Zijn elektrische voertuigen slecht voor het milieu?

Toen elektrische auto's voor het eerst op de markt kwamen, was de batterij die de elektrische motor aandreef veel kleiner en minder efficiënt dan de eenheden die vandaag in EV's zitten.

De Nissan Leaf uit 2010 werd bijvoorbeeld gelanceerd met een 24kWh batterij. Tegenwoordig zijn elektrische auto's veel geavanceerder en hebben ze vaak grotere batterijen met een enorme capaciteit - de Volkswagen ID 3 heeft een 77kWh batterij, de Mercedes EQS SUV heeft een enorme 118kWh eenheid en de GMC Hummer EV heeft 247kWh.

Een EV-batterij verschilt niet veel van de batterij achter in je telefoon of laptop, maar is veel groter, duurzamer en kan grotere temperatuurschommelingen aan.

Net als een smartphone verliest de batterij in een EV capaciteit en bereikt uiteindelijk het einde van zijn levensduur. Die levensduur is echter veel langer dan die van een smartphone; een EV-batterij gaat normaal gesproken tussen de 10-20 jaar mee.

Maar wat gebeurt er met een batterij van een elektrische auto als deze aan het einde van zijn levenscyclus komt? Hier bekijken we hoe accu's voor elektrische auto's worden gemaakt, welke materialen ze gebruiken, hoe het pakket kan worden gerecycled en hergebruikt en of ze echt zo slecht voor het milieu zijn als sommige mensen beweren.

Waar wordt een EV-batterij van gemaakt?

De overgrote meerderheid van elektrische auto's gebruikt lithium-ionaccu's die uit vier hoofdonderdelen bestaan: een kathode, anode, elektrolyt en separator.

Deze onderdelen zorgen ervoor dat er elektrochemische reacties plaatsvinden in de batterij, waardoor er energie wordt opgewekt die naar de elektromotor wordt gestuurd die de wielen aandrijft.

Een accu voor elektrische auto's is echter niet één grote eenheid. Hij bestaat uit honderden cellen die zijn gegroepeerd tot een module en vervolgens worden samengevoegd tot een accupakket.

Over het algemeen geldt: hoe meer cellen een EV-batterij heeft, hoe groter de capaciteit en dus hoe verder de batterij kan reizen met één lading.

Een BMW i4 gebruikt bijvoorbeeld een 83,9 kWh batterij die bestaat uit vier modules met 72 cellen en drie modules met 12 cellen.

Accu's voor elektrische auto's gebruiken naast lithium ook dure materialen zoals kobalt, mangaan en nikkel. Staal en aluminium worden vaak gebruikt als onderdeel van de behuizing van de batterij.  

Hoe lang gaat een EV-batterij mee?

De verwachte levensduur van een EV-batterij varieert afhankelijk van de grootte en het type, maar normaal gesproken gaat een lithium-ion-batterij ongeveer 10-20 jaar of minstens 200.000 km mee.

In feite hoef je nauwelijks te zoeken om een EV te vinden die meer dan 200.000 km heeft afgelegd. Tesla zelf zegt dat hun batterijen zonder problemen tot 250.000 km meegaan.

Na verloop van tijd degraderen de lithium-ioncellen in de batterij na honderden oplaadcycli. In feite kan een EV-batterij elk jaar wel 2% van zijn batterijcapaciteit verliezen.

En hoewel de achteruitgang van de batterij geen invloed heeft op de prestaties van een EV, vermindert het wel de actieradius.

EV-oplaadpunt

Er zijn veel manieren waarop EV-eigenaren de slijtage van de batterij kunnen beperken: slechts tot 80% opladen is gebruikelijk voor de meesten, consequent tot 100% opladen zal de batterij sneller verslijten.

Gelijkstroom-snelladers - hoewel handig om onderweg snel bij te vullen - veroorzaken ook meer slijtage door hun hogere uitvoersnelheden. Langzamer opladen, bijvoorbeeld met een thuislader van 7kW, is beter voor de gezondheid van de batterij.

Het is ook belangrijk om de batterij gezond te houden, want het vervangen van een volledig batterijpak is duur. En hoe groter de accu, hoe duurder de vervanging.

Wat zijn de milieueffecten van de productie van EV-batterijen?

De edele metalen die nodig zijn om een EV-batterij te maken, worden vaak gewonnen via complexe en kostbare processen - en er zijn een aantal milieueffecten die het gevolg zijn van de winning van materialen zoals lithium en kobalt.

De winning van lithium is een zeer waterintensief proces. Volgens een studie van de Verenigde Naties is er naar schatting ongeveer twee miljoen ton water nodig om één ton lithium te winnen.

Op plaatsen zoals Chili, waar lithium vaak wordt gewonnen, wordt meer dan de helft van het water in de regio gebruikt voor lithiumwinning.

De winning van metalen als nikkel en kobalt heeft ook een aantal gevolgen. In de Democratische Republiek Congo - waar elke dag enorme hoeveelheden kobalt worden gedolven - zijn ecosystemen vernietigd, is het land aangetast en is de lucht- en watervervuiling enorm toegenomen.

Nikkelmijnen op de Filippijnen werden gesloten in een poging om de milieuschade die het proces veroorzaakte te beperken.

Het hele productieproces van EV's genereert ook grote hoeveelheden CO2: Polestar onthulde dat de bouw van een van zijn 2 sedans 24 ton CO2e (CO2-equivalenten) genereert, terwijl een Volvo XC40 met ICE-motor 14 ton CO2e genereert tijdens de productie.

Wanneer een EV de fabriek verlaat, produceert hij natuurlijk geen uitlaatgassen, terwijl een benzine- of dieselauto CO2 blijft produceren. Het is echter het vermelden waard dat een EV een aanzienlijke afstand moet afleggen om de uitstoot die tijdens de productie wordt geproduceerd te compenseren.

Kan een batterij van een elektrische auto worden gerecycled?

Het goede nieuws is dat de meeste materialen die worden gebruikt om een lithium-ionbatterij te maken, kunnen worden gerecycled en dat de cellen in het pakket opnieuw kunnen worden gebruikt voor andere doeleinden.

Autofabrikanten kunnen tot 90% van de materialen in de batterijpakketten recyclen. Metalen zoals lithium, nikkel, kobalt en mangaan kunnen allemaal worden gerecycled en opnieuw worden gebruikt in de batterijproductie nadat ze chemisch zijn verwerkt.

Het recyclageproces zelf is ingewikkeld: batterijen moeten volledig ontladen worden om elektrische schokken tijdens het ontmantelen van het pakket te voorkomen. Batterijen worden vervolgens versnipperd om de materialen binnenin te scheiden.

Afgezien van de materialen kunnen individuele cellen worden gerecycled en gebruikt in andere hoedanigheden. Jaguar werkte bijvoorbeeld samen met generatorfabrikant Pramac om een draagbare energieopslagunit te ontwikkelen die wordt aangedreven door oude I-Pace-batterijen. De cellen werden uit prototypes van de I-Pace gehaald en vervolgens in het energieopslagsysteem ingebouwd.

Nissan hergebruikt ook oude Leaf-batterijen en gebruikt de cellen om draagbare powerpacks te maken die kunnen worden gebruikt om kleine gadgets en apparaten van stroom te voorzien.

Waarom is het recyclen van EV-batterijen zo belangrijk?

Zoals we al eerder hebben vermeld, is het delven van grondstoffen zoals nikkel, kobalt en lithium zeer schadelijk voor het milieu, om nog maar te zwijgen van de hoge kosten en de complexiteit.

Door een batterij te recyclen en de materialen en cellen voor een ander doel te gebruiken, zijn er minder nieuwe grondstoffen nodig. En niet alleen brengt het recyclen van batterijen materialen terug in de toeleveringsketen, het vermindert ook de impact op het milieu, omdat er minder batterijen op stortplaatsen terechtkomen.

Regeringen en internationale organisaties erkennen het belang van het recyclen van batterijen en hebben nieuwe regelgeving geïntroduceerd om batterijen duurzamer te maken.

De Europese Unie kondigde vorig jaar bijvoorbeeld aan dat fabrikanten van EV-batterijen vanaf 2027 90% van het nikkel en kobalt dat in de batterijen wordt gebruikt moeten terugwinnen, en vanaf 2031 zelfs 95%.

Fabrikanten moeten vanaf 2027 ook 50% van het gebruikte lithium terugverdienen, oplopend tot 80% in 2031.

De conclusie:

De productie van elektrische auto's is duurder voor het milieu dan het bouwen van een traditionele benzine- of dieselauto.

Tijdens de levensduur van een voertuig betekent de uitlaatemissie van een elektrische auto echter dat deze minder cumulatieve emissies zal produceren, en dit kan nog verder worden teruggebracht door onze auto's op te laden met hernieuwbare energie en ze te bouwen met behulp van efficiëntere productieprocessen.

En door elektrische auto's in hun geheel te recyclen, met inbegrip van hun batterijen, kunnen we de mogelijke impact die ze na hun nuttige leven in een auto op het milieu kunnen hebben, wegnemen.