แบตเตอรี่ EV จะเป็นอย่างไรเมื่อถูกถอดออกจากรถ?

แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าที่ระยะทางเดินทางลดลงอย่างเห็นได้ชัดไม่ได้ถูกทิ้งลงถังขยะ: เมื่อครบอายุการใช้งานในรถยนต์ แพ็กส่วนใหญ่ยังคงเก็บพลังงานไว้ได้ถึง 70-80% ของความจุเดิม ระดับนี้ไม่เพียงพอสำหรับรถยนต์ แต่เหลือเฟือสำหรับการกักเก็บพลังงานแบบคงที่ แพ็กจะถูกถอดออก ทดสอบ ปรับโครงสร้างใหม่ และทำงานต่อไปอีกหลายปีข้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์หรือสถานีชาร์จ ในขั้นสุดท้าย ลิเทียม นิกเกิล และโคบอลต์จะถูกนำกลับคืนสู่เศรษฐกิจผ่านวิธีรีไซเคิลแบบไฮโดรเมทัลลูร์จีคัลหรือแบบตรง บทความนี้จึงติดตามการเดินทางของแบตเตอรี่ EV หลังจากแยกจากรถยนต์ไปทีละขั้นตอน

ทำไมแพ็กจึงต้องปลดเกษียณ? SOH และกฎ 70-80%

สุขภาพของแบตเตอรี่วัดจากค่า SOH (State of Health สถานะสุขภาพ): แสดงว่าแบตเตอรี่ยังคงรักษาความจุพลังงานเดิมไว้ได้กี่เปอร์เซ็นต์ แพ็กลิเทียม-ไอออนทั่วไปสูญเสียความจุประมาณ 2.3% ต่อปี หลังใช้งานประมาณสิบปี อาจกลายเป็นไม่เหมาะสมในทางปฏิบัติสำหรับรถยนต์ สังเกตให้ดี นี่ไม่ได้แปลว่าแบตเตอรี่ตายแล้ว - ระยะทางสั้นลง กำลังสูงสุดอาจลดลง แต่พลังงานที่มันกักเก็บได้ยังคงมีนัยสำคัญ

การรู้จักโครงสร้างภายในของแพ็กช่วยให้เข้าใจขั้นตอนต่อไปได้ง่ายขึ้น หน่วยที่เล็กที่สุดคือเซลล์ เซลล์ประกอบเป็นโมดูล โมดูลประกอบเป็นแพ็ก เหนือลำดับชั้นนี้คือระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) การจัดการความร้อน และระบบหล่อเย็น การตัดสินใจเรื่องชีวิตครั้งที่สองเกือบทั้งหมดเกิดขึ้นในหนึ่งระดับของโครงสร้างนี้: แพ็กจะอยู่ครบชุด แยกเป็นโมดูล หรือปรับแพ็กใหม่ในระดับเซลล์?

ก้าวสู่ชีวิตครั้งที่สอง: กระบวนการทดสอบและฟื้นฟู

แพ็กที่ถอดออกจะถูกส่งไปยังศูนย์ฟื้นฟูก่อนเป็นอย่างแรก การฟื้นฟู หรือ repurposing คือการนำแบตเตอรี่ที่ใช้แล้วไปใช้ในงานอื่นนอกเหนือจากวัตถุประสงค์เดิม - ตัวอย่างที่พบมากที่สุดคือการกักเก็บพลังงานแบบคงที่ ความแตกต่างพื้นฐานจากการรีไซเคิลคือ: การรีไซเคิลแยกวัสดุออกเป็นส่วนประกอบทางเคมี ฟังก์ชันการกักเก็บพลังงานจึงไม่ถูกใช้อีกเลย ส่วนการฟื้นฟูรักษาฟังก์ชันไว้ และได้รับการพิจารณาให้ทำก่อนเนื่องจากช่วยลดผลกระทบต่อวงจรชีวิตของแบตเตอรี่

การฟื้นฟูประกอบด้วยสี่ขั้นตอน:

1. การประเมิน SOH: วัดความจุที่เหลือของแพ็ก หากเสื่อมสภาพมากเกินไปจะถูกส่งไปรีไซเคิลโดยตรง
2. การประเมินความเป็นไปได้: ความจุที่เหลือเหมาะกับการใช้งานแบบใด? เหลือรอบการใช้งานอีกเท่าไร?
3. การตัดสินใจด้านการกำหนดค่า: แพ็กจะถูกใช้ทั้งชุด หรือถอดแยกและปรับแพ็กใหม่ในระดับโมดูลหรือเซลล์?
4. การประกอบใหม่: ระบบถูกติดตั้งตามการกำหนดค่าที่เลือก

ตามข้อมูลอุตสาหกรรม แบตเตอรี่ EV ที่ถูกเก็บกู้ประมาณ 60% ผ่านการทดสอบมาตรฐานและเหมาะสมสำหรับการใช้งานชีวิตที่สอง ในขณะที่มีเพียง 2-5% เท่านั้นที่ไปถึงผู้ปรับปรุงหรือผู้รีไซเคิลก่อนจบชีวิตแรก - ที่เหลือรออยู่ในคลังสินค้าหรือเข้าไปอยู่ในกระแสที่ผิดพลาด ช่องแคบแคบ ๆ นี้เป็นหนึ่งในคอขวดที่ใหญ่ที่สุดของตลาดในปัจจุบัน

แบบทั้งแพ็กหรือแบบรายโมดูล?

สมดุลทางวิศวกรรมของการกำหนดค่าทั้งสองแบบแตกต่างกัน การใช้แบบทั้งแพ็กขจัดกระบวนการถอดแยกที่มีต้นทุนสูงได้อย่างสมบูรณ์ แต่ต้องการการเข้าถึงซอฟต์แวร์ BMS ของผู้ผลิต - ซึ่งข้อมูลนี้แทบไม่ถูกแบ่งปันเลย การบรรจุใหม่แบบรายโมดูลสามารถปรับแต่งได้มากกว่ามาก แต่หมายถึงการออกแบบซอฟต์แวร์และระบบจัดการความร้อนใหม่ ในทั้งสองกรณี กฎทองของระบบก็เหมือนกัน คือ: ระบบทำงานได้ดีเท่ากับจุดที่อ่อนแอที่สุด ดังนั้นโมดูลที่มี SOH ใกล้เคียงกันและสารเคมีเดียวกันจึงต้องจับคู่กัน

ด้านการรับรอง มาตรฐาน UL 1974 กำหนดขั้นตอนการทดสอบสำหรับแบตเตอรี่ที่ผ่านการรับรอง ตามการประมาณการหนึ่ง กระบวนการทดสอบนี้อาจมีต้นทุนสูงถึง 30% ของราคาแบตเตอรี่มือสอง ประสิทธิภาพของแพ็กยังสามารถทดสอบด้วยรอบกำลังคงที่แบบคายประจุลึก 4 ชั่วโมง 2 ชั่วโมง และ 1 ชั่วโมง เพื่อจำลองบริการโครงข่ายไฟฟ้า เช่น การเก็งกำไรพลังงาน

ชีวิตที่สอง: แบตเตอรี่ทำงานที่ไหน?

การกักเก็บพลังงานแบบคงที่เป็นเจ้าภาพตามธรรมชาติสำหรับชีวิตที่สอง เพราะต้องการความหนาแน่นของพลังงานและประสิทธิภาพต่ำกว่ายานพาหนะมาก: ข้อจำกัดด้านน้ำหนักและปริมาตรหลวม และความเร็วในการชาร์จไม่สำคัญ การประยุกต์ใช้ถูกจัดกลุ่มเป็นสามประเภทตามความเหมาะสม

• ความเหมาะสมสูง: พลังงานสำรองเชิงพาณิชย์ - การใช้งานน้อยและรอบการทำงานต่ำ เป็นสถานการณ์ที่กดดันแบตเตอรี่ที่เหนื่อยล้าแล้วน้อยที่สุด
• ความเหมาะสมปานกลาง: การเลื่อนการอัปเกรดโครงข่ายไฟฟ้า การกักเก็บพลังงานขนาดโครงข่าย พลังงานสำรองสำหรับที่อยู่อาศัย และการกักเก็บพลังงานสำหรับสถานีชาร์จ EV
• ความเหมาะสมต่ำ: บริการเสริมโครงข่ายที่มีรอบการทำงานหนักในแต่ละวัน เช่น การควบคุมความถี่ - รอบการทำงานที่บ่อยครั้งทำให้แบตเตอรี่ที่เสื่อมสภาพแล้วใช้งานไม่ได้อย่างรวดเร็ว

ด้านเศรษฐกิจก็น่าพอใจเช่นกัน: ในระบบที่จับคู่กับพลังงานแสงอาทิตย์ ต้นทุนสามารถลดลงได้ถึง 60% เมื่อเทียบกับการจัดหาพลังงานแบบทันเวลาจากผู้ให้บริการ ความต่างนี้คือคำอธิบายสำหรับการคาดการณ์การเติบโตของตลาดชีวิตที่สอง แต่ตัวเลขจากบริษัทวิเคราะห์ตลาดมีความแตกต่างกันมากเนื่องจากวิธีวิทยาที่ต่างกัน - สำหรับปี 2026 มีการคาดการณ์ระหว่าง 1.3 ถึง 2 พันล้านดอลลาร์ และสำหรับกลางทศวรรษ 2030 เป็นต้นไป มีการคาดการณ์ที่ยาวไปถึงหลายสิบพันล้านดอลลาร์ ไม่ควรอ่านช่วงนี้เหมือนเป็นตัวเลขที่แน่นอนเพียงตัวเดียว บริษัทอย่าง Connected Energy, RePurpose Energy, Moment Energy และ Smartville กำลังผลิตระบบกักเก็บพลังงานแบบคงที่จากแบตเตอรี่ EV มือสองในปัจจุบัน

สถานีสุดท้าย: วิธีการรีไซเคิล

สำหรับแพ็กที่ชีวิตที่สองก็สิ้นสุดลงหรือเสื่อมสภาพจนไม่สามารถเดินไปตามเส้นทางนี้ตั้งแต่ต้น ลำดับถัดไปคือการกู้คืนวัสดุ มีสามวิธีหลักที่เปรียบเทียบกันได้ และความแตกต่างระหว่างกันไม่ได้มีเพียงด้านเทคโนโลยี แต่รวมถึงด้านเศรษฐกิจด้วย

สำหรับแคโทด NMC แนวทางที่แพร่หลายเชิงพาณิชย์ในปัจจุบันคือการแปรรูปแบบไฮโดรเมทัลลูจิก ซึ่งให้อัตราการสกัดสูงสุดและผลกระทบด้านพลังงานต่ำที่สุด ส่วนวิธีการรุ่นใหม่ก็กำลังดันเพดานให้สูงขึ้น: มีการกำหนดระบบทางไฟฟ้าเคมีที่กู้คืนลิเทียมได้จากวัสดุแคโทด NMC ที่ใช้แล้วเกิน 80% ขณะที่การรวมกระบวนการคาร์โบเทอร์มอลกับการชะด้วยน้ำสามารถกู้คืนลิเทียมจาก NMC ได้ 95.7% การชะแบบเลือกสรรของลิเทียมด้วยการใช้ความร้อนกับมวลดำ LFP-NMC แบบผสมก็อยู่ในระหว่างการวิจัยเช่นกัน การรีไซเคิลโดยตรงมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่าวิธีไฮโดรเมทัลลูจิกอย่างชัดเจน - งานวิจัยเชิงแบบจำลองยืนยันสิ่งนี้อย่างสม่ำเสมอ - แต่ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในระดับอุตสาหกรรมยังคงอยู่ที่ไฮโดรเมทัลลูร์จี

NMC และ LFP: ความแตกต่างในเศรษฐศาสตร์ของการรีไซเคิล

โรงงานรีไซเคิลเดียวกันมองแพ็กสองใบที่เปิดฝาออกด้วยสายตาที่แตกต่างกันมาก NMC; มีแร่ธาตุมูลค่าสูงอย่างนิกเกิล แมงกานีส และโคบอลต์ ซึ่งมูลค่าแร่ธาตุเหล่านี้เป็นรายได้โดยตรงสำหรับผู้รีไซเคิล ส่วน LFP อาจถูกกว่า ปลอดภัยกว่า และมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า แต่ไม่มีโลหะมีค่าที่กู้คืนได้ภายใน ผลลัพธ์: ขณะที่ NMC สร้างมูลค่าการกู้คืนเป็นบวก LFP กลับเผชิญกับ ความสูญเสียเชิงกำไรในต้นทุนการรีไซเคิลปัจจุบัน เคมีทุกชนิดที่ไร้โคบอลต์หรือมีโคบอลต์ต่ำ ให้ผลตอบแทนทางเศรษฐกิจจากการรีไซเคิลต่ำกว่า - และผู้รีไซเคิลชัดเจนว่าต้องการ NMC มากกว่า

ภาพนี้มีผลลัพธ์ที่สองที่น่าสนใจ: การเปลี่ยนของตลาดสหรัฐฯ ไปสู่ LFP อาจช่วยคุ้มครองผู้ฟื้นฟูแบตเตอรี่ เนื่องจาก LFP มีมูลค่าน้อยสำหรับผู้รีไซเคิล ผู้ฟื้นฟูจึงสามารถซื้อแพ็ก LFP มือสองได้ในราคาถูกมาก - อายุการใช้งานรอบการชาร์จที่ยาวนานของ LFP และความเสี่ยงไฟไหม้ที่ต่ำกว่าก็เป็นข้อดีสำหรับการจัดเก็บพลังงานแบบคงที่เช่นกัน ช่องว่างทางเศรษฐกิจระหว่างเคมีต่างๆ คือสรุปของการแข่งขันที่กำหนดชะตากรรมของแพ็กเดียวกัน: ผู้รีไซเคิลกับผู้ฟื้นฟูแข่งขันกันเพื่อชิงแบตเตอรี่มือสองชุดเดียวกัน และแพ็กจะไปอยู่กับผู้เล่นที่เสนอโมเดลธุรกิจที่ดีที่สุด

หนังสือเดินทางแบตเตอรี่และกฎระเบียบกำลังปรับรูปร่างตลาดอย่างไร?

อุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดของตลาดนี้ไม่ใช่ด้านเทคนิค แต่เป็นด้านการบริหารจัดการ: การเข้าถึงข้อมูล ผู้ผลิตมองข้อมูล BMS เป็นความลับทางการค้า ผู้ฟื้นฟูมักซื้อแบตเตอรี่มือสองโดยแทบไม่มีข้อมูลใดๆ เลย แต่ SOH และข้อมูลการใช้งานที่บันทึกไว้ตลอดอายุการใช้งานชุดแรก ส่งผลโดยตรงทั้งต่อการตัดสินใจปรับใช้ใหม่และต้นทุนการทดสอบ การรับรอง UL 1974 ซึ่งบังคับให้ต้องมีความร่วมมือกับผู้ผลิตในทางปฏิบัติ ทำให้ผู้ผลิตกลายเป็นผู้เฝ้าประตูของอุตสาหกรรม

ระเบียบแบตเตอรี่ของสหภาพยุโรปปิดช่องว่างนี้ด้วยการออกข้อบังคับ สำหรับแบตเตอรี่ EV และแบตเตอรี่อุตสาหกรรมทั้งหมด หนังสือเดินทางแบตเตอรี่ที่ติดตามด้วยตัวระบุเฉพาะ เช่น รหัส QR จะกลายเป็นสิ่งบังคับตั้งแต่ปี 2027 เป็นต้นไป โดยหนังสือเดินทางนี้ให้การเข้าถึงข้อมูลการผลิตได้ตลอดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ระเบียบนี้ยังกำหนดเป้าหมายที่วัดผลได้อีกด้วย: ตั้งแต่วันที่ 18 สิงหาคม 2031 เป็นต้นไป จะต้องกู้คืนโคบอลต์ 16% ตะกั่ว 85% และลิเทียมกับนิกเกิลอย่างละ 6% จากการรีไซเคิล ส่วนเป้าหมายประสิทธิภาพการรีไซเคิลสำหรับแบตเตอรี่ลิเทียมอยู่ที่ 65% ในสหรัฐอเมริกาปัจจุบันยังไม่มีการแบ่งปันข้อมูลหรือข้อบังคับเช่นนี้ องค์กรผู้เชี่ยวชาญเสนอมาตรฐานเกี่ยวกับการเข้าถึงข้อมูล BMS, หนังสือเดินทางแบตเตอรี่, ความรับผิดชอบของผู้ผลิต และการออกแบบที่อำนวยความสะดวกในการถอดแยกชิ้น

อุปสรรคอื่นๆ ที่อุตสาหกรรมต้องเอาชนะก็เป็นรูปธรรม: สูตรเคมีของแบตเตอรี่ที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา โลจิสติกส์ที่แพงขึ้นเพราะชุดแบตเตอรี่หลายร้อยกิโลกรัมจัดอยู่ในหมวดวัตถุอันตราย ความเสี่ยงไฟไหม้ ความยากในการถอดแยกชิ้น และต้นทุนการรับรอง UL ปัจจัยเหล่านี้ร่วมกับการขาดการเข้าถึงข้อมูล คือตัวแปรที่จะกำหนดอัตราการเติบโตของตลาดอายุการใช้งานชุดที่สอง

บทสรุป: เศรษฐกิจวัสดุที่มีสองชีวิต

เมื่อแบตเตอรี่ EV ถูกถอดออกจากยานพาหนะ เรื่องราวของมันยังไม่จบ แต่มันเข้าสู่กรวยการประเมินค่า ตัวที่มีความจุเพียงพอจะถูกทดสอบและบรรจุใหม่เพื่อทำงานในระบบกักเก็บพลังงานแบบคงที่เป็นเวลาหลายปี ส่วนที่เหลือจะถูกแยกเป็นลิเทียม นิกเกิล และโคบอลต์ด้วยกระบวนการทางเคมีที่ค่อยๆ matures ข้อบังคับเข้มงวดทั้งสองด้าน: หนังสือเดินทางทำให้แบตเตอรี่กลายเป็นสินทรัพย์ที่ติดตามได้ตลอดอายุการใช้งาน ส่วนเป้าหมายการกู้คืนทำให้การรีไซเคิลไม่ใช่ทางเลือกอีกต่อไป คำถามหลักที่เหลืออยู่คือ เศรษฐกิจนี้ซึ่งสร้างขึ้นโดยอาศัยโลหะมีค่าของ NMC จะทำให้มีกำไรได้อย่างไรในโลก LFP ที่มีน้ำหนักมากขึ้นเรื่อยๆ ก่อนที่จะพบคำตอบนั้น ตลาดอายุการใช้งานชุดที่สองอาจยังอยู่ในระดับต่ำกว่าการคาดการณ์ แต่หากพบแล้ว ก็อาจก้าวข้ามการคาดการณ์ไปได้

แหล่งอ้างอิง

• Repurposing EV Batteries for Second-Life Stationary Storage
• Sustainability rules for batteries and waste batteries
• EU Sustainable Batteries Regulation
• Electric vehicle batteries - IEA Global EV Outlook 2026
• The EV Battery Life Cycle
• Second-Life Application of Electric Vehicle Batteries
• Pack-level performance of electric vehicle batteries in second-life applications
• Hydrometallurgy an Efficient Li-Ion Battery Recycling
• Hydrometallurgical recycling technologies for NMC
• Comparison of direct recycling and hydrometallurgical processes
• Upscaled Recycling of NMC
• Novel Lithium Recovery Method for NMC
• เปรียบเทียบความเป็นวงจรหมุนเวียนของ NMC และ LFP
• ความท้าทายทางเศรษฐกิจและเทคนิคของการรีไซเคิลแบตเตอรี่ LFP
• ตลาดแบตเตอรี่ EV ยุคที่สอง
• อายุการใช้งานยุคที่สองของแบตเตอรี่ EV
• แบตเตอรี่ EV จะเป็นอย่างไรหลังการใช้งาน?
• RePurpose Energy
• Connected Energy - แบตเตอรี่ EV ยุคที่สอง