Гибридная унифицированная аналитическая система декодирования для стратегий утилизации в массовых проектах батарей для электромобилей

Почему старые автомобильные батареи всё ещё важны

По мере того как электромобили распространяются по всему миру, их батареи тихо создают новую проблему: что делать с первой волной крупных литий‑ионных аккумуляторов, когда они достигают конца полезного срока службы в автомобилях. Эти тяжёлые, насыщенные материалами устройства могут либо превратиться в проблему отходов, либо стать ценным ресурсом. В этом исследовании поставлен простой, но насущный вопрос: из множества возможных способов инвестировать в повторное использование этих батарей какие варианты должны в первую очередь выбирать правительства, компании и инвесторы, чтобы получить максимальную экологическую и экономическую выгоду в условиях глубокой неопределённости?

Выбор пути для усталых батарей

Авторы сосредотачиваются на «первом поколении» массово производимых батарей для электромобилей — тех, которые помогли вывести электромобили из нишевой продукции в массовый транспорт. Эти ранние инвестиции снизили затраты и увеличили запас хода, но также увеличили спрос на критические сырьевые материалы и создали нагрузку на системы переработки. По мере того как миллионы аккумуляторных блоков приближаются к списанию, решающие лица должны выбирать между различными путями утилизации: создание региональных мини‑цехов для локальной переработки блоков, хранение до появления более совершенных технологий, повторное использование компонентов, прямое извлечение ключевых материалов для переработки или комбинация нескольких методов рафинирования. Каждый вариант предлагает разный баланс затрат, гибкости и экологического воздействия, а существующие исследования чаще рассматривали эти элементы по отдельности, а не как взаимосвязанную систему.

Что действительно важно при принятии этих решений

Чтобы сравнить стратегии справедливо, исследование выделяет пять широких критериев, которые охватывают как бизнес‑, так и устойчивые аспекты. «Добавленная циркулярная стоимость» отражает, насколько хорошо стратегия сохраняет материалы в обращении через повторное использование, ремонт и переработку, вместо того чтобы отправлять их на свалки или требовать новой добычи. «Потенциал замкнутого цикла» показывает, насколько полно материалы могут вернуться в новые батареи. «Готовность технологии» оценивает, насколько зрел и надёжен тот или иной процесс в реальных условиях. «Объём рынка вторичной жизни» измеряет возможности перепрофилирования использованных батарей, например для стационарного хранения. Наконец, «энергетическая эффективность» рассматривает, сколько энергии требуется на этапах производства, использования и обращения с отходами — ключевой фактор как для затрат, так и для климатического воздействия. Десять опытных экспертов в области энергетики и экологического инжиниринга оценили, как эти критерии влияют друг на друга и насколько хорошо каждая стратегия утилизации проявляет себя по ним.

Более умный подход к экспертным суждениям

Поскольку эксперты часто расходятся во мнениях, а их оценки могут быть смещены или неопределённы, исследователи разработали новый аналитический инструмент, который они называют cipher fuzzy sets. Вместо того чтобы воспринимать каждую вербальную оценку («высоко», «низко» и т. п.) буквально, метод математически декодирует лежащие в основе шаблоны, такие как оптимизм, пессимизм или нерешительность. Он корректирует искажения и избегает сжатия богатых нечетких суждений в одиночные грубые числа, что может отбросить полезную информацию. Параллельно команда использует метод, основанный на расстоянии, чтобы выявить эксперта, чьи оценки лучше всего представляют группу в целом, когнитивные карты для фиксации взаимовлияния критериев и надёжную технику ранжирования, которая сочетает несколько математических мер расстояния и корреляции. В совокупности эти шаги формируют унифицированный конвейер, который переводит сырые экспертные мнения в стабильное ранжирование стратегий.

Какие стратегии оказываются в лидерах

После запуска модели в нескольких «что если» сценариях, которые меняли соотношение веса между уверенностью и нерешительностью, проявилась чёткая картина. Два критерия доминируют почти во всех случаях: добавленная циркулярная стоимость и энергетическая эффективность. Проще говоря, лучшие инвестиции — это те, которые сохраняют как можно больше ценности батареи в обращении и при этом требуют как можно меньше энергии. При ранжировании вариантов утилизации на верхних позициях стабильно оказываются повторное использование на уровне компонентов — извлечение рабочих модулей или ячеек для вторичного использования — и прямое катод‑в‑катод переработка — восстановление катодного материала в форме, готовой к использованию в новых батареях. Более традиционные варианты, такие как долгосрочное хранение или широкие сложные схемы рафинирования, как правило, отстают, поскольку они либо блокируют ценность, либо потребляют больше энергии без соразмерных преимуществ.

Что это значит для будущего электромобилей

Для неспециалистов посыл прост: грамотное управление старыми батареями EV жизненно важно для того, чтобы электромобильность стала действительно устойчивой, и не все пути переработки или повторного использования равнозначны. Исследование предлагает, чтобы политика и инвестиции в первую очередь фокусировались на стратегиях, которые сохраняют наибольшую ценность при наименьшем энергопотреблении — в частности, на повторном использовании компонентов там, где это возможно, и на прямой переработке критических материалов в форму, готовую для новых батарей. Предоставляя прозрачный пошаговый способ взвешивания сложных компромиссов в условиях неопределённости, предлагаемая аналитическая система даёт политикам, инвесторам и руководителям отрасли практическое руководство по превращению вчерашних автомобильных батарей в завтрашние энергетические активы, а не в завтрашние отходы.

Цитирование: Dinçer, H., Yüksel, S., Zavadskas, E.K. et al. A hybrid unified decoding analytics system for end-of-life strategies in mass-produced EV battery projects. Sci Rep 16, 14319 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44597-z

Ключевые слова: аккумуляторы для электромобилей, переработка батарей, циркулярная экономика, вторичная энергетическая система, модели инвестиционных решений