Miljövinster med batteriåtervinning kartlagda
Viktigast för att minska miljöpåverkan från batterier är att återvinna mer, samt att använda batterier med längre livslängd och högre energiinnehåll per batteri. De som återvinns minst och orsakar mest miljöpåverkan är inbyggda småbatterier.Det visar Carl Johan Rydh i sin doktorsavhandling, vars studier har bidragit till kommande EU-direktiv om batteriåtervinning.
Användningen av batterier ökar snabbt, bland annat på grund av all bärbar elektronik och behovet av säker strömförsörjning i till exempel industrier. Separat insamling av alla typer av batterier är ett lagkrav sedan 1998 i Sverige, men hittills har dock bedömningar av miljönyttan med batteriåtervinning saknats.
– Det är viktigt att identifiera och bedöma miljöaspekterna för olika typer av batteriteknologier för att användningen av material och energi skall bli så effektiv som möjligt, säger Carl Johan Rydh.
Carl Johan Rydh arbetar vid Högskolan i Kalmar och har skrivit sin avhandling vid Miljösystemanalys på Chalmers i Göteborg. Han har med hjälp av livscykelanalys bedömt energianvändningen och miljöpåverkan av olika slags uppladdningsbara batterier i två kategorier, dels mindre så kallade bärbara batterier och dels större stationära.
Livscykelanalys innebär att ett produktsystem studeras från vaggan till graven där alla relevanta in- och utflöden av material och energi sammanställs. Detta ger en bild av batterisystemets totala miljöpåverkan och vilka aspekter som bidrar till största miljöpåverkan.
Studierna av de mindre bärbara batterierna visar att de batterier som är svåra att samla in efter att de har tjänat ut, exempelvis de inbyggda i leksaker, orsakar mest miljöpåverkan genom spridning av giftiga metaller från avfallsförbränning och deponering. Återvinning av dessa batterier är positivt, eftersom det leder till minskad spridning av metaller och effektivare hushållning med resurser. Exempelvis är produktionen från återvunnet material mindre energikrävande än motsvarande utvinning av jungfruligt material från gruvor.
För batterisystem där metallutsläppen under batteriets livscykel är små är energianvändningen vid batteritillverkning och laddning en viktig miljöaspekt. Detta gäller större batterier som inte så lätt hamnar i soporna, till exempel batterier som används som säkerhet för att garantera kontinuerlig energitillförsel.
Batterier generar ingen energi själva, utan måste först laddas med el från en energikälla, till exempel solceller. Solceller och batterier utgör därmed ett ihopkopplat system som generar el. Ett energisystems effektivitet kan anges med begreppet “energiåterbetalningstid”.
– Man kan säga att det handlar om att beräkna den tid det tar för ett solcell-batterisystem att betala sig själv, alltså generera lika mycket energi som krävs för att tillverka systemet, säger Carl Johan Rydh.
Energiåterbetalningstiden för solcell-batterisystem beräknades för olika batterityper. Räknat med en livslängd på 30 år hade solcellerna betalat sig efter 2-3 år och batterierna efter 1-43 år.
– Hur mycket energi som genereras från solcell-batterisystem beror på många olika faktorer, exempelvis under vilka förhållanden det används och vilka egenskaper batteriet har, säger Carl Johan Rydh. Energianvändningen i batterisystem minskas bäst genom ökad energiverkningsgrad vid laddning och urladdning av batterier följt av effektivare produktion och transport av batterier.
Carl Johan Rydh menar att framtida miljöpåverkan kan minskas genom att använda metaller med hög naturlig förekomst och införa regleringar för att minska behovet av att bryta jungfruliga metaller.
Resultatet av studierna i avhandlingen är en del av underlaget för EU kommissionens förslag till nytt batteridirektiv som lämnades i november 2003. I förslaget krävs att alla typer av batterier skall samlas in och återvinnas till fastställda målnivåer. Idag har Sverige återvinningskrav enbart på bly- och nickel-kadmium batterier. Kommunerna är dock ålagda att ha separata insamlingssystem för batterier dit allmänheten ska lämna alla uttjänta batterier.
Carl Johan Rydh är uppvuxen i Jönköping.
Avhandlingen “Environmental Assessment of Battery Systems: Critical Issues for Established and Emerging Technologies” försvaras vid en offentlig disputation den 4 februari kl 10.15 i sal HC3, Hörsalsvägen 16, Chalmers tekniska högskola, Göteborg.
Kontaktinformation
Kontaktperson på Chalmers informationsavdelning:
Mer information:
Carl Johan Rydh, Miljösystemanalys, Chalmers
tel: 0480-44 63 43
carl.johan.rydh@hik.se
Sofie Hebrand, 031 – 772 84 64
sofie.hebrand@adm.chalmers.se
Kontakta Informationsavdelningen vid intresse av bild eller länk till avhandlingen.
