Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα παραμένουν ακριβότερα από τα συμβατικά μοντέλα, παρά τη σταδιακή μείωση του κόστους παραγωγής. Ένας από τους βασικούς λόγους είναι τα υλικά που χρησιμοποιούνται στις μπαταρίες και στους ηλεκτροκινητήρες. Σύμφωνα με νέα έκθεση του βρετανικού National Engineering Policy Centre (NEPC), οι παλιές υπεράκτιες (θαλάσσιες) ανεμογεννήτριες ενδέχεται να αποτελέσουν μια σημαντική πηγή πρώτων υλών για τη βιομηχανία ηλεκτρικών οχημάτων.
Στο επίκεντρο βρίσκεται το νεοδύμιο, ένα σπάνιο μέταλλο που χρησιμοποιείται για την κατασκευή ισχυρών μόνιμων μαγνητών. Οι μαγνήτες αυτοί αποτελούν βασικό στοιχείο τόσο στους ηλεκτροκινητήρες των ηλεκτρικών αυτοκινήτων όσο και στις γεννήτριες των ανεμογεννητριών.
Ένας ηλεκτροκινητήρας μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε κίνηση για τους τροχούς, ενώ η γεννήτρια μιας ανεμογεννήτριας πραγματοποιεί την αντίστροφη διαδικασία, μετατρέποντας την κίνηση του ανέμου σε ηλεκτρική ενέργεια. Και στις δύο περιπτώσεις, οι μόνιμοι μαγνήτες είναι απαραίτητοι για τη λειτουργία τους.
Ακόμη και ένα σχετικά σχετικά μικρό ηλεκτρικό αυτοκίνητο, όπως η τρίτη γενιά του Nissan Leaf, περιέχει περίπου ένα κιλό μαγνητών νεοδυμίου. Με βάση τις σημερινές τιμές των πρώτων υλών, η αξία του συγκεκριμένου υλικού ανέρχεται περίπου στα 100 ευρώ.
Οι ποσότητες όμως που συναντώνται στις σύγχρονες υπεράκτιες ανεμογεννήτριες είναι πολύ μεγαλύτερες. Σύμφωνα με την έκθεση του NEPC, μια σύγχρονη ανεμογεννήτρια ισχύος 12 MW περιέχει περίπου έναν τόνο μαγνητών νεοδυμίου ανά μεγαβάτ ισχύος. Αυτό σημαίνει ότι μία μόνο ανεμογεννήτρια διαθέτει αρκετό υλικό για την κατασκευή μαγνητών που θα μπορούσαν να εξοπλίσουν έως και 12.000 ηλεκτρικά αυτοκίνητα.
Όταν οι ανεμογεννήτριες φτάνουν στο τέλος του κύκλου ζωής τους, δημιουργείται η δυνατότητα ανάκτησης μεγάλων ποσοτήτων νεοδυμίου. Μέχρι σήμερα, η ανακύκλωση σπάνιων γαιών θεωρείται ιδιαίτερα ενεργοβόρα και δαπανηρή διαδικασία, καθώς συνήθως απαιτείται η πλήρης τήξη των υλικών.
Η πρόταση του NEPC βασίζεται σε μια διαφορετική προσέγγιση, την επανακατασκευή των μαγνητών. Επειδή οι μαγνήτες των ανεμογεννητριών έχουν πολύ μεγάλες διαστάσεις, οι ερευνητές εκτιμούν ότι μπορούν να τεμαχιστούν και να υποστούν μηχανική επεξεργασία ώστε να μετατραπούν σε μικρότερους μαγνήτες κατάλληλους για ηλεκτροκινητήρες αυτοκινήτων.
Η μέθοδος αυτή θα μπορούσε να μειώσει σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας, τις εκπομπές ρύπων και τον χρόνο επεξεργασίας. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς της έκθεσης, το κόστος παραγωγής ενός κιλού επανακατασκευασμένου μαγνήτη ανέρχεται περίπου στις 25 λίρες (περίπου 30 ευρώ), ενώ η παραγωγή ενός νέου κιλού νεοδυμίου από εξόρυξη ξεπερνά τις 85 λίρες (περισσότερα από 100 ευρώ).
Η διαφορά αυτή αντιστοιχεί σε εξοικονόμηση περίπου 70 ευρώ ανά κιλό υλικού. Για τους κατασκευαστές αυτοκινήτων, η μείωση του κόστους πρώτων υλών θα μπορούσε να μεταφερθεί σταδιακά και στην τελική τιμή πώλησης των οχημάτων.
Η εξόρυξη και η επεξεργασία πρωτογενούς νεοδυμίου θεωρείται ιδιαίτερα επιβαρυντική για το περιβάλλον και συνοδεύεται από υψηλές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Σύμφωνα με τα στοιχεία που επικαλείται η έκθεση, η παραγωγή ενός κιλού νέου μαγνήτη συνεπάγεται κατά μέσο όρο εκπομπές περίπου 75 κιλών ισοδυνάμου CO2.
Η επαναχρησιμοποίηση μαγνητών από παλιές ανεμογεννήτριες θα μπορούσε να περιορίσει την ανάγκη νέων εξορύξεων, να μειώσει τις εκπομπές κατά την παραγωγή ηλεκτρικών οχημάτων και να ενισχύσει την ευρωπαϊκή εφοδιαστική αλυσίδα, περιορίζοντας την εξάρτηση από εισαγωγές πρώτων υλών από την Κίνα.
Παρά τις προοπτικές της τεχνολογίας, υπάρχουν σημαντικές προκλήσεις. Ο μέσος σχεδιαστικός κύκλος ζωής μιας ανεμογεννήτριας είναι περίπου 15 χρόνια και τα μοντέλα που πρόκειται να αποσυρθούν τα επόμενα χρόνια σχεδιάστηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 2010, χωρίς πρόβλεψη για εύκολη αποσυναρμολόγηση και ανακύκλωση.
Για τον λόγο αυτό, το NEPC εκτιμά ότι η μαζική διαθεσιμότητα ανεμογεννητριών κατάλληλων για εύκολη ανάκτηση μαγνητών δεν αναμένεται πριν από το 2038.
Παράλληλα, τίθεται το ερώτημα κατά πόσο οι νέες ανεμογεννήτριες θα συνεχίσουν να χρειάζονται τις ίδιες ποσότητες νεοδυμίου. Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις του NEPC, η εγκατεστημένη ισχύς αιολικής ενέργειας σε αγορές όπως το Ηνωμένο Βασίλειο και η Ευρωπαϊκή Ένωση θα έχει φτάσει στο μέγιστό της περίπου το 2040. Από εκεί και πέρα, η αγορά αναμένεται να επικεντρωθεί κυρίως στην αντικατάσταση υφιστάμενων μονάδων και όχι στην περαιτέρω επέκταση, αφήνοντας διαθέσιμες ποσότητες μαγνητών για άλλες βιομηχανίες.
Την ίδια στιγμή, ορισμένοι κατασκευαστές αυτοκινήτων αναπτύσσουν ήδη εναλλακτικές τεχνολογίες ηλεκτροκινητήρων που δεν απαιτούν μόνιμους μαγνήτες και σπάνιες γαίες. Η BMW και η Renault εργάζονται εδώ και χρόνια πάνω στους κινητήρες EESM (Externally Excited Synchronous Motors), οι οποίοι λειτουργούν χωρίς τη χρήση μαγνητών νεοδυμίου. Εφόσον αυτές οι τεχνολογίες επικρατήσουν ευρύτερα στην αγορά, η ζήτηση για ανακυκλωμένο νεοδύμιο ενδέχεται να εξελιχθεί διαφορετικά από τις σημερινές προβλέψεις.