Η επισκευή μπαταριών αυτοκινήτων και ηλεκτρονικών ποδηλάτων εξοικονομεί χρήματα και πόρους, αλλά τα προβλήματα εμποδίζουν την ανάπτυξη της βιομηχανίας
Ο Rich Benoit δέχεται κλήσεις περίπου τρεις φορές την ημέρα από ιδιοκτήτες ενός παλιού Tesla Model S του οποίου η μπαταρία έχει αρχίσει να χαλάει στο κατάστημα αυτοκινήτων του, το The Electrified Garage.Οι μπαταρίες που θα μπορούσαν να παρέχουν ξαφνικά αυτονομία εκατοντάδων μιλίων μπορούν να διαρκέσουν μόνο 50 μίλια με μια φόρτιση.Αυτά τα οχήματα συχνά δεν συνοδεύονται από εγγύηση και η αντικατάσταση της μπαταρίας μπορεί να κοστίσει πάνω από 15.000 $.
Για τα περισσότερα προϊόντα, η επισκευή είναι μια πιο οικονομική επιλογή από την αντικατάσταση.Ο Benoit, ο οποίος διευθύνει ένα από τα λίγα ανεξάρτητα συνεργεία επισκευής Tesla στις ΗΠΑ, είπε ότι πολλές μπαταρίες Tesla είναι θεωρητικά επισκευάσιμες.Ωστόσο, λόγω του χρόνου και της εκπαίδευσης, των ανησυχιών για την ασφάλεια και της πολυπλοκότητας της επισκευής, ο Benoit λέει ότι η επισκευή μιας μπαταρίας αυτοκινήτου στο κατάστημά του μπορεί να κοστίσει έως και 10.000 $, περισσότερο από ό,τι είναι διατεθειμένοι να πληρώσουν οι περισσότεροι καταναλωτές.Αντίθετα, πολλοί άνθρωποι επιλέγουν να πουλήσουν ή να διαλύσουν τα παλιά τους αυτοκίνητα και στη συνέχεια να αγοράσουν ένα ολοκαίνουργιο Tesla, είπε.
«[Το αυτοκίνητο] είναι σχεδόν σαν αναλώσιμο τώρα, σαν τηλεόραση», είπε ο Benoit.
Η εμπειρία του Benoit δείχνει ένα πρόβλημα που αρχίζουν να αντιμετωπίζουν οι πρώτοι χρήστες ηλεκτρικών οχημάτων και ηλεκτρικών συσκευών μικροκινητικότητας, όπως τα ηλεκτρονικά ποδήλατα και τα ηλεκτρονικά σκούτερ: Αυτά τα οχήματα περιέχουν μεγάλες, ακριβές μπαταρίες που γίνονται απρόσιτες με την πάροδο του χρόνου.Η ανακατασκευή αυτών των μπαταριών μπορεί να προσφέρει οφέλη βιωσιμότητας εξοικονομώντας ενέργεια και πόρους που διαφορετικά θα χρησιμοποιούνταν για την κατασκευή νέων μπαταριών.Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τα ηλεκτρικά οχήματα, τα οποία περιέχουν πολύ μεγάλες μπαταρίες που πρέπει να χρησιμοποιούνται για χρόνια για να αντισταθμίσουν τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα που παράγονται κατά την παραγωγή τους.Ωστόσο, πολλά ηλεκτρικά οχήματα και μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων έχουν σχεδιαστεί για να είναι δύσκολο να επισκευαστούν, και ορισμένοι κατασκευαστές αποθαρρύνουν ενεργά την πρακτική, επικαλούμενοι ανησυχίες για την ασφάλεια.Ζητήματα σχεδιασμού, απαιτήσεις ασφάλειας και ελλείψεις ανταλλακτικών καθιστούν δύσκολο για τους λίγους ανεξάρτητους μηχανικούς που είναι επιφορτισμένοι με το σέρβις μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτων ή ηλεκτρονικών ποδηλάτων να αντέξουν οικονομικά τις επισκευές.
«Υπάρχουν πολλές μπαταρίες στα σκουπίδια που μπορούν να ανακαινιστούν», λέει ο Timothée Rouffignac, ο οποίος διευθύνει μια μικρή εταιρεία επισκευής μπαταριών ηλεκτρονικών ποδηλάτων που ονομάζεται Daurema στις Βρυξέλλες, στο Βέλγιο.Αλλά «επειδή δεν προορίζονται για επισκευή, είναι δύσκολο να βρεθεί μια καλή τιμή».
Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου στα smartphone περιέχουν ένα «κελί» που αποτελείται από μια άνοδο γραφίτη, μια μεταλλική κάθοδο και έναν υγρό ηλεκτρολύτη που επιτρέπει στα ιόντα λιθίου να μετακινούνται από τη μια πλευρά στην άλλη, δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό δυναμικό.Οι μπαταρίες ηλεκτρικών ποδηλάτων περιέχουν συνήθως δεκάδες στοιχεία.Εν τω μεταξύ, οι μπαταρίες των ηλεκτρικών οχημάτων μπορεί να περιέχουν εκατοντάδες έως χιλιάδες μεμονωμένες κυψέλες, οι οποίες συχνά συσκευάζονται σε «ενότητες» και στη συνέχεια συνδυάζονται σε πακέτα μπαταριών.Εκτός από τις κυψέλες και τις μονάδες, οι μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων και ηλεκτρονικών ποδηλάτων περιλαμβάνουν συχνά ένα σύστημα διαχείρισης μπαταριών που παρακολουθεί την υγεία της μπαταρίας και ελέγχει τους ρυθμούς φόρτισης και εκφόρτισης.
Όλες οι μπαταρίες ιόντων λιθίου υποβαθμίζονται με την πάροδο του χρόνου και τελικά θα χρειαστεί αντικατάσταση.Ωστόσο, όταν μια μπαταρία περιέχει πολλά μεμονωμένα κύτταρα και άλλα εξαρτήματα, η διάρκεια ζωής της μπορεί μερικές φορές να παραταθεί μέσω επισκευής, μια διαδικασία που περιλαμβάνει τον εντοπισμό και την αντικατάσταση κατεστραμμένων κυψελών ή μονάδων, καθώς και επισκευής άλλων ελαττωματικών εξαρτημάτων, όπως ένα ελαττωματικό σύστημα διαχείρισης μπαταρίας.Σε ορισμένες περιπτώσεις, χρειάζεται να αντικατασταθεί μόνο μία μονάδα.Η αντικατάσταση αυτής της μονάδας, αντί της αντικατάστασης ολόκληρης της μπαταρίας, μειώνει την ανάγκη για μέταλλα όπως το λίθιο, καθώς και τις εκπομπές άνθρακα που σχετίζονται με την παραγωγή μιας μπαταρίας αντικατάστασης (ή ενός νέου αυτοκινήτου).Αυτό κάνει την ανακαίνιση της μπαταρίας «ιδανική για μια κυκλική οικονομία (ένα σύστημα που εξοικονομεί και επαναχρησιμοποιεί πόρους», δήλωσε ο Gavin Harper, ένας ερευνητής που μελετά τη βιωσιμότητα της μπαταρίας στο Πανεπιστήμιο του Birmingham στο Ηνωμένο Βασίλειο.
Αν και δεν είναι απαραίτητα φθηνό, μπορείτε να εξοικονομήσετε χρήματα επισκευάζοντας την μπαταρία σας.Συνήθως, η επισκευή μιας μπαταρίας EV κοστίζει περίπου το μισό κόστος μιας νέας μπαταρίας.Η Cox Automotive εκτιμά ότι από τότε που άρχισε να προσφέρει υπηρεσίες επισκευής μπαταριών EV το 2014, έχει εξοικονομήσει περισσότερες από 1 γιγαβατώρα μπαταριών, αρκετή για να τροφοδοτήσει περίπου 17.000 νέα ηλεκτρικά οχήματα από πρόωρη απόρριψη.
«Υπάρχουν πολλοί λόγοι για τους οποίους η επισκευή είναι πιο οικονομική από την αντικατάσταση», είπε ο Helps στον Grist.
Ωστόσο, οι ειδικοί λένε ότι οι επισκευές των μπαταριών είναι επικίνδυνες και δεν πρέπει να γίνονται στο σπίτι ή από άτομα που κάνουν πρώτη φορά.Εάν η μπαταρία καταστραφεί κατά την επισκευή, μπορεί να προκληθεί βραχυκύκλωμα, το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε πυρκαγιά ή έκρηξη.Εάν δεν φοράτε κατάλληλα γάντια υψηλής τάσης όταν επιχειρείτε επισκευές, μπορεί να προκληθεί ηλεκτροπληξία.Εάν δεν ξέρετε τι κάνετε, «παίζετε με τη φωτιά», είπε ο John Matna, ιδιοκτήτης του καταστήματος επισκευής ηλεκτρονικών ποδηλάτων Chattanooga Electric Bike Co. Σημείωσε ότι ορισμένες μπαταρίες ηλεκτρικών ποδηλάτων περιέχουν «αρκετό ρεύμα για να σκοτώσει ένα άτομο."
Βοηθά να πούμε ότι η επισκευή των μπαταριών απαιτεί τουλάχιστον εκπαίδευση υψηλής τάσης, ηλεκτρική εμπειρία, εξοπλισμό ατομικής προστασίας και «βασική κατανόηση της αρχιτεκτονικής και του τρόπου λειτουργίας των μπαταριών».Όσοι θέλουν να επισκευάσουν μπαταρίες EV χρειάζονται επίσης εξοπλισμό για να σηκώσουν το όχημα από το έδαφος και να αφαιρέσουν φυσικά την μπαταρία, η οποία μπορεί να ζυγίζει χιλιάδες λίβρες.
«Πολύ λίγοι άνθρωποι μπορούν ή πρέπει ακόμη και να επιχειρήσουν κάτι τέτοιο», είπε ο Benoit.
Αλλά ακόμα και εκείνοι με σωστή εκπαίδευση συχνά δυσκολεύονται να επισκευάσουν μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων ή ηλεκτρονικών ποδηλάτων λόγω του σχεδιασμού τους.Πολλές μπαταρίες ηλεκτρονικών ποδηλάτων διατίθενται σε ανθεκτικά πλαστικά κουτιά που είναι δύσκολο, αν όχι αδύνατο, να ανοίξουν χωρίς να καταστραφούν τα εσωτερικά εξαρτήματα.Μέσα σε μια μπαταρία ηλεκτρονικού ποδηλάτου ή σε μεμονωμένες μονάδες μπαταρίας EV, τα στοιχεία είναι συχνά κολλημένα ή συγκολλημένα μεταξύ τους, καθιστώντας δύσκολη ή αδύνατη την αντικατάστασή τους μεμονωμένα.Επιπλέον, όπως υπογραμμίζει μια έκθεση του 2021 από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Περιβάλλοντος, ορισμένες μπαταρίες EV περιέχουν λογισμικό που θα μπορούσε να προκαλέσει τη διακοπή λειτουργίας της μπαταρίας εάν υπάρχουν σημάδια παραβίασης.
Οι κατασκευαστές ισχυρίζονται ότι οι μπαταρίες τους έχουν σχεδιαστεί για να βελτιώνουν την ασφάλεια, την ανθεκτικότητα και την απόδοση, αλλά αυτό μπορεί να είναι εις βάρος της δυνατότητας επισκευής, καθώς πολλοί κατασκευαστές που καλύπτουν την περίοδο εγγύησης (συνήθως δύο χρόνια για μεγάλες μάρκες και μάρκες ηλεκτρονικών ποδηλάτων) προσφέρουν δωρεάν αντικαταστάσεις ή με έκπτωση.μπαταρίες.Τα ηλεκτρικά οχήματα διαρκούν 8 έως 10 χρόνια ή 100.000 μίλια).Οι υποστηρικτές των επισκευών, από την άλλη πλευρά, υποστηρίζουν ότι τα αρθρωτά σχέδια με αναστρέψιμους συνδετήρες, όπως αφαιρούμενα κλιπ ή κολλητικές ταινίες, δεν διακυβεύουν απαραίτητα την ασφάλεια και ότι τα οφέλη από τα σχέδια επισκευής υπερβαίνουν κατά πολύ το κόστος.
Οι Ευρωπαίοι πολιτικοί αρχίζουν να ακούν τους υποστηρικτές.Τον Αύγουστο, η Ευρωπαϊκή Ένωση ενέκρινε έναν νέο κανονισμό με στόχο να καταστήσει τις μπαταρίες πιο φιλικές προς το περιβάλλον.Μεταξύ άλλων, περιλαμβάνει μια διάταξη που απαιτεί οι μπαταρίες που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικά ποδήλατα και άλλα «ελαφριά οχήματα», όπως τα ηλεκτρονικά σκούτερ, να συντηρούνται από ανεξάρτητους επαγγελματίες, μέχρι το επίπεδο του μεμονωμένου κυττάρου.Η ευρωπαϊκή βιομηχανία ηλεκτρονικών ποδηλάτων έχει αντιταχθεί σθεναρά στον κανόνα λόγω ανησυχιών σχετικά με την ασφάλεια, την πιστοποίηση της μπαταρίας και τη νομική ευθύνη, και τώρα παλεύει με τον τρόπο συμμόρφωσης.
«Εξακολουθούμε να εξετάζουμε πώς μπορούμε να ανταποκριθούμε στις απαιτήσεις των νέων κανονισμών για τις μπαταρίες της ΕΕ, τηρώντας παράλληλα τους ισχύοντες κανονισμούς ασφαλείας και τα υψηλά ποιοτικά μας πρότυπα», δήλωσε στο Grist η κατασκευαστής μπαταριών ηλεκτρονικών ποδηλάτων Bosch.Η Bosch σημείωσε τις προκλήσεις που αντιμετωπίζουν οι κατασκευαστές.«Η αντίθετη τάση παρατηρείται στις Ηνωμένες Πολιτείες», όπου «υπάρχουν αυστηρότεροι κανονισμοί και υψηλότερα πρότυπα για τις μπαταρίες και τα συστήματα ηλεκτρονικών ποδηλάτων».
Μάλιστα, η Ομοσπονδιακή Επιτροπή Ασφάλειας Καταναλωτικών Προϊόντων ανακοίνωσε πρόσφατα ότι επανεξετάζει τους κανονισμούς για τα ηλεκτρονικά ποδήλατα και τις μπαταρίες τους.Έρχεται μετά από μια πρόσφατη έκρηξη μπαταριών ηλεκτρονικών ποδηλάτων που οδήγησε επίσης σε τοπική πολιτική δράση.Το Δημοτικό Συμβούλιο της Νέας Υόρκης άλλαξε πρόσφατα τον κωδικό πυρκαγιάς του για να απαγορεύσει τη «συναρμολόγηση ή επισκευή μπαταριών ιόντων λιθίου» από χρησιμοποιημένες μπαταρίες από άλλες μπαταρίες, κάτι που κάνουν μερικές φορές οι επισκευαστές.
Η πόλη ψήφισε επίσης πρόσφατα νομοθεσία που απαιτεί από τους κατασκευαστές ηλεκτρικών οχημάτων να διασφαλίζουν ότι οι μπαταρίες των προϊόντων τους είναι πιστοποιημένες σύμφωνα με το πρότυπο σχεδίασης UL 2271, το οποίο αποσκοπεί στη βελτίωση της ασφάλειας.Οι ανακατασκευασμένες μπαταρίες πληρούν αυτές τις απαιτήσεις, δήλωσε ο Ibrahim Jilani, παγκόσμιος διευθυντής τεχνολογίας καταναλωτών για την UL Solutions, μια πολυεθνική εταιρεία που δοκιμάζει πρότυπα πιστοποίησης ασφάλειας για ένα ευρύ φάσμα βιομηχανικών και καταναλωτικών προϊόντων και υλικών.Ένα Πρότυπο.Ωστόσο, ο Gilani είπε ότι οι εταιρείες επισκευής θα πρέπει "να διατηρήσουν το σχέδιο όπως ήταν πριν από την επισκευή", συμπεριλαμβανομένης της χρήσης μπαταριών και ηλεκτρονικών εξαρτημάτων της ίδιας μάρκας και μοντέλου.Τα συνεργεία επισκευής μπαταριών πρέπει επίσης να υποβάλλονται σε επιτόπιες επιθεωρήσεις UL τέσσερις φορές το χρόνο, κάτι που θα τους κοστίσει περισσότερα από 5.000 δολάρια το χρόνο, είπε ο Jilani.*
Σε σύγκριση με τα ηλεκτρικά ποδήλατα, οι νομοθέτες ήταν σχετικά χαλαροί σχετικά με την επισκευή των μπαταριών EV.Δεν υπάρχουν συγκεκριμένοι νόμοι ή κανονισμοί στις Ηνωμένες Πολιτείες που να αντιμετωπίζουν αυτό το ζήτημα.Οι νέοι κανόνες για τις μπαταρίες της ΕΕ δεν αφορούν επίσης επισκευές σε μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων, αλλά απλώς συνιστούν στους νομοθέτες να ενημερώσουν τους μεμονωμένους κανονισμούς οχημάτων «για να διασφαλίσουν ότι αυτές οι μπαταρίες μπορούν να αφαιρεθούν, να αντικατασταθούν και να αποσυναρμολογηθούν».
Η γερμανική ασφαλιστική ένωση GDV «υποστηρίζει σθεναρά» την ιδέα, είπε ένας εκπρόσωπος στον Grist.Τον Οκτώβριο, η ομάδα δημοσίευσε τα αποτελέσματα μιας μελέτης που διαπίστωσε ότι τα ηλεκτρικά οχήματα κοστίζουν το ένα τρίτο περισσότερο για την επισκευή από τα συγκρίσιμα βενζινοκίνητα οχήματα, αποτέλεσμα που εξηγείται εν μέρει από το υψηλό κόστος επισκευής ή αντικατάστασης μπαταριών.
«Πολλές αυτοκινητοβιομηχανίες δεν θα επιτρέψουν την επισκευή της μπαταρίας ακόμα κι αν το κουτί της μπαταρίας είναι ελαφρώς κατεστραμμένο», είπε στον Grist εκπρόσωπος της GDV.Οι κατασκευαστές αυτοκινήτων αποφασίζουν μερικές φορές να αντικαταστήσουν την μπαταρία εάν το αυτοκίνητο έχει υποστεί ατύχημα στο οποίο ο αερόσακος ανοίγει.Και οι δύο πρακτικές «μπορεί να οδηγήσουν σε αυξημένο κόστος επισκευής» και τελικά υψηλότερα ασφάλιστρα, είπε ο εκπρόσωπος.
Οι νέοι κανονισμοί για τη δυνατότητα επισκευής των μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτων έρχονται σε μια κρίσιμη στιγμή.Η Cox Automotive's Helps είπε ότι υπάρχουν δύο ταυτόχρονες τάσεις στον σχεδιασμό μπαταριών EV: «Οι μπαταρίες είτε θα γίνουν πολύ εύκολες στη συντήρηση είτε δεν θα μπορούν να τις συντηρήσουν καθόλου.
Ορισμένες μπαταρίες, όπως οι μπαταρίες Volkswagen ID.4, διαθέτουν μονάδες τύπου Lego που αφαιρούνται και αντικαθίστανται εύκολα.Άλλα πακέτα μπαταριών, όπως η νέα μπαταρία Tesla 4680, δεν περιέχουν καθόλου μονάδες.Αντίθετα, όλες οι κυψέλες είναι κολλημένες μεταξύ τους και συνδέονται με την ίδια την μπαταρία.Η Helps περιγράφει αυτό το σχέδιο ως "ανεπανόρθωτο".Εάν βρεθεί μια κατεστραμμένη μπαταρία, πρέπει να αντικατασταθεί ολόκληρη η μπαταρία.
«Είναι ακόμα μια πλήρως ανακυκλώσιμη μπαταρία», είπε ο Helps.«Απλώς δεν μπορείς να το φτιάξεις».
Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά από τον Grist, έναν μη κερδοσκοπικό οργανισμό μέσων ενημέρωσης που καλύπτει το κλίμα, τη δικαιοσύνη και τις λύσεις.
Η Scientific American είναι μέρος της Springer Nature, η οποία κατέχει ή έχει εμπορικές σχέσεις με χιλιάδες επιστημονικές δημοσιεύσεις (πολλές από τις οποίες μπορείτε να βρείτε στη διεύθυνση www.springernature.com/us).Η Scientific American διατηρεί μια αυστηρή πολιτική συντακτικής ανεξαρτησίας όσον αφορά την αναφορά επιστημονικών προόδων στους αναγνώστες μας.
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-26-2023