China is die wêreld se grootste EV-mark met meer as 5,5 miljoen verkoopte voertuie vanaf Maart 2021. Dit is in baie opsigte 'n goeie ding. China het die meeste motors ter wêreld en hierdie vervang skadelike kweekhuisgasse. Maar hierdie dinge het hul eie volhoubaarheidskwessies. Daar is die kommer oor omgewingskade as gevolg van die ontginning van elemente soos litium en kobalt. Maar 'n ander kommer het te doen met die komende probleem van afval. China begin die voorpunt van hierdie probleem ervaar.
In 2020 is 200 000 ton batterye uit diens gestel en daar word verwag dat die syfer teen 2025 780 000 ton sal wees. Kyk na China se dreigende probleem met elektriese voertuigbatterye en wat die wêreld se grootste elektriese voertuigmark daaromtrent doen.
Byna al China seElektriese voertuie word aangedryf deur litiumioonbatterye. Hulle is liggewig, het 'n hoë energiedigtheid en het 'n lang lewensduur, wat hulle die eerste keuse vir elektriese motors maak. Batterye het drie hoofk...komponente en anode, 'n katode en 'n elektroliet. Van diese, die katode is die duurste en belangrikste. Ons onderskei grootliks tussen hierdie batterye op grond van hul katode-bote. NOm nie te diep hierop in te delf nie, maar die meeste van China se EV-batterye het katodes gemaak van litium-, nikkel-, mangaan- of kobaltoksiede, hierna verwys as 'n MCS. Hierdie batterye word afgetree wanneer hul kapasiteit ongeveer 80% bereik, wat ooreenstem met ons dienslewe van ongeveer 8 tot 10 jaar. Dit is natuurlik afhanklik van sekere faktore soos laaifrekwensie, bestuursgewoontes en padtoestande.
Ek het gedink jy sou graag wou weet. Met die eerste groot golf van elektriese voertuieAs hulle iewers in 2010 tot 2011 die pad sou vat, sou die infrastruktuur vir die versameling en verwerking van hierdie batterye teen die einde van die dekade gereed moes wees. Dit was die uitdaging en tydlyn waarmee die Chinese regering te kampe gehad het. Na die Olimpiese Spele in Beijing het die Chinese regering begin om die vervaardiging en gebruik van elektriese voertuie aan die algemene publiek te bevorder. Op die oomblik was die enigste regulasies wat hulle uitgevaardig het, die bedryfsveiligheidstandaarde. Aangesien baie batterykomponente nogal giftig is, het die vroeë 2010 'n groeiende opname van die elektriese voertuig gesien en daarmee saam die ewe vinnig groeiende behoefte aan 'n manier om hul afval te hanteer.
In 2012, die gaanvernemnt het vir die eerste keer 'n beleidsriglyn vir die algehele EV-bedryf vrygestel, en die riglyne het die behoefte beklemtoon vir, onder anderer dinge, 'n werkende EV-batteryherwinningstelsel. In 2016 het verskeie ministeries saamgespan om 'n verenigde rigting vir die EV-battery se afvalprobleem te bepaal. EV-vervaardigers sou verantwoordelik wees vir die herwinning van hul motor se batterye. Hulle moet hul eie na-verkope diensnetwerke vestig of die derde party vertrou om afval-EV-batterye te versamel.
Die Chinese regering is geneig om eers 'n beleid, riglyne of rigting te verklaar voordat hulle later meer spesifieke reëls uiteensit. Die 2016-verklaring gee effektief aan die EV-maatskappye 'n sein om meer hieroor in die komende jare te verwag. As sodanig het die beleidsraamwerkopvolg in 2018 vinnig uitgekom, getiteld die tussentydse maatreëls vir die bestuur van herwinning en benutting van kragbatterye van nuwe energievoertuie. Jy wonder of jy dit dakrand en ook hibriede noem. Die afdwingingsliggaam sou die Ministerie van Nywerheid en Inligtingstegnologie of MIIT wees.
Dit het terugbeloweIn 2016 plaas die raamwerk die onus grootliks op private entiteite soos die EV en EV-batteryvervaardigers wat hierdie probleem hanteer. Die regering sal oorSien sommige tegniese aspekte van die poging, maar hulle gaan dit nie self doen nie. Hierdie raamwerk is gebou bo-op 'n algemene bestuursbeleid wat die Chinese aangeneem het. Dit word uitgebreide produsentverantwoordelikheid of EPR genoem. Die geestelike konsep is om verantwoordelikheid stroomop van die plaaslike en provinsiale regerings na die produsente self te verskuif.
Die Chinese regering het EPR aangeneem, wat ek glo in die vroeë 2000's uit die Westerse akademie gekom het. As 'n reaksie op EU-riglyne rakende 'n groeiende E-afvalprobleem, en dit maak intuïtief sin as die regering altyd die een is wat al hierdie E-afval opruim. Die maatskappye wat die afval vervaardig, sal nooit aangespoor word om hul goed makliker te herwin nie. Dus, in die gees van EPR, moet alle EV-batteryvervaardigers batterye ontwerp wat maklik is om te demonteer en tegniese besonderhede oor die einde van hul lewensduur aan hul kliënte verskaf – Die EV-merkers end die EV-merkers op hul beurt om óf hul eie batteryversamelings- en herwinningsnetwerke op te stel en te bedryf óf dit aan 'n derde party uit te kontrakteer. Die regering sal help om nasionale standaarde te vestig om die proses te stroomlyn. Die raamwerk lyk oppervlakkig redelik goed, maar daar is 'n paar baie duidelike nadele.
Noudat ons die geskiedenis en beleid ken, kan ons volgende in 'n paar tegniese besonderhede oor die herwinning van elektriese voertuie se batterye delf. Buitebedryfde batterye het die stelsel deur twee kanale binnegekom, van motors wat 'n batteryvervanging ondergaan en van motors. Aan die einde van hul leeftyd. Vir laasgenoemde is die battery steeds binne-in die motor en word dit verwyder as deel van die einde-van-hul-leeftyd-ontmantelingsproses. Dit bly 'n baie manuele proses, veral in China. Daarna volg 'n stap wat voorbehandeling genoem word. Die batteryselle moet uit die pak getrek en oopgemaak word, wat 'n uitdaging is aangesien daar geen standaard batterypakontwerp is nie. Dit moet dus met die hand gedoen word met behulp van gespesialiseerde gereedskap.
Sodra die battery verwyder isd, wat gebeur nouxt hang af van die tipe litiumioonbattery in die motor. Kom ons begin met die NMC-battery, die algemeenste in China. Vier NMC-batteryherwinners wil herwin. Die katode-aktiewe materiale. 'n Ekonomiese analise van 2019 beraam dat, ten spyte daarvan dat hulle slegs 4% van die battery se gewig uitmaak, hulle meer as 60% van die battery se totale herwinningswaarde uitmaak. NMC-herwinningstegnologieë is relatief volwasse. Sony het in 1999 baanbrekerswerk gedoen. Daar is twee hooftegnologiese metodes, piro-metallurgies en hidro-metallurgies. Kom ons begin met piro-metallurgies. Pyro beteken vuur. Die battery word gesmelt in 'n legering van yster, koper, kobalt en nikkel.
Die goeie goed word dan herwin deur middel van hidro-metallurgiese metodes. Piro-metodes verbrand. Elektroliete, plastiek en litiumsoute. Dus kan nie alles herwin word nie. Dit stel giftige gasse vry wat verwerk moet word, en dit is nogal energie-intensief, maar dit is wyd deur die bedryf aangeneem. Hidro-metallurgiese metodes gebruik 'n waterige oplosmiddel om die verlangde materiale deur kobalt van die verbinding te skei. Die mees algemeen gebruikte oplosmiddels is swaelsuur en waterstofperoksied, maar daar is ook baie ander. Nie een van hierdie metodes is ideaal nie en verdere werk is nodig om hul tegniese tekortkominge aan te spreek. Litium-ysterfosfaatbatterye maak ongeveer 30% van die Chinese EV-mark uit vanaf 2019. Hierdie batterye se energiedigthede is nie so hoog soos hul NMC-eweknieë nie, maar hulle is vry van elemente soos nikkel en kobalt. Hulle is waarskynlik ook veiliger.
China is ook die wêreldleierer in die wetenskap en kommersialisering van litium-ysterfosfaat, batterytegnologieë, Chinese maatskappy, kontemporêre ampère-tegnologie. Is een van die vervaardigingsleiers in hierdie gebied. Dit behoort sin te maak dat die land se industrie ook hierdie selle kan herwin. Dit gesê, die herwinning van hierdie dinge het tegnies moeiliker geblyk as wat verwag is. Dit is deels te wyte aan die feit dat hulle 'n meer gevarieerde mengsel van materiale het, wat addisionele duur voorbehandelingswerk noodsaak, 'nen dan ekonomies litiumYsterfosfaatbatterye bevat nie dieselfde waardevolle metale soos die NMC-batterye nie, maar wel nikkel, koper of kobalt. En dit het gelei tot 'n gebrek aan belegging in die nis. Daar is 'n paar belowende hidrometallurgiese eksperimente wat tot 85% van die litium in die vorm van litiumkarbonaat kon uitloog.Daar word spekuleer dat dit sowat $650 sal kosom te verwerk'n ton gebruikte litium-ysterfosfaatbatterye. Dit sluit energie- en materiaalkoste in, sonder om die koste van die bou daarvan te tel.fabriek. Die potensiële herwinning en herverkoop van litium kan help om herwinning meer ekonomies haalbaar te maak, maar die jurie is nog uit hieroor. Is hierdie metodes nog nie op kommersiële skaal geïmplementeer nie? Die 2018-raamwerk lê baie uiteen, maar dit laat 'n paar dinge te wense oor. Soos ons almal in die lewe weet, word nie alles in 'n netjiese klein strikkie opgesom nie. Daar is 'n paar ontbrekende gate hier, so laat ons 'n bietjie praat oor sommige van die beleidsvrae wat nog in die lug hang. Die hoof statistiese doelwit by vrystelling of grondstofherwinningsyfers. 98% van nikkel-kobalt, mangaan 85% vir litium self en 97% vir seldsame aardmateriale. Teoreties is dit alles moontlik. Ek het byvoorbeeld pas gepraat oor die herwinning van 85% of meer van die litium uit litium-ysterfosfaatbatterye. Ek het ook genoem dat dit moeilik sal wees om hierdie teoretiese maksimum te bereik as gevolg van werklike ondoeltreffendhede en verskille op die grond. Onthou, daar is baie maniere waarop batteryselle gemaak kan word. Verpak, verkoop en gebruik. Daar is nêrens naastenby die standaardisering wat ons sien met silindriese batterye wat in jou 711 verkoop word nie. Die beleidsraamwerk kort konkrete subsidies en nasionale ondersteuning om dit werklik te maak. Nog 'n groot bekommernis is die ekonomiese beleidsraamwerk wat nie...om geld toe te ken om die versameling van gebruikte batterye aan te spoor. Daar is 'n paar terugkoop-loodsprogramme wat deur die munisipaliteite bestuur word, maar niks op 'n nasionale vlak nie. Dit kan verander, miskien met 'n heffing of belasting, maar op die oomblik moet die privaatsektorspelers dit self befonds. Dit is 'n probleem omdat daar min ekonomiese aansporing is vir hierdie groot EV-vervaardigers om hul batterye te versamel en te herwin.
Van 2008 tot 2015 het die vervaardigingskoste van EV-batterye van 1000 USD per kilowattuur tot 268 USD gedaal. Daardie tendens sal na verwagting oor die volgende paar jaar voortduur. Die daling in koste het dit selfs meer toeganklik as ooit gemaak, maar terselfdertyd het dit ook die aansporing om hierdie batterye te versamel en te herwin, verlaag. En aangesien hierdie batterye ook van mekaar verskil, is dit moeilik om die versamelings-, voorbehandelings- en herwinningsprosesse op te skaal, so die hele onderneming blyk 'n kostedreinering vir hul vervaardigers te wees. Wie werk reeds met redelik stywe marges om mee te begin?
Ongeag, die EV-vervaardigers is volgens die wet eerste in die ry om hul ou gebruikte batterye te hanteer en te herwin, en ten spyte van die ekonomiese onaantreklikheid van die hele onderneming, was hulle ywerig om met groot maatskappye saam te werk om amptelike kanale op te stel om 'n battery te herwin. 'n Paar groot herwinningsmaatskappye het ontstaan. Voorbeelde sluit in Tyson-herwinning na Zhejiang Huayou Cobalt. Jiangxi Ganfeng Lithium, Hunan Brunp en markleier GEM. Maar ten spyte van die bestaan van hierdie gelisensieerde groot maatskappye, bestaan die meerderheid van die Chinese herwinningssektor uit klein, ongelisensieerde werkswinkels. Hierdie informele winkels het nie die regte gereedskap of opleiding nie. Hulle gaan basies na nagebruik hierdie batterye vir hul katodemateriaal, verkoop dit aan die hoogste bieër en stort die res. Dit is duidelik 'n massiewe veiligheids- en omgewingsrisiko. As gevolg van hierdie omseiling van reëls en regulasies, kan hierdie snywinkels EV-eienaars meer betaal vir hul batterye, en word as sodanig verkies bo, aanhaling, ongekwoteerde amptelike kanale. Dus bly die litiumioon-herwinningskoers in China redelik laag in 2015. Dit was ongeveer 2%. Dit het sedertdien tot 10% in 2019 gegroei. Dit slaan 'n skerp stok in die oog, maar dit is steeds ver van ideaal. En die 2018-raamwerk stel nie 'n teiken vir battery-insamelingsyfers nie. 'n Vreemde weglating. China sukkel met hierdie probleem op 'n ander batteryfront, die eerbiedwaardige loodsuurbattery, hierdie 150 jaar oue tegnologie.word baie algemeen in China gebruik. Hulle verskaf die sterrekrag vir hul motors en is steeds baie gewild vir e-fietse. Dit is ten spyte van onlangse regulasies om die vervanging daarvan met litiumioon aan te moedig. Hoe dit ook al sy, Chinese herwinning van die loodsuurbattery val ver tekort aan verwagtinge en maatstawwe. In 2017 word minder as 30% van die 3,3 miljoen ton loodsuurbatteryafval wat in China gegenereer word, herwin. Die redes vir hierdie lae herwinningspersentasie is baie soortgelyk aan die litiumioon-geval. Informele snywinkels omseil die reëls en regulasies en kan dus bekostig om baie meer vir verbruikersbatterye te betaal. Die Romeine het dit duidelik gemaak dat lood nie juis die mees omgewingsvriendelike stof is nie. China het die afgelope paar jaar verskeie groot loodvergiftigingsvoorvalle ervaar as gevolg van hierdie onbehoorlike hantering. Dus het die regering onlangs belowe om hierdie informele winkels, waarvan daar na raming meer as 200 regoor die land is, op te tree. Die doelwit is om 'n herwinningspersentasie van 40% in 2020 en 70% in 2025 te probeer bereik. As in ag geneem word dat die herwinningspersentasie van loodsuurbatterye in Amerika sedert ten minste 2014 op 99% is, behoort dit nie so moeilik te wees nie.
Met inagneming van die tegniese en ekologiese aspekteAs gevolg van die ekonomiese probleme wat verband hou met die herwinning van elektriese motorbatterye, het die bedryf maniere gedink om meer van hierdie dinge gebruik te maak voordat hulle dit graf toe stuur. Die hoogste potensiële opsie sou wees om dit in kragnetwerkprojekte te hergebruik. Hierdie batterye het steeds 80% kapasiteit en kan nog baie jare duur voordat hulle uiteindelik finaal ophou werk. Die Verenigde State lei hier die pad. Hulle het sedert 2002 met gebruikte motorbatterye vir stilstaande energiebergingsprojekte geëksperimenteer. Maar China het 'n paar interessante demonstrasieprojekte gedoen. Een van die langs bedryfsprojekte is die Zhangbei-wind- en sonkragprojek in die Hebei-provinsie. Die $1,3 miljard-projek spruit uit 'n gesamentlike poging van die Chinese staatsbeheerde onderneming State Grid en die elektriese motorbatteryvervaardiger BYD, wat die haalbaarheid van die gebruik van Second Life elektriese motorbatterye gedemonstreer het om 'n kragnetwerk te ondersteun en te bestuur. Meer elektriese motorbatteryherwinningsprojekte het die afgelope paar jaar in Beijing, Jiangsu en ander lande na vore gekom, en dit bly steeds sleg. Die regering plaas baie fokus hierop, maar ek dink uiteindelik los dit die herwinningsprobleem eerder op. Want die onvermydelike einde van elke battery is óf herwinning óf die stortingsterrein. Die Chinese regering het 'n bewonderenswaardige werk gedoen om die skepping van hierdie florerende ekosisteem aan te moedig. Die land is die onbetwiste leier in sekere aspekte van batterytegnologie en verskeie V-reuse is daar gebaseer. Hulle het 'n kans om die kurwe in motoruitlatings werklik te buig. Dus, op 'n manier, is hierdie herwinningskwessie 'n lekker probleem om te hê. Dit is 'n aanduiding van China se sukses. Maar die probleem is steeds 'n probleem en die bedryf het sy voete gesleep en die behoorlike herwinningsnetwerke, regulasies en tegnologieë gevestig.
Die Chinese regering kan na die Verenigde State se beleid kyk vir leiding en om behoorlike verbruikersherwinningsgewoontes aan te spoor en te bevorder. En subsidies moet uitgedeel word aan ondernemings in die voorbehandelings- en herwinningstegnologiebedrywe, nie net in vervaardiging nie. Andersins sal die energieverbruik en omgewingskade wat met hierdie batteryverwydering geassosieer word, swaarder weeg as die voordeel wat ons kry deur oor te skakel na elektriese voertuie.
Plasingstyd: 1 Augustus 2023