Overview of funding sources and technologies for the recovery of raw materials from spent batteries and rechargeable batteries in Poland

• Autorzy: Nowaczek Agnieszka , Kulczycka Joanna

Identyfikatory

DOI

10.24425/gsm.2020.132564

Warianty tytułu

PL

Przegląd źródeł finansowania i technologii odzyskiwania surowców z zużytych baterii i akumulatorów w Polsce

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Building a Strategic Battery Value Chain in Europe COM/2019/176 is a priority for EU policy. Europe’s current share of global cell production is only 3%, while Asia has already reached 85%. To ensure a competitive position and independence in the battery market, Europe must act quickly and comprehensively in the field of innovation, research and construction of the infrastructure needed for large-scale battery production. The recycling of used batteries can have a significant role in ensuring EU access to raw materials. In the coming years, a very rapid development of the battery and rechargable battery market is forecast throughout the EU. In the above context, the recycling of used batteries plays an important role not only because of their harmful content and environmental impact, or adverse impact on human health and life, but also the ability to recover many valuable secondary raw materials and combine them in the battery life cycle (Horizon 2010 Work Programme 2018–2020 (European Commission Decision C(2019) 4575 of 2 July 2019)). In Poland, more than 80% of used batteries are disposable batteries, which, together with municipal waste, end up in a landfill and pose a significant threat to the environment. This paper examines scenarios and directions for development of the battery recycling market in Poland based on the analysis of sources of financing, innovations as well as economic and legal changes across the EU and Poland concerning recycling of different types of batteries and rechargable batteries.

PL

Budowanie strategicznego łańcucha wartości w zakresie baterii i akumulatorów w Europie COM/2019/176 jest priorytetem dla polityki UE. Obecny udział Europy w globalnej produkcji ogniw wynosi zaledwie 3%, podczas gdy Azja osiągnęła już poziom 85%. Aby zapewnić konkurencyjną pozycję i niezależność na rynku baterii, Europa musi działać szybko i kompleksowo w dziedzinie innowacji, badań oraz budowy infrastruktury niezbędnej do produkcji baterii na dużą skalę. Recykling zużytych baterii może odgrywać znaczącą rolę w zapewnianiu dostępu UE do surowców. W najbliższych latach prognozowany jest bardzo szybki rozwój rynku baterii i akumulatorów w całej Uni Europejskiej. W powyższym kontekście recykling zużytych baterii odgrywa ważną rolę nie tylko ze względu na ich szkodliwą zawartość, niekorzystny wpływ na środowisko oraz zdrowie i życie ludzkie, ale także na możliwość odzyskania wielu cennych surowców w całym cyklu życia produktu (program prac „Horyzont 2010” na lata 2018–2020 (decyzja Komisji Europejskiej C (2019) 4575 z dnia 2 lipca 2019 r.)). W Polsce ponad 80% używanych baterii to baterie jednorazowe, które wraz z odpadami komunalnymi trafiają na składowisko odpadów, stanowiąc istotne zagrożenie dla środowiska. Celem postawionym w artykule jest opracowanie scenariuszy i kierunków rozwoju recyklingu rynku baterii w Polsce na podstawie analizy źródeł finansowania, innowacji oraz zmian ekonomicznych i prawnych w UE i w Polsce w zakresie recyklingu różnych typów baterii i akumulatorów.

Słowa kluczowe

EN

raw material recycling; battery; rechargeable battery

PL

recykling surowców; bateria; akumulator

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN ; Komitet Zrównoważonej Gospodarki Surowcami Mineralnymi PAN
• Czasopismo: Gospodarka Surowcami Mineralnymi
• Rocznik: 2020
• Tom: T. 36, z. 2
• Strony: 153--172
• Opis fizyczny: Bibliogr. 37 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Nowaczek Agnieszka

• Mineral and Energy Economy Research Institute of the Polish Academy of Sciences, Kraków, Poland; ORCID iD: 0000-0002-9920-9511

autor

Kulczycka Joanna

• AGH University of Science and Technology, Kraków, Poland; ORCID iD: 0000-0002-4377-5506

Bibliografia

• [1] Amanatidou, E. and Guy, K. 2008. Interpreting foresight process impacts: steps towards the development of a framework conceptualising the dynamics of foresight systems. Technological Forecasting and Social Change 75, pp. 539–557.
• [2] Bajestani et al. 2014 – Bajestani, M.I., Mousavi, S.M., Shojaosadati, S.A. 2014. Bioleaching of heavy metals from spent household batteries using Acidithiobacillus ferrooxidans: statistical evaluation and optimization. Separation and Purification Technology 132, pp. 309–316.
• [3] Bakierska, M. and Chojnacka, A. 2016. Lithium batteries as modern energy storage systems (Akumulatory litowe jako współczesne systemy magazynowania energii). Polish Chemical Society 68, pp. 855–871 (in Polish).
• [4] Burt, G. and van der Heijden, K. 2008. Towards a framework to understand purpose in futures studies: The role of Vickers’ appreciative syste. Technological Foreasting and Social Change 75, pp. 1109–1127.
• [5] COM(2018) 773 final, November 2018. Communication from the Commission to the European Parliament, the European Council, the council, the European economic and social committee, the committee of the regions and the European investment bank a clean planet for all a European strategic long-term vision for a prosperous, modern, competitive and climate neutral economy.
• [6] Directive 2008/105/EC of the European Parliament and of the Council of 16 December 2008 on environmental quality standards in the field of water policy, amending and subsequently repealing Council Directives 82/176/EEC, 83/513/EEC, 84/156/EEC, 84/491/EEC, 86/280/EEC and amending Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council.
• [7] Duin, P. and van der Hartigh, E.D. 2009. Exploring the link of futures research with innovation and strategy processes. Technology Analysis& Strategic Management 21, pp. 333–351.
• [8] Espinosa et al. 2004 – Espinosa, D.C.R., Bernardes, A.M. and Tenório, J.A.S. 2004. An overview on the current processes for the recycling of batteries. Journal of Power Sources 135, pp. 291–298.
• [9] Hanisch et al. 2015 – Hanisch, Ch., Loellhoeffel, T., Diekman, J., Markley, K.J., Haselrieder, W. and Kwade, A. 2015. Recycling of lithium-ion batteries: a novel method to separate coating and foil of electrodes. Journal of Cleaner Production 108, pp. 301–311.
• [10] Horizon 2010 Work Programme 2018–2020 (European Commission Decision C(2019) 4575 of 2 July 2019). [Online] https://ec.europa.eu/research/participants/data/ref/h2020/wp/2018–2020/main/h2020-wp1820-cc-activities_en.pdf [Accessed: 2020-02-04].
• [11] Kamińska et al. 2014 – Kamińska, E., Kamiński, T. and Skarbek-Żabkin, A. 2014. Legal aspect of recycling leadacid batteries (Aspekt prawny recyklingu akumulatorów kwasowoołowiowych). Logistyka 2, pp. 115–123 (in Polish).
• [12] Kończyk et al. 2016 – Kończyk, J., Sobianowska-Turek, A. and Sobianowska, K. 2016. Nickel, cadmium and cobalt recovery from spent batteries (Odzysk niklu, kadmu i kobaltu ze zużytych baterii). Scientific Issues Jan Długosz University in Częstochowa. Technology, Computer Science, Safety Engineering 4, pp. 233–246. [Online] http://dx.doi.org/10.16926/tiib.2016.04.20 [Accessed: 2020-02-04] (in Polish).
• [13] Korb, J. 2003. Thermochemical Modelling of the Zinc Recycling – Waelz – Process (SDHL – Process). Freiberg/Sachsen: GTT-Technologies.
• [14] Kulczycka et. al. 2019 – Kulczycka, J., Nowaczek, A. and Jarosiński, A. 2019. Potential amount of metals to be recovered from batteries and rechargable batteries in Poland (Potencjalna ilość metali możliwa do odzysku z baterii i akumulatorów w Polsce). Rudy i Metale Nieżelazne Recykling 64(6), pp. 3–7 (in Polish).
• [15] Mantuano et al. 2006 – Mantuano, D.P., Dorella, G., Elias, R.C.A. and Mansur, M.B. 2006. Analysis of hydrometallurgical route to recover base metals from spent rechargeable batteries by liquid-liquid extraction with Cyanex 272. Journal of Power Sources 159, pp. 1510–1518.
• [16] Marcincakova et al. 2016 – Marcincakova, R., Kadukova, J., Mrazikova, A., Velgosova, O., Luptakova, A. and Ubaldini, S. 2016. Metal bioleaching from spent lithium-ion batteries using acidophilic bacterial strains. Inżynieria Mineralna – Journal of the Polish Mineral Engineering Society 17, pp. 117–120.
• [17] Mishra et al. 2008 – Mishra, D., Kim, D.J., Ralph, D.E., Ahn, J.G., Rhee, Y.H. 2008. Bioleaching of metals from spent lithium ion secondary batteries using Acidithiobacillus ferrooxidans. Waste Manage 28(2),pp. 333–338.
• [18] Ofek, E. and Wathieu, L. 2010. Are you ignoring trends that could shake up you business. Harvard Business Review 88, pp. 124–131.
• [19] [Online] www.batrec.ch/en/Recycling-Services [Accessed: 2020-02-04].
• [20] [Online] www.baterpol.pl [Accessed: 2020-02-04].
• [21][Online] https://ec.europa.eu/research/participants/data/ref/h2020/wp/2018–2020/main/h2020-wp1820-cc-activities_en.pdf [Accessed: 2020-02-04].
• [22] [Online] www.money.pl/gielda/surowce/dane,olow,5.html [Accessed: 2020-02-04].
• [23] Pikoń, K. and Bogacka, M. 2018. Contemporary problems of power engineering and environmental protection IV (współczesne problemy ochrony środowiska i energetyki ), Gliwice, pp. 63–68 (in Polish).
• [24] Project ELIBAMA: European Li-Ion Battery Advanced Manufacturing. [Online] https://elibama.wordpress.com[Accessed: 2020-02-04].
• [25] Pyssa, J. 2006. The industrial waste management on the example of the recycled lead from rechargable batteries (Gospodarka odpadami przemysłowymi na przykładzie odzysku ołowiu ze zużytych akumulatorów). Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 22(2), pp. 15–26 (in Polish).
• [26] Rogulski, Z. and Czerwiński, A. 2014. Market of portable batteries and rechargable batteries (Rynek akumulatorów i baterii małogabarytowych). Przemysł Chemiczny 93(5), pp. 709–712 (in Polish).
• [27] Sobianowska-Turek, A. 2009. Market recovery for Zn-C and Zn-Mn batteries. PhD thesis. Wrocław (in Polish).
• [28] Sobianowska-Turek et al. 2016 – Sobianowska-Turek, A., Wasiewska, S. and Wierzbicka, W. 2016. Utilization of waste Li-ion batteries in Poland (Przerób zużytych baterii litowo-jonowych (Li-jon) w Polsce). Przemysł Chemiczny 95/9, pp. 1815–1821 (in Polish).
• [29] Sobianowska-Turek et al. 2014 – Sobianowska-Turek, A., Szczepaniak, W. and Zabłocka-Malicka, M. 2014. Electrochemical evaluation of manganese reducers – recovery of Mn from Zn-Mn and Zn-C battery waste. Journal of Power Sources 270, pp. 668–674.
• [30] Szczepaniak, W. and Sobianowska, A. 2007. Recovery of raw materials from baiter waste. Recycling 3, pp. 28–29 (in Polish).
• [31] Szamałek, K. and Galos, K. 2016. Mineral resources management. Metals in Spent Mobile Phones (SMP) a new challenge for mineral resources management. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 32(4), pp. 45–58.
• [32] Świętosławski, M. 2016. Trends of development of rechargeable lithium batteries (Kierunki rozwoju akumulatorów litowych). Przemysł Chemiczny 95(1), pp. 66–73 (in Polish).
• [33] Tsiropoulos et al. 2018 – Tsiropoulos, I., Mikhailovna Lebedeva, N. and Tarvydas, D. 2018. Li-ion batteries for mobility and stationary storage applications – Scenarios for costs and market growth. Luksembourg: Publications Office of the European Union.
• [34] Wajda et al. 2015 – Wajda, Ł., Kamiński, P. and Herezy, Ł. 2015. The review of new research directions on technologies using bioleaching processes (Przegląd nowych kierunków badań nad technologiami wykorzystującymi procesy bioługowania). Rudy i Metale Niezależne Recykling 60(2), pp. 79–85 (in Polish).
• [35] Wójcik et al. 2017 – Wójcik, M., Pawłowska, B. and Stachowicz, F. 2017. Recycling technologies of used lithium -ion batteries – a review (Przegląd technologii recyklingu zużytych akumulatorów litowo-jonowych). Scientific Letters of Rzeszow University of Technology. Mechanics 89(2), pp. 107–120 (in Polish).
• [36] Xin et al. 2009 – Xin, B., Zhang, D., Zhang, X., Xia, Y., Wu, F., Chen, S. and Li, L. 2009. Bioresource Technology 100, pp. 6163–6169.
• [37] Zeng et al. 2013 – Zeng, G.S., Luo, S.L., Deng, X.R., Li, L. and Au, C.T. 2013. Influence of silver ions on bioleaching of cobalt from spent lithium batteries. Minerals Engineering 49, pp. 40–44.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).