ما حجم سوق إعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية في الصين؟

تُعدّ الصين أكبر سوق للسيارات الكهربائية في العالم، حيث بيع منها أكثر من 5.5 مليون سيارة حتى مارس 2021. وهذا أمر إيجابي من نواحٍ عديدة، إذ تمتلك الصين أكبر عدد من السيارات في العالم، وهذه السيارات تُساهم في الحدّ من انبعاثات الغازات الدفيئة الضارة. إلا أن هذا الأمر يُثير مخاوف تتعلق بالاستدامة، منها الأضرار البيئية الناجمة عن استخراج عناصر مثل الليثيوم والكوبالت، بالإضافة إلى مشكلة النفايات المتفاقمة، والتي بدأت الصين تُعاني منها بشكل متزايد.

في عام 2020، تم إخراج 200 ألف طن من البطاريات من الخدمة، ومن المتوقع أن يصل هذا الرقم إلى 780 ألف طن بحلول عام 2025. انظر إلى مشكلة نفايات بطاريات السيارات الكهربائية الوشيكة في الصين، وما تفعله أكبر سوق للسيارات الكهربائية في العالم حيالها.

جميع الصين تقريباًتُشغَّل المركبات الكهربائية ببطاريات الليثيوم أيون. تتميز هذه البطاريات بخفة وزنها وكثافة طاقتها العالية وعمرها الطويل، مما يجعلها الخيار الأمثل للسيارات الكهربائية. للبطاريات ثلاثة أنواع رئيسية من البطاريات.المكونات والأنود والكاثود والإلكتروليت. منلذا، فإن الكاثود هو الجزء الأكثر تكلفة وأهمية. ونحن نميز بين هذه البطاريات بشكل كبير بناءً على أقطابها.دون الخوض في تفاصيل كثيرة، فإن معظم بطاريات السيارات الكهربائية في الصين تحتوي على كاثودات مصنوعة من أكاسيد الليثيوم أو النيكل أو المنغنيز أو الكوبالت، ويُشار إليها فيما يلي باسم بطاريات متعددة الطبقات. تُستبدل هذه البطاريات عندما تصل سعتها إلى حوالي 80%، وهو ما يتوافق مع عمرها الافتراضي الذي يتراوح بين 8 و10 سنوات. وهذا يعتمد، بطبيعة الحال، على عوامل معينة مثل وتيرة الشحن وعادات القيادة وحالة الطرق.

أردتُ إعلامك بذلك. مع الموجة الأولى الكبيرة من السيارات الكهربائيةمع بدء استخدام السيارات الكهربائية في الفترة ما بين عامي 2010 و2011، كان لا بد من تجهيز البنية التحتية اللازمة لجمع ومعالجة هذه البطاريات بحلول نهاية العقد. كان هذا هو التحدي والجدول الزمني الذي واجهته الحكومة الصينية. بعد دورة الألعاب الأولمبية في بكين، بدأت الحكومة الصينية بالترويج لتصنيع واستخدام السيارات الكهربائية بين عامة الناس. في ذلك الوقت، اقتصرت اللوائح التي أصدرتها على معايير السلامة الصناعية، نظرًا لأن العديد من مكونات البطاريات سامة. شهدت أوائل عام 2010 إقبالًا متزايدًا على السيارات الكهربائية، ومعه تزايدت الحاجة بشكل سريع إلى إيجاد طريقة للتعامل مع نفاياتها.

في عام 2012، انطلقفيرنميأصدرت شركة nt توجيهات سياسية لقطاع السيارات الكهربائية ككل، وفيها أكدت التوجيهات لأول مرة على الحاجة إلى، من بين أمور أخرىفي عام 2016، تعاونت عدة وزارات لوضع خطة موحدة لمعالجة مشكلة نفايات بطاريات السيارات الكهربائية. وستكون شركات تصنيع السيارات الكهربائية مسؤولة عن استعادة بطاريات سياراتها، حيث يتعين عليها إنشاء شبكات خدمات ما بعد البيع الخاصة بها أو إسناد مهمة جمع بطاريات السيارات الكهربائية المستعملة إلى جهات خارجية.

تميل الحكومة الصينية إلى إعلان سياسة أو توجيهات أو إرشادات قبل وضع قواعد أكثر تحديدًا لاحقًا. وقد أشارت إعلان عام 2016 فعليًا إلى شركات السيارات الكهربائية بضرورة توقع المزيد في هذا الشأن خلال السنوات القادمة. وبناءً على ذلك، صدرت في عام 2018 وثيقة متابعة إطار السياسة بعنوان "التدابير المؤقتة لإدارة إعادة تدوير واستخدام بطاريات الطاقة في مركبات الطاقة الجديدة". قد تتساءل عما إذا كان المقصود هنا السيارات الكهربائية والهجينة. وتُعد وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات (MIIT) الجهة المسؤولة عن تطبيق هذه السياسة.

لقد وعدت بالعودةفي عام 2016، وضع الإطار العام المسؤولية بشكل كبير على عاتق الكيانات الخاصة مثل مصنعي السيارات الكهربائية وبطارياتها الذين يتعاملون مع هذه المشكلة. وستقوم الحكومة بـسيطلعون على بعض الجوانب التقنية لهذا المسعى، لكنهم لن يقوموا به بأنفسهم. يستند هذا الإطار إلى سياسة حوكمة عامة تبنتها الصين، تُعرف باسم مسؤولية المنتج الموسعة (EPR). ويتمثل المفهوم الأساسي في نقل المسؤولية من الحكومات المحلية والإقليمية إلى المنتجين أنفسهم.

تبنت الحكومة الصينية مبدأ مسؤولية المنتج الموسعة (EPR)، الذي أعتقد أنه ظهر في الأوساط الأكاديمية الغربية في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. جاء ذلك استجابةً لتوجيهات الاتحاد الأوروبي بشأن مشكلة النفايات الإلكترونية المتفاقمة، ومن المنطقي أن تتولى الحكومة مسؤولية تنظيف هذه النفايات. لن تجد الشركات المنتجة لهذه النفايات حافزًا لتسهيل إعادة تدوير منتجاتها. لذا، وبموجب مبدأ مسؤولية المنتج الموسعة، يتعين على جميع مصنعي بطاريات السيارات الكهربائية تصميم بطاريات يسهل تفكيكها، وتزويد عملائهم بتفاصيل فنية حول نهاية عمر البطاريات.سيُتاح لشركات تصنيع السيارات الكهربائية، بدورها، إما إنشاء وتشغيل شبكاتها الخاصة لجمع وإعادة تدوير البطاريات، أو إسناد هذه المهمة إلى جهة خارجية. وستساعد الحكومة في وضع معايير وطنية لتبسيط العملية. يبدو الإطار العام جيدًا ظاهريًا، لكنه ينطوي على بعض العيوب الواضحة.

بعد أن تعرفنا على التاريخ والسياسة، يمكننا الآن الخوض في بعض التفاصيل التقنية المتعلقة بإعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية. تدخل البطاريات المُستغنى عنها إلى النظام عبر مسارين: من السيارات التي تخضع لاستبدال البطاريات، ومن السيارات التي تنتهي صلاحيتها. في الحالة الأخيرة، تبقى البطارية داخل السيارة ويتم إزالتها كجزء من عملية تفكيكها. لا تزال هذه العملية يدوية للغاية، خاصة في الصين. بعد ذلك، تأتي مرحلة تُسمى المعالجة الأولية، حيث يجب سحب خلايا البطارية من العبوة وفتحها، وهو أمر صعب لعدم وجود تصميم موحد لعبوات البطاريات. لذا، يجب القيام بذلك يدويًا باستخدام أدوات متخصصة.

بمجرد إزالة البطاريةد، ماذا يحدث نييعتمد سعر إعادة تدوير بطاريات NMC على نوع بطارية الليثيوم أيون الموجودة داخل السيارة. لنبدأ ببطارية NMC، وهي الأكثر شيوعًا في الصين. يسعى مُعاد تدوير بطاريات NMC إلى استعادة المواد الفعالة في الكاثود. تشير التحليلات الاقتصادية لعام 2019 إلى أنه على الرغم من أن هذه المواد لا تشكل سوى 4% من وزن البطاريات، إلا أنها تمثل أكثر من 60% من القيمة الإجمالية لإعادة تدويرها. تُعد تقنيات إعادة تدوير بطاريات NMC ناضجة نسبيًا، وقد كانت شركة سوني رائدة في هذا المجال عام 1999. هناك طريقتان رئيسيتان لإعادة التدوير: المعالجة الحرارية والمعالجة المائية. لنبدأ بالمعالجة الحرارية. تعني كلمة "حرارة" النار. يتم صهر البطارية وتحويلها إلى سبيكة من الحديد والنحاس والكوبالت والنيكل.

تُستخلص المواد القيّمة باستخدام طرق المعالجة المائية. أما طرق المعالجة الحرارية فتُحرق الإلكتروليتات والبلاستيك وأملاح الليثيوم، لذا لا يمكن استخلاص كل شيء. تُطلق هذه الطرق غازات سامة تتطلب معالجة، وتستهلك طاقة كبيرة، لكنها مع ذلك شائعة الاستخدام في الصناعة. تستخدم طرق المعالجة المائية مذيبًا مائيًا لفصل المواد المطلوبة عن طريق فصل الكوبالت من المركب. أكثر المذيبات شيوعًا هي حمض الكبريتيك وبيروكسيد الهيدروجين، ولكن هناك العديد من المذيبات الأخرى. لا تُعد أي من هاتين الطريقتين مثالية، وهناك حاجة إلى مزيد من العمل لمعالجة أوجه القصور التقنية فيهما. تُشكل بطاريات فوسفات حديد الليثيوم حوالي 30% من سوق السيارات الكهربائية الصينية اعتبارًا من عام 2019. كثافة طاقة هذه البطاريات ليست عالية مثل نظيراتها من بطاريات NMC، لكنها خالية من عناصر مثل النيكل والكوبالت، وربما تكون أكثر أمانًا.

وتتصدر الصين أيضاً العالم.شركة صينية رائدة في مجال تكنولوجيا بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم، وتكنولوجيا الأمبير المعاصرة، وعلومها، وتسويقها. ومن المنطقي أن يكون قطاع الصناعة في البلاد قادرًا على إعادة تدوير هذه الخلايا أيضًا. ومع ذلك، فقد تبين أن إعادة تدويرها أكثر صعوبة من الناحية التقنية مما كان متوقعًا. ويعود ذلك جزئيًا إلى احتوائها على مزيج أكثر تنوعًا من المواد، مما يستلزم عمليات معالجة مسبقة إضافية مكلفة.ثم الليثيوم اقتصاديًالا تحتوي بطاريات فوسفات الحديد على نفس المعادن الثمينة الموجودة في بطاريات NMC، مثل النيكل والنحاس والكوبالت. وقد أدى ذلك إلى نقص الاستثمار في هذا المجال المتخصص. مع ذلك، توجد بعض التجارب الواعدة في مجال المعالجة المائية للمعادن، والتي تمكنت من استخلاص ما يصل إلى 85% من الليثيوم على شكل كربونات الليثيوم.وتشير التوقعات إلى أن التكلفة ستكون حوالي 650 دولارًاللمعالجةطن من بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم المستهلكة. يشمل ذلك تكلفة الطاقة والمواد، دون احتساب تكلفة بناءالمصنع. قد يُسهم استخلاص الليثيوم وإعادة بيعه في جعل إعادة التدوير أكثر جدوى اقتصادية، لكن الأمر لا يزال قيد الدراسة. هل طُبقت هذه الأساليب على نطاق تجاري؟ يُحدد إطار عمل 2018 الكثير، لكنه يترك بعض الجوانب غير مكتملة. وكما نعلم جميعًا، لا تسير الأمور دائمًا على ما يُرام. هناك بعض الثغرات، لذا دعونا نتحدث قليلًا عن بعض المسائل السياسية العالقة. الهدف الإحصائي الرئيسي عند الإصدار هو معدلات استخلاص المواد الخام: 98% من النيكل والكوبالت، و85% من المنغنيز، و97% من الليثيوم نفسه، و97% من العناصر الأرضية النادرة. نظريًا، كل هذا ممكن. على سبيل المثال، تحدثتُ للتو عن استخلاص 85% أو أكثر من الليثيوم من بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم. ذكرتُ أيضًا أنه سيكون من الصعب تحقيق هذا الحد الأقصى النظري بسبب أوجه القصور والاختلافات على أرض الواقع. تذكروا، هناك طرق عديدة لتصنيع خلايا البطاريات. تُعبأ وتُباع وتُستخدم. لا يوجد أي توحيد قياسي يُقارن بما نراه في البطاريات الأسطوانية المباعة في متاجر 7-Eleven. يفتقر الإطار السياسي إلى دعم ملموس ودعم وطني لتحقيق ذلك على أرض الواقع. ومن المخاوف الكبيرة الأخرى أن الإطار السياسي الاقتصادي لا يُقدم أي دعم فعلي.لا توجد مخصصات مالية لتحفيز جمع البطاريات المستعملة. هناك بعض البرامج التجريبية لإعادة شراء البطاريات التي تديرها البلديات، ولكن لا يوجد أي برنامج على المستوى الوطني. قد يتغير هذا الوضع، ربما من خلال فرض رسوم أو ضرائب، ولكن في الوقت الحالي، يتعين على شركات القطاع الخاص تمويل ذلك بنفسها. هذه مشكلة لأن هناك حافزًا اقتصاديًا ضئيلًا لشركات تصنيع السيارات الكهربائية الكبرى لجمع بطارياتها وإعادة تدويرها.

بين عامي 2008 و2015، انخفضت تكلفة تصنيع بطاريات السيارات الكهربائية من 1000 دولار أمريكي لكل كيلوواط ساعة إلى 268 دولارًا. ومن المتوقع استمرار هذا الاتجاه خلال السنوات القليلة المقبلة. وقد جعل هذا الانخفاض في التكاليف البطاريات في متناول الجميع أكثر من أي وقت مضى، ولكنه في الوقت نفسه قلل من الحافز على جمعها وإعادة تدويرها. ونظرًا لاختلاف هذه البطاريات فيما بينها، يصعب توسيع نطاق عمليات الجمع والمعالجة الأولية وإعادة التدوير، مما يجعل المشروع برمته عبئًا ماليًا على الشركات المصنعة، التي تعمل أصلًا بهوامش ربح ضئيلة.

بغض النظر عن ذلك، فإن مصنعي السيارات الكهربائية، بموجب القانون، هم أول من يتولى معالجة وإعادة تدوير بطارياتهم المستهلكة القديمة، وعلى الرغم من عدم جدوى المشروع اقتصاديًا، فقد حرصوا على عقد شراكات مع شركات كبرى لإنشاء قنوات رسمية لإعادة تدوير البطاريات. وقد ظهرت بالفعل بعض شركات إعادة التدوير الكبيرة، مثل شركة تايسون لإعادة التدوير، وشركة تشجيانغ هوايو كوبالت، وشركة جيانغشي غانفنغ ليثيوم، وشركة هونان برونبي، وشركة GEM الرائدة في السوق. ولكن على الرغم من وجود هذه الشركات الكبيرة المرخصة، فإن غالبية قطاع إعادة التدوير في الصين يتكون من ورش صغيرة غير مرخصة. تفتقر هذه الورش غير الرسمية إلى الأدوات والتدريب اللازمين، وتعتمد بشكل أساسي على...يستغلّون هذه البطاريات لاستخراج مواد الكاثود، ثم يعيدون بيعها لمن يدفع أكثر، ويتخلصون من الباقي. من الواضح أن هذا يُشكّل خطرًا جسيمًا على السلامة والبيئة. نتيجةً لهذا التحايل على القوانين واللوائح، تستطيع هذه الورش استغلال بطاريات السيارات الكهربائية ودفع مبالغ أكبر لأصحابها، ولذلك تُفضّل على القنوات الرسمية. ونتيجةً لذلك، ظلّ معدل إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون في الصين منخفضًا جدًا في عام 2015، حيث بلغ حوالي 2%. ثم ارتفع إلى 10% في عام 2019. ورغم أن هذا يُعدّ إنجازًا، إلا أنه لا يزال بعيدًا عن الوضع الأمثل. كما أن إطار عمل عام 2018 لا يُحدّد هدفًا لمعدلات جمع البطاريات، وهو أمرٌ مُثير للاستغراب. وتواجه الصين هذه المشكلة أيضًا في مجال البطاريات، وتحديدًا بطاريات الرصاص الحمضية القديمة، وهي تقنية عمرها 150 عامًا.تُستخدم بطاريات الرصاص الحمضية على نطاق واسع في الصين، حيث تُزوّد ​​السيارات بالطاقة، ولا تزال تحظى بشعبية كبيرة في الدراجات الكهربائية. ويأتي هذا على الرغم من اللوائح الأخيرة التي تشجع على استبدالها ببطاريات الليثيوم أيون. ومع ذلك، فإن إعادة تدوير بطاريات الرصاص الحمضية في الصين لا ترقى إلى مستوى التوقعات والمعايير. ففي عام 2017، لم تتم إعادة تدوير سوى أقل من 30% من 3.3 مليون طن من نفايات بطاريات الرصاص الحمضية التي تم إنتاجها في الصين. وتتشابه أسباب هذه النسبة المنخفضة لإعادة التدوير مع أسباب إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون، حيث تتحايل ورشات التقطيع غير الرسمية على القوانين واللوائح، ما يُمكّنها من دفع مبالغ طائلة مقابل بطاريات المستهلكين. وقد أوضح الرومان أن الرصاص ليس من أكثر المواد ملاءمةً للبيئة. وشهدت الصين العديد من حوادث التسمم بالرصاص الخطيرة في السنوات الأخيرة نتيجةً لسوء التعامل مع هذه البطاريات. ولذلك، تعهدت الحكومة مؤخرًا بحملة صارمة على هذه الورشات غير الرسمية، التي يُقدّر عددها بأكثر من 200 ورشة في جميع أنحاء البلاد. الهدف هو محاولة الوصول إلى نسبة إعادة تدوير تبلغ 40% في عام 2020 و70% في عام 2025. وبالنظر إلى أن نسبة إعادة تدوير بطاريات الرصاص الحمضية في أمريكا كانت عند 99% منذ عام 2014 على الأقل، فلا ينبغي أن يكون ذلك صعباً.

مع الأخذ في الاعتبار الجوانب التقنية والبيئيةنظراً للصعوبات الاقتصادية المرتبطة بإعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية، فكّرت الصناعة في طرق للاستفادة منها بشكل أكبر قبل التخلص منها نهائياً. ويُعدّ إعادة استخدامها في مشاريع شبكات الطاقة الخيار الأمثل. فهذه البطاريات لا تزال تحتفظ بنسبة 80% من سعتها، ويمكنها العمل لسنوات عديدة قبل أن تتوقف عن العمل نهائياً. وتتصدر الولايات المتحدة هذا المجال، حيث أجرت تجارب على بطاريات السيارات المستعملة في مشاريع تخزين الطاقة الثابتة منذ عام 2002. لكن الصين نفّذت أيضاً بعض المشاريع التجريبية المثيرة للاهتمام. ومن أطولها عمراً مشروع تشانغبي للطاقة الشمسية وطاقة الرياح في مقاطعة خبي. وقد انبثق هذا المشروع، الذي بلغت تكلفته 1.3 مليار دولار، من جهد مشترك بين شركة ستيت غريد الصينية المملوكة للدولة وشركة BYD المصنّعة لبطاريات السيارات الكهربائية، وقد أثبت جدوى استخدام بطاريات السيارات الكهربائية المستعملة لدعم وإدارة شبكة الطاقة. وقد ظهرت مشاريع أخرى لإعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية في السنوات الأخيرة في بكين وجيانغسو، حيث تُركّز الحكومة بشكل كبير على هذا الأمر، ولكنني أعتقد أن هذا يُساهم في الحدّ من مشكلة إعادة التدوير بدلاً من حلّها. لأن النهاية الحتمية لكل بطارية هي إما إعادة التدوير أو مكب النفايات. وقد بذلت الحكومة الصينية جهودًا جبارة في تشجيع إنشاء هذا النظام البيئي المزدهر. وتُعدّ الصين رائدة بلا منازع في جوانب معينة من تكنولوجيا البطاريات، كما أن العديد من الشركات العملاقة في هذا المجال تتخذ من الصين مقرًا لها. ولديها فرصة حقيقية لخفض انبعاثات السيارات بشكل ملحوظ. لذا، يمكن القول إن مشكلة إعادة التدوير هذه تُعدّ مشكلة إيجابية، فهي مؤشر على نجاح الصين. إلا أن المشكلة لا تزال قائمة، وقد تباطأت الصناعة في إنشاء شبكات إعادة التدوير المناسبة، ووضع اللوائح والتقنيات اللازمة.

بإمكان الحكومة الصينية الاستفادة من سياسة الولايات المتحدة في توجيه وتحفيز وتمكين عادات إعادة التدوير السليمة لدى المستهلكين. كما يجب تقديم الدعم للشركات العاملة في مجال معالجة البطاريات وتقنيات إعادة التدوير، وليس فقط في قطاع التصنيع. وإلا، فإن استهلاك الطاقة والأضرار البيئية المرتبطة بالتخلص من هذه البطاريات ستفوق أي فائدة قد نحصل عليها من التحول إلى السيارات الكهربائية.