Digitalisaation kanssa käsi kädessä kulkeva
sähköistyminen koskettaa meitä kaikkia, vaikka sähköautolla tai
-potkulaudalla huristelu ei vielä olisikaan perusarkea. Työkalut,
tietokoneet, tabletit ja puhelimet hyödyntävät kaikki akkuja, joiden
materiaalien kysyntä kasvaa kohisten elintasomme noustessa. Tutkija
Mari Lundström odottaa, että tulevaisuudessa akkuja voitaisiin myös
uusiokäyttää tehokkaammin.
Yksi sähköistymisen perusedellytyksistä on energian varastointi
kuhunkin tarpeeseen sopivalla tavalla. Esimerkiksi älypuhelimissa tai
sähköautoissa akku ei saisi painaa mahdottomasti, jolloin
materiaalivalinnoissa ratkaisevaa on ollut koko ja paino
kierrätettävyyden sijaan.
“Käytännössä sähköistyminen vaatii, että akut ovat hyvin kevyitä.
Ennen esimerkiksi lyijyakut olivat todella yleisiä ja niiden
kierrätettävyys oli ihan huippuluokkaa, mutta nyt hyödynnetään paljon
köykäisempiä litiumakkuja, joiden kierrättäminen on kuitenkin vähän
hankalampaa”, kertoo Aalto-yliopiston metallurgian
apulaisprofessori Mari Lundström.
Mari Lundström tutkii työssään erityisesti kierrättämistä, sillä
varsinkin louhimalla saatavia harvinaisempia raaka-aineita ei ole
saatavilla niin paljon kuin kysyntä vaatisi. Lisäksi akkuja ei aina
suunnitella kierrätettäviksi, vaikka kestävä ja lisääntyvä energian
varastointi tulee tulevaisuudessa nimenomaan vaatimaan hyvin
kierrätettäviä tuotteita ja materiaaleja.
Metallin kierrättäminen auttaa vastaamaan kysyntään ekologisesti
Suurimpina haasteina akkujen kierrättämisessä ovat puutteet
keräämislogistiikassa sekä kierrätysprosesseissa. Monella jää vanha
puhelin akkuineen kaikkineen kaapin pohjalle pölyttymään ja
robotti-imuri päätyy kenties kotitalousjätteeseen kierrätyslaitoksen sijaan.
Nämä akut eivät koskaan pääse uusiokäyttöön, vaikka etenkin useita
eri metalleja hyödyntävissä litiumakuissa se olisi ensiarvoisen tärkeää.
“Myös metallin talteen ottamisessa olisi parantamisen varaa. Olemassa
olevan jätelainsäädännön mukaan kierrätetystä akusta voidaan puhua
silloin, kun sen materiaaleista on otettu talteen 50 prosenttia tai
enemmän. Eli siis puolet akun materiaaleista saisi mennä hukkaan. Tämä
tavoite on kuitenkin muuttumassa ja esimerkiksi Fortum on kertonut
kierrätysprosessinsa ottavan talteen peräti 80 prosenttia
akkumateriaalista”, Lundström sanoo.
Metallien rinnalle kehitellään myös uudenlaisia
materiaalivaihtoehtoja. Esimerkiksi Stora Enson laboratoriossa
pyritään rakentamaan puupohjaista vaihtoehtoa grafiitille.
Täysin uusien akkuteknologioiden markkinoille saattaminen riittävässä
mittakaavassa on pitkä prosessi, mutta myös jo olemassa olevia akkuja
kehitetään jatkuvasti paremmiksi.
“Tällä hetkellä laajalti käytetyissä litiumakuissa käytetään
kobolttia, jonka saatavuus ja eettiset kysymykset ovat haastavia. Sen
roolia on kuitenkin saatu kutistettua nikkeliä hyödyntämällä, jolloin
kyseessä on vähäkobolttisempi variaatio perinteisestä litiumakusta.
Vastaavaa kehitystä nähdään varmasti jatkossakin enemmän”, Lundström jatkaa.
Sähköinen tulevaisuus ei ole automaattisesti vihreämpi, mutta suunta
on oikea
Digitalisaation ja sähköistymisen ansiosta liikumme jo nyt
sähköavusteisesti sekä hoidamme paljon päivittäisiä askareitamme ja
työtämme teknologian välityksellä. Pakokaasuja tupruttavat
polttomoottorit väistyvät pikkuhiljaa ja bitit kuljettavat monia
sellaisia asioita, joihin ennen tarvittiin pyörät.
Sähköistymisestä on povattu ekologista vastinetta moneen ympäristöä
kuormittavaan pulmaan, mutta on tärkeä muistaa, ettei teknologia
itsessään ole päästötöntä.
Monesti julkinen liikenne on edelleen sähköautoa ekologisempi
ratkaisu – ainakin siellä, missä sitä on tarjolla. Mutta jos autolla
on pakko liikkua päivittäin esimerkiksi töihin, on sähköautoon
vaihtaminen fossiilisia polttoaineita ympäristöystävällisempää
muutaman vuoden aikajänteellä mitattuna.
“Kaikki uusi materiaali ja kehitetty teknologia luo päästöjä, jolloin
kulutuspäätöksiä kannattaa tietenkin tarkastella kriittisesti. Tällä
hetkellä kenelläkään ei esimerkiksi ole puhelimessaan täysin
kierrätetyistä materiaaleista valmistettua akkua, vaan jokainen uusi
laite edellyttää metallien louhintaa, josta syntyy enemmän päästöjä ”,
Lundström sanoo.
Mitä sitten ympäristöystävällisempi akkuteknologia vaatii
toteutuakseen? Selvää ainakin on, että tulevaisuuden akkuja on
suunniteltava kierrätettävyys ja saatavuus edellä. Näin ei ole ennen
ollut, vaan kehitystyö on kulkenut suorituskyvyn ehdoilla.
Jos uusi akku tarvitsee harvinaista tai eettisesti hankalaa metallia
toimiakseen, on syytä pohtia, miten kestävästi sitä voidaan
globaalisti hyödyntää.
“Harmillisesti materiaalikehitys on aina pysynyt vähän erillään
akkujen suunnittelusta, vaikka juuri siellä syntyvät suurimmat
vaikutukset. Uskon, että tulevaisuudessa tähän kiinnitetään enemmän
huomiota. Innovaatioita on jo nyt tehty Suomessakin, mutta innolla
odotan tutkimuksen kasvavan entistä vahvemmin kierrätettävyyden
suuntaan”, Lundström pohtii.
DNA:n Tulevaisuustehtaassa sähköistymisestä keskustelevat
Suomen akkustrategian tunteva erityisasiantuntija Jarkko Vesa
TEMistä sekä tutkija Marja Rinne Aalto-yliopistosta. Katso videokeskustelu!
