Sähköauton litiumioniakun elinkaarianalyysi

Abstract

Kasvihuonekaasujen määrän kasvu ja ilmastonmuutos vaativat liikenteen päästöjen vähentämistä. Tämän takia litiumioniakuilla toimivat sähköajoneuvot ovat yleistyneet niin Suomessa kuin muuallakin maailmassa. Sähköautoilu ei tuota pakokaasuja, mutta sähköauton litiumioniakulla on muita ympäristövaikutuksia.

Tässä opinnäytetyössä tutkittiin ja analysoitiin litiumioniakun elinkaaren vaiheita sekä niiden ympäristörasitteita. Tutkimusaineisto kerättiin olemassa olevista dokumenteista ja erityisesti viimeaikaisista kirjoituksista.

Litiumioniakun elinkaaren vaiheita ovat valmistus, käyttö ja uudelleenkäyttö. Analyysissa havaittiin, että valmistusvaiheen ympäristövaikutukset olivat elinkaaren suurimmat. Litiumioniakku sisältää kriittisiä raaka-aineita, kuten litiumia, kobolttia, nikkeliä ja kuparia, joiden louhinnalla on vaikutusta niin ympäristön kuin ihmistenkin hyvinvointiin. Kaivostoiminnan yleisimpiä ympäristöhaittoja ovat sen vaatima suuri pinta-ala, melusaaste ja sen tuoma liikenne. Lisäksi mineraalien prosessointi kuluttaa energiaa sekä vettä ja sivutuotteena voi syntyä ilmansaasteita sekä jätevettä. Ongelmia aiheuttavat myös työntekijöiden työolosuhteet, jotka pahimmissa tapauksissa voivat rikkoa ihmisoikeuksia.

Käytöstä poistettujen sähköautojen litiumioniakkuja voidaan uusiokäyttää muissa käyttökohteissa, kuten energianvarastoinnissa tai energiasovellusten virtalähteinä. Kun akkua ei enää voida uusiokäyttää, sen materiaalit voidaan vielä kierrättää. Materiaalien kierrätys vapauttaa kriittiset raaka-aineet takaisin kiertoon ja näin ollen vähentää uusien materiaalien kaivuutarvetta. Opinnäytetyössä kävi kuitenkin ilmi, että osa kierrätysprosesseista kuluttaa valtavasti energiaa ja sivutuotteena syntyy myrkyllisiä kaasuja. Ongelmana on myös talteen otettujen materiaalien heikko laatu ja tiettyjen materiaalien tuhoutuminen prosessissa. Laadukkaampien kierrätysprosessien hyötysuhde on korkeampi, mutta ne ovat monivaiheisia ja niiden kustannukset ovat suuret. Tulevaisuuden haasteena onkin kierrätysprosessien kehittäminen taloudellisesti kannattavammaksi.