Življenjski cikel vozil se je do zdaj pogosto končal precej nenadno. Po vseh prevoženih kilometrih, skupnih doživetjih in neštetih spominih je od vozila ostal le kup odpadnega materiala, pri čemer je bil le majhen delež ponovno uporabljen za izdelavo novih vozil.

V okviru pilotnega projekta, ki vključuje 100 odsluženih vozil, pri znamki Audi zdaj iščemo nove poti in skušamo zagotoviti, da bi se čim večji delež materialov vrnil v avtomobilsko vrednostno verigo. V prihodnosti želimo skupaj s partnerskimi podjetji zapreti čim več krožnih zank surovin. Projekt MaterialLoop nam prinaša dragocena spoznanja na poti k uresničevanju krožnega gospodarstva.

Ali se lahko avtomobilska podjetja pri varčevanju s surovinami zgledujejo po naravi? "Lahko," je prepričan Dennis Christian Meinen, strokovnjak za krožno gospodarstvo pri družbi Audi. Po kratkem premoru doda: "V naravi odpadki ne obstajajo, saj vse temelji na krožnih zankah surovin. Audi zato naravo uporablja kot zgled pri zapiranju vedno večjega števila materialnih tokov v svoji vrednostni verigi."

Krožno gospodarstvo se razlikuje od tradicionalnega linearnega poslovnega modela, ki se osredotoča na velike količine lahko dostopnih surovin in poceni energijo. Vendar so svetovni viri omejeni, energija pa postaja vse dragocenejša, zato je učinkovita uporaba obojega bistvena. In to ne le v gospodarskem smislu. "Obstaja pametna definicija trajnostnega razvoja, ki ji sledimo tudi pri znamki Audi: vse, kar lahko naredimo trajno, je trajnostno – s poudarkom na 'trajnem'," pravi Dennis Christian Meinen.

Plodna tla za razvoj inovacij

Omejenost naravnih virov je eden ključnih dejavnikov, zaradi katerih je razvoj zaprtih materialnih tokov pomembno vprašanje trajnostnega razvoja v skupini progresivnih znamk. Vsako novo vozilo namreč predstavlja vir dragocenih surovin in delov. V tehnološkem smislu uveljavljanje krožnih zank ni korak nazaj, ampak priložnost za spodbujanje in uvajanje tehnoloških inovacij. "Odgovorna raba surovin je bistvo krožnega gospodarstva. Vrednost izdelkov in materialov želimo ohraniti čim dlje. Osredotočamo se na trajnostni razvoj, možnost popravila in s tem tudi na možnost recikliranja naših izdelkov."

Uporaba sekundarnih materialov in ohranjanje visokih standardov kakovosti pa ne smeta biti v nasprotju. Pomembno je, da se v avtomobilsko proizvodnjo vrnejo sekundarni materiali najvišje možne kakovosti. "Danes smo pri recikliranju različnih materialov iz odsluženih vozil še vedno priča downcyclingu," pravi Philipp Eder, strateg v Audijevem oddelku za nabavo. "To pomeni, da je nov izdelek iz recikliranega materiala nižje kakovosti od originalnega izdelka. Na primer, če se kovina iz odsluženih vozil predela v konstrukcijsko jeklo ali če se avtomobilska stekla predelajo v steklenice za vodo ali izolacijski material, se znajdemo v spirali izgubljanja kakovosti." Zato Audijev oddelek za nabavo nadaljuje s projekti, ki si prizadevajo vključiti več materialov in sestavnih delov v zaprto zanko s ciljem ohranjanja enake ravni kakovosti.

Primera takšnih projektov sta krožna zanka aluminija in nedavno vzpostavljena krožna zanka plastike. V modelih Audi Q8 e-tron je znamka Audi prvič uporabila reciklirane materiale pri komponentah, ki so pomembne za varnost: ohišja zaklepov varnostnih pasov so deloma izdelana iz mešanih avtomobilskih plastičnih odpadkov, ki so bili predelani s kemičnim postopkom recikliranja¹. Te komponente so enako kakovostne kot nove in imajo enake tehnične lastnosti, kar dokazuje, da je recikliranje mogoče tudi brez izgube kakovosti. Vendar pa delov iz reciklirane plastike ne želimo uporabljati le v posameznih primerih, cilj je povečati uporabo sekundarnih materialov, zlasti popotrošniških materialov² (angl. post-consumer materials) iz odsluženih vozil.

Na poti k trajnostnim rešitvam

S ponovno uporabo avtomobilskih materialov je mogoče prihraniti dragocene primarne surovine. Neposreden dostop do sekundarnih materialov pa bi lahko v prihodnosti zagotovil tudi bolj zanesljivo oskrbo. Tudi regulativni standardi se vse bolj premikajo v to smer, v Evropski uniji na primer z direktivo o izrabljenih vozilih, ki se trenutno prenavlja in je bila eden od razlogov, zakaj je znamka Audi jeseni 2022 začela s projektom MaterialLoop.

S preučevanjem 100 odsluženih vozil v sodelovanju s 15 industrijskimi partnerji projekt raziskuje, kako lahko vozila, ki niso več uporabna, postanejo vir surovin za proizvodnjo novih vozil. Cilj je ugotoviti, kateri materiali, ki jih je moč reciklirati, imajo še dodatni potencial, katere nove tehnične procese je treba razviti in kaj je že danes ekonomsko in ekološko izvedljivo.

Poleg tega je projekt vir dragocenih informacij za načrtovanje prihodnjih modelov. T. i. 'oblikovanje za recikliranje' igra pomembno vlogo pri optimizaciji možnosti recikliranja izdelkov. Gre za načrtovanje sestavnih delov in posameznih komponent na način, da jih je v postopku recikliranja ob koncu njihove življenjske dobe mogoče ločiti in razvrstiti glede na vrsto materiala. "Naš cilj je še bolj poenotiti možnost recikliranja z vsemi tehničnimi zahtevami naših izdelkov. To je velik izziv, vendar nam daje priložnost, da odslužena vozila izkoristimo kot visokokakovostni vir surovin," pravi Philipp Renner, ki je v oddelku za tehnični razvoj odgovoren za področje krožnega gospodarstva.

Na podlagi ugotovitev, pridobljenih v projektu, bomo v sodelovanju s tehničnim razvojem in drugimi oddelki oblikovali smernice, ki bodo pomagale optimizirati razvoj recikliranju prijaznih komponent. Projekt MaterialLoop se osredotoča na štiri skupine materialov: aluminij, jeklo, plastiko in steklo.

Tehnično je možno, pa je izvedljivo tudi v serijski proizvodnji?

Na področju stekla smo prve korake naredili že aprila 2022. "Skupaj s projektnimi partnerji smo razvili postopek, ki omogoča ponovno uporabo avtomobilskega stekla, ki ga ni več mogoče popraviti, za izdelavo novih vetrobranskih stekel," pravi Philipp Eder.

S predelavo nepopravljivih avtomobilskih stekel zmanjšamo porabo energije in surovin pri izdelavi novih stekel. Uporaba predelanega steklenega granulata zmanjšuje potrebo po primarnih surovinah, kot je kremenčev pesek. Poleg tega se v ozračje sprosti tudi do 30 odstotkov manj ogljikovega dioksida v primerjavi s proizvodnjo novega stekla. "Postopek smo preizkušali za serijsko proizvodnjo do leta 2023, da bi pridobili podatke glede kakovosti materiala, stabilnosti in stroškov. Od septembra 2023 se reciklirana vetrobranska stekla uporabljajo v proizvodnji modela Audi Q4 e‑tron," je še povedal Phillip Eder.

Sodelovati bi morala celotna panoga

Philipp Eder, Dennis Christian Meinen in Philipp Renner se zavedajo, da se mnogih procesov ne da spremeniti čez noč. Vendar pa lahko s pogumom za sprejemanje inovativnih tehnologij in novih zahtev pri razvoju vozil številne materiale in sestavne dele vključimo v pametne krožne zanke, kar dokazuje projekt MaterialLoop. "V zadnjih letih smo se v različnih projektih krožnega gospodarstva naučili, da lahko izkoristimo strokovno znanje z najrazličnejših področij podjetja in drugih panog. Če vsi partnerji stopimo skupaj, lahko zapremo vse več zank," pravi Phillip Eder. Prav to želimo doseči s projektom MaterialLoop, saj potencial krožnega gospodarstva še zdaleč ni izčrpan.

Še vedno uporabne: recikliranje baterij

Litij-ionska baterija je osrednji in največji sestavni del električnega avtomobila. Kaj se zgodi z baterijo, ko se življenjska doba električnega vozila izteče? Odlaganje ni smiselno niti z ekološkega niti z ekonomskega vidika. Visokonapetostne baterije iz odsluženih električnih avtomobilov lahko še naprej smiselno uporabljamo tudi po več letih uporabe na cesti.

Audi skupaj s skupino Volkswagen razvija pristop za ponovno uporabo baterij. Najprej se v postopku, ki traja le nekaj minut, s pomočjo lastno razvite programske opreme preveri stanje visokonapetostne baterije. Glede na oceno preostale zmogljivosti se lahko baterija ponovno uporabi na tri načine.

Prvi način je tako imenovana ponovna proizvodnja, v katerem baterijo zaradi njenega dobrega stanja in materialne vrednosti (npr. krmilne enote in moduli) obnovijo za nadaljnjo uporabo kot nadomestni del za električna vozila.

Druga možnost je, da baterija, ki je v srednje dobrem ali dobrem stanju, zaživi svoje "drugo življenje," kjer bo lahko izven električnega vozila v uporabi še dolga leta. Morda v prilagodljivi hitri polnilni postaji, mobilnem polnilnem robotu, prevoznem sistemu brez voznika ali celo kot del domačega sistema za shranjevanje energije ali pomožnega generatorja. Audi trenutno preizkuša različne možnosti uporabe.

Tretjo možnost pa predstavlja učinkovito recikliranje, ki se izvaja v pilotni tovarni podjetja Volkswagen v Salzgittru, kjer z mehanskimi procesi tiste najbolj izrabljene baterije skrbno razstavijo na njihove osnovne sestavine, kot so aluminij, baker, plastika in "črni prah." Ta "črni prah" vsebuje dragocene sestavine baterij (litij, nikelj, mangan, kobalt, grafit), ki jih specializirani partnerji ločijo med seboj s hidrometalurgičnimi postopki, preden jih ponovno predelajo v katodni material.

PowerCo v Salzgittru je evropska delniška družba, s katero skupina Volkswagen združuje svoje globalne dejavnosti na področju baterij. Cilj družbe PowerCo je proizvodnja baterijskih celic z več kot 90-odstotno stopnjo recikliranja kot del zaprtega zanke surovin. Letna proizvodna zmogljivost tovarne celic naj bi v prihodnje dosegla 40 GWh, kar bo zadostovalo za približno 500.000 električnih vozil. Tovarna celic v Salzgittru je načrt in izhodišče za globalno ofenzivo na področju baterij, s šestimi tovarnami celic v Evropi in možnostjo nadaljnjih tovarn v Severni Ameriki v prihodnosti. 

¹ Vsaj 70 odstotkov plastičnega granulata za ohišje zaklepa varnostnega pasu (vključno s polnili in dodatki) je izdelanih iz piroliznega olja, pridobljenega v okviru projekta in uporabljenega pri postopku izdelave plastičnega granulata. Pirolizno olje, pridobljeno iz odpadkov, se pri izdelavi plastičnega granulata uporablja v okviru pristopa z masno bilanco s kvalificiranim prenosom kreditnih točk. To pomeni, da je neodvisni zunanji certifikacijski organ ecocycle potrdil, da so člani projekta nadomestili količino fosilnih virov, potrebno za ohišja zaklepov varnostnih pasov, s piroliznim oljem, proizvedenim iz mešanih frakcij avtomobilske plastike. Cilj predstavlja zadostna zaloga piroliznega olja v zgoraj navedeni količini za celotno serijsko proizvodnjo modela Q8 e-tron (v skladu s trenutno načrtovanimi proizvodnimi številkami).

² Popotrošniški reciklirani materiali so sekundarni materiali, ki so jih že uporabili potrošniki.