiálu. Najväčší potenciál na zlepšenie účinnosti regenerácie spočíva v mechanickom drvení, pretože spaľovacie pyrometalurgické procesy ničia všetky plasty, elektrolyty a grafitové materiály.

Priekopníci zo severu

Príkladom, ako by mali vyzerať budúce prevádzky na recykláciu lítium-iónových batérií, je v máji tohto roka otvorený závod spoločnosti Hydrovolt v nórskom Fredrikstade. Nábehová spracovateľská kapacita je 12 tisíc ton, čiže približne 25 tisíc kusov batérií EV, pričom do roku by sa mala zvýšiť na 70 tisíc ton a v roku 2030 dosiahne 300 000 ton. Spoločnosť označuje svoj proces recyklácie ako plne automatizovaný a tvrdí, že dokáže obnoviť 95 % materiálov z batérií vrátane „čiernej hmoty,“ zlúčeniny obsahujúcej nikel, mangán, kobalt a lítium, ktorá sa využijú na výrobu nových batérií.  

Recyklované materiály v interiéroch vozidiel

Zatiaľ čo koža ostáva obľúbený materiál pre čalúnenie interiérov luxusných vozidiel, v „ľudových“ vozidlách sa vďaka snahe zlepšiť udržateľnosť čoraz viac presadzujú látky vyrobené z recyklovaných materiálov. Napríklad nylon Econyl na podlahové rohože a iné čalúnenie, použitý značkou Jaguar LandRover, je vyrobený z recyklovaného priemyselného plastu, látkových odrezkov od výrobcov odevov a vyradených rybárskych sietí získaných z oceánu.

Textilný interiér z eukalyptu je v súčasnosti použitý aj v modeli Range Rover Evoque, pričom zákazníkom modelov Evoque, Range Rover Velar a elektrického Jaguaru I-Pace spoločnosť ponúka aj možnosť sedadiel čalúnených látkou dánskej spoločnosti Kvadrat. Tento materiál je odolná zmes vlny a semišu vyrobená z 53 recyklovaných plastových fliaš na vozidlo.

Mercedes-Benz používa Econyl aj v podlahových rohožiach novej Triedy S. Tvrdí, že použitie materiálu namiesto bežných produktov na báze oleja znižuje emisie pri výrobe o 90 %. Audi ponúka vo svojom obľúbenom modeli A3 čalúnenie sedadiel a interiérové ​​koberce vyrobené z priadze, ktorá pozostáva až z 89 % z recyklovaných PET fliaš.

Ďalšou nemeckou spoločnosťou, ktorá sľubne napreduje v tejto oblasti, je BMW, ktoré v interiéri svojho elektromobilu i3 používa širokú škálu recyklovaných materiálov. Medzi príklady patrí Kenaf, obnoviteľná surovina vyrobená z rastliny z čeľade slezovitých, ktorá sa používa na obklady dverí. Inde BMW používa konope, eukalyptové drevo a priadzu spradenú z plastových fliaš.