Repararea bateriilor de mașini și biciclete electrice economisește bani și resurse, dar problemele împiedică creșterea industriei
Rich Benoit primește apeluri de aproximativ trei ori pe zi de la proprietarii unui vechi Tesla Model S a cărui baterie a început să se defecteze la magazinul său auto, The Electrified Garage.Bateriile care ar putea oferi o autonomie de sute de mile pot dura brusc doar 50 de mile cu o încărcare.Aceste vehicule de multe ori nu vin cu o garanție, iar înlocuirea bateriei poate costa mai mult de 15.000 USD.
Pentru majoritatea produselor, repararea este o opțiune mai economică decât înlocuirea.Benoit, care conduce unul dintre puținele ateliere de reparații Tesla independente din SUA, a spus că multe baterii Tesla sunt teoretic reparabile.Dar din cauza timpului și a pregătirii implicate, a preocupărilor legate de siguranță și a complexității reparației, Benoit spune că repararea bateriei unei mașini în magazinul său poate costa până la 10.000 de dolari, mai mult decât sunt dispuși să plătească majoritatea consumatorilor.În schimb, mulți oameni aleg să-și vândă sau să-și abandoneze mașinile vechi și apoi să cumpere o Tesla nou-nouță, a spus el.
„[Mașina] este aproape ca un consumabil acum, ca un televizor”, a spus Benoit.
Experiența lui Benoit indică o problemă cu care încep să se confrunte primii care adoptă vehicule electrice și dispozitive electrice de micromobilitate, cum ar fi bicicletele și trotinetele electrice: aceste vehicule conțin baterii mari și scumpe care devin inaccesibile în timp.Remanufacturarea acestor baterii poate oferi beneficii de durabilitate prin economisirea de energie și resurse care altfel ar fi folosite pentru a produce baterii noi.Acest lucru este deosebit de important pentru vehiculele electrice, care conțin baterii foarte mari care trebuie folosite ani de zile pentru a compensa emisiile de dioxid de carbon generate în timpul producției lor.Dar multe vehicule electrice și bateriile pentru vehicule electrice sunt proiectate pentru a fi dificil de reparat, iar unii producători descurajează în mod activ această practică, invocând preocupări de siguranță.Problemele de proiectare, cerințele de siguranță și lipsa pieselor fac dificil pentru puținii mecanici independenți însărcinați cu întreținerea bateriilor de vehicule electrice sau de biciclete electrice să își permită reparațiile.
„Există o mulțime de baterii în coșul de gunoi care pot fi recondiționate”, spune Timothée Rouffignac, care conduce o mică companie de reparare a bateriilor pentru biciclete electrice numită Daurema din Bruxelles, Belgia.Dar „pentru că nu sunt menite să fie reparate, este greu să găsești un preț bun”.
Bateriile litiu-ion din smartphone-uri conțin o „celulă” formată dintr-un anod de grafit, un catod metalic și un electrolit lichid care permite ionilor de litiu să se deplaseze dintr-o parte în alta, creând un potențial electric.Bateriile de biciclete electrice conțin de obicei zeci de celule.Între timp, bateriile pentru vehicule electrice pot conține sute până la mii de celule individuale, care sunt adesea ambalate în „module” și apoi combinate în pachete de baterii.Pe lângă celule și module, bateriile pentru vehicule electrice și biciclete electrice includ adesea un sistem de gestionare a bateriei care monitorizează starea de sănătate a bateriei și controlează ratele de încărcare și descărcare.
Toate bateriile litiu-ion se degradează în timp și vor necesita în cele din urmă înlocuite.Cu toate acestea, atunci când o baterie conține multe celule individuale și alte componente, durata de viață a acesteia poate fi uneori prelungită prin reparații, un proces care implică identificarea și înlocuirea celulelor sau modulelor deteriorate, precum și repararea altor componente defecte, cum ar fi un sistem de gestionare a bateriei defect.În unele cazuri, un singur modul trebuie înlocuit.Înlocuirea acestui modul, mai degrabă decât înlocuirea întregii baterii, reduce nevoia de metale precum litiu, precum și emisiile de carbon asociate cu producerea unei baterii de schimb (sau a unei mașini noi).Acest lucru face ca renovarea bateriilor să fie „ideală pentru o economie circulară (un sistem care economisește și reutiliza resurse)”, a spus Gavin Harper, un cercetător care studiază sustenabilitatea bateriilor la Universitatea din Birmingham din Marea Britanie.
Deși nu este neapărat ieftin, puteți economisi bani prin repararea bateriei.De obicei, repararea unei baterii EV costă aproximativ jumătate din costul unei baterii noi.Cox Automotive estimează că, de când a început să ofere servicii de reparare a bateriilor EV în 2014, a economisit mai mult de 1 gigawat-oră de baterii, suficient pentru a alimenta aproximativ 17.000 de vehicule electrice noi de la eliminarea prematură.
„Există multe motive pentru care reparația este mai rentabilă decât înlocuirea”, a spus Helps lui Grist.
Dar experții spun că reparațiile bateriilor sunt periculoase și nu ar trebui să fie făcute acasă sau de către cei care nu au început.Dacă bateria este deteriorată în timpul reparației, poate cauza un scurtcircuit, care poate duce la un incendiu sau o explozie.Nepurtarea mănușilor adecvate de înaltă tensiune atunci când încercați reparații poate duce la șoc electric.Dacă nu știi ce faci, „te joci cu focul”, a spus John Matna, proprietarul atelierului de reparații de biciclete electrice Chattanooga Electric Bike Co. El a remarcat că unele baterii de biciclete electrice conțin „suficient curent pentru a ucide. o persoana."
Ajută să spunem că recondiționarea bateriilor necesită cel puțin pregătire la tensiune înaltă, experiență electrică, echipament de protecție personală și „o înțelegere de bază a arhitecturii și a modului în care funcționează bateriile”.Cei care doresc să repare bateriile EV au nevoie și de echipamente pentru a ridica vehiculul de la sol și pentru a scoate fizic bateria, care poate cântări mii de lire sterline.
„Foarte puțini oameni pot sau ar trebui să încerce așa ceva”, a spus Benoit.
Dar chiar și cei cu o pregătire adecvată întâmpină adesea dificultăți în repararea bateriilor de vehicule electrice sau de biciclete electrice din cauza designului lor.Multe baterii pentru biciclete electrice vin în cutii de plastic durabile, care sunt dificil, dacă nu imposibil, de deschis fără a deteriora componentele interne.În interiorul unei baterii pentru bicicletă electrică sau a modulelor individuale de baterie EV, celulele sunt adesea lipite sau sudate între ele, ceea ce le face dificil sau imposibil de înlocuit individual.În plus, după cum subliniază un raport din 2021 al Agenției Europene de Mediu, unele baterii EV conțin software care ar putea cauza oprirea bateriei dacă există semne de manipulare.
Producătorii susțin că bateriile lor sunt concepute pentru a îmbunătăți siguranța, durabilitatea și performanța, dar acest lucru poate veni în detrimentul reparabilității, deoarece mulți producători care acoperă perioada de garanție (de obicei doi ani pentru mărcile majore și mărcile de biciclete electrice) oferă înlocuiri gratuit. sau la reducere.baterii.Vehiculele electrice durează între 8 și 10 ani sau 100.000 de mile).Avocații reparațiilor, pe de altă parte, susțin că modelele modulare cu elemente de fixare reversibile, cum ar fi clemele detașabile sau benzile adezive, nu compromit neapărat siguranța și că beneficiile modelelor de reparații depășesc cu mult costurile.
Politicienii europeni încep să asculte avocații.În august, Uniunea Europeană a adoptat un nou regulament menit să facă bateriile mai ecologice.Printre altele, include o prevedere care impune ca bateriile utilizate în bicicletele electrice și alte „vehicule ușoare”, cum ar fi trotinetele electrice, să fie întreținute de profesioniști independenți, până la nivelul celulei individuale.Industria europeană a bicicletelor electrice s-a opus cu fermitate acestei reguli din cauza preocupărilor legate de siguranță, certificarea bateriei și răspunderea legală, iar acum se luptă cu modul de a se conforma.
„Încă ne uităm la modul în care putem îndeplini cerințele noilor reglementări UE privind bateriile, respectând în același timp reglementările aplicabile de siguranță și standardele noastre de înaltă calitate”, a declarat Bosch, producătorul de baterii pentru biciclete electrice, lui Grist.Bosch a remarcat provocările cu care se confruntă producătorii.„Tendința opusă este observată în Statele Unite”, unde „se introduc reglementări mai stricte și standarde mai înalte pentru bateriile și sistemele pentru biciclete electrice”.
De fapt, Comisia Federală pentru Siguranța Produselor de Consumator a anunțat recent că revizuiește reglementările pentru bicicletele electrice și bateriile acestora.Vine după ce o serie recentă de incendii de baterii de biciclete electrice a determinat și măsurile de politică locală.Consiliul orașului New York și-a schimbat recent codul de incendiu pentru a interzice „asamblarea sau repararea bateriilor litiu-ion” din bateriile uzate de la alte baterii, ceea ce uneori fac reparatorii.
De asemenea, orașul a adoptat recent o legislație care cere producătorilor de vehicule electrice să se asigure că bateriile produselor lor sunt certificate conform standardului de proiectare UL 2271, care are scopul de a îmbunătăți siguranța.Bateriile remanufacturate îndeplinesc aceste cerințe, a declarat Ibrahim Jilani, director global de tehnologie de consum pentru UL Solutions, o companie multinațională care testează standardele de certificare de siguranță pentru o gamă largă de produse și materiale industriale și de consum.Un singur standard.Dar Gilani a spus că companiile de reparații vor trebui să „păstreze designul așa cum era înainte de reparație”, inclusiv folosind baterii și componente electronice de aceeași marcă și model.Atelierele de reparații de baterii trebuie, de asemenea, să fie supuse inspecțiilor UL la fața locului de patru ori pe an, ceea ce le va costa mai mult de 5.000 de dolari pe an, a spus Jilani.*
În comparație cu bicicletele electrice, parlamentarii au fost relativ relaxați în ceea ce privește repararea bateriilor EV.Nu există legi sau reglementări specifice în Statele Unite care să abordeze această problemă.De asemenea, noile reguli ale UE privind bateriile nu abordează reparațiile la bateriile vehiculelor electrice, ci pur și simplu recomandă legiuitorilor să actualizeze reglementările individuale privind vehiculele „pentru a se asigura că aceste baterii pot fi îndepărtate, înlocuite și demontate”.
Asociația germană de asigurări GDV „susține cu fermitate” ideea, a declarat un purtător de cuvânt pentru Grist.În octombrie, grupul a publicat rezultatele unui studiu care a constatat că repararea vehiculelor electrice costă cu o treime mai mult decât vehiculele comparabile pe benzină, rezultat explicat parțial de costul ridicat al reparației sau înlocuirii bateriilor.
„Mulți producători auto nu vor permite repararea bateriei chiar dacă cutia bateriei este ușor deteriorată”, a declarat un purtător de cuvânt al GDV lui Grist.Producătorii de mașini decid uneori să înlocuiască bateria dacă mașina a fost într-un accident în care airbag-ul s-a declanșat.Ambele practici „pot avea ca rezultat creșterea costurilor de reparație” și în cele din urmă prime de asigurare mai mari, a spus purtătorul de cuvânt.
Noi reglementări privind reparabilitatea bateriilor de vehicule electrice vin într-un moment critic.Cox Automotive Helps a spus că există două tendințe simultane în designul bateriilor EV: „Bateriile fie vor deveni foarte ușor de întreținut, fie nu le vor putea întreține deloc”.
Unele baterii, cum ar fi bateriile Volkswagen ID.4, au module în stil Lego care sunt ușor de îndepărtat și înlocuit.Alte pachete de baterii, cum ar fi noul pachet de baterii Tesla 4680, nu conțin deloc module.În schimb, toate celulele sunt lipite împreună și atașate la acumulatorul în sine.Helps descrie acest design ca fiind „ireparabil”.Dacă se găsește un acumulator deteriorat, întreaga baterie trebuie înlocuită.
„Este încă o baterie complet reciclabilă”, a spus Helps.„Doar că nu poți să-l repari.”
Acest articol a fost publicat inițial de Grist, o organizație media nonprofit care acoperă climă, justiție și soluții.
Scientific American face parte din Springer Nature, care deține sau are relații comerciale cu mii de publicații științifice (dintre care multe pot fi găsite la www.springernature.com/us).Scientific American menține o politică strictă de independență editorială în raportarea progreselor științifice către cititorii noștri.
Ora postării: 26-12-2023