Китай е най-големият пазар на електрически превозни средства в света с над 5,5 милиона продадени бройки към март 2021 г. Това е добре в много отношения. Китай има най-много автомобили в света и те заместват вредните парникови газове. Но тези неща имат свои собствени опасения за устойчивост. Съществуват опасения относно екологичните щети, произтичащи от добива на елементи като литий и кобалт. Друго безпокойство е свързано с предстоящия проблем с отпадъците. Китай започва да изпитва водеща роля в този проблем.
През 2020 г. 200 000 тона батерии бяха изведени от експлоатация и се очаква цифрата да достигне 780 000 тона до 2025 г. Вижте надвисналия проблем с изхвърлянето на батерии за електрически превозни средства в Китай и какво прави най-големият пазар на електрически превозни средства в света по въпроса.
Почти целият КитайЕлектрическите превозни средства се захранват от литиево-йонни батерии. Те са леки, с висока енергийна плътност и дълъг живот на зареждане, което ги прави първи избор за електрически автомобили. Батериите имат три основни характеристики...компоненти и анод, катод и електролит. Отсе, катодът е най-скъпият и значителен. До голяма степен разграничаваме тези батерии въз основа на техните каталитични лодки. NНяма да се задълбочаваме твърде много в това, но повечето батерии за електрически превозни средства в Китай имат катоди, изработени от литиеви, никелови, манганови или кобалтови оксиди, наричани по-долу MCS. Тези батерии се извеждат от употреба, когато капацитетът им достигне около 80%, което съответства на нашия експлоатационен живот от около 8 до 10 години. Това, разбира се, зависи от определени фактори като честота на зареждане, навици на шофиране и пътни условия.
Мислех, че ще ви е интересно да знаете. С първата голяма вълна от електрически превозни средстваС появата си на пазара някъде през 2010 до 2011 г., инфраструктурата за събиране и обработка на тези батерии трябваше да бъде готова до края на десетилетието. Това беше предизвикателството и срокът, с които китайското правителство трябваше да се справи. След Олимпийските игри в Пекин, китайското правителство започна да насърчава производството и употребата на електрически превозни средства сред широката общественост. По това време единствените разпоредби, които те издадоха, бяха свързани със стандартите за безопасност в индустрията. Тъй като много компоненти на батериите са доста токсични, в началото на 2010 г. се наблюдава нарастващо потребление на електрически превозни средства и с това също толкова бързо нарастваща нужда от начин за справяне с отпадъците им.
През 2012 г.вернмеnt публикува за първи път насоки за политиката за цялата индустрия на електрическите превозни средства, като насоките подчертават необходимостта, наред с други...r неща, работеща система за рециклиране на батерии за електрически превозни средства. През 2016 г. няколко министерства се обединиха, за да установят единна насока за проблема с отпадъците от батерии за електрически превозни средства. Производителите на електрически превозни средства ще бъдат отговорни за оползотворяването на батериите на своите автомобили. Те трябва да създадат собствени мрежи за следпродажбено обслужване или да се доверят на трета страна за събирането на отпадъци от батерии за електрически превозни средства.
Китайското правителство има склонност първо да обявява политика, насоки или насоки, преди да определи по-конкретни правила по-късно. Декларацията от 2016 г. ефективно сигнализира на компаниите за електрически превозни средства да очакват повече по този въпрос през следващите години. Поради това, през 2018 г. последващите действия по политическата рамка бяха бързо публикувани, озаглавени „Временни мерки за управление на рециклирането и използването на батерии на превозни средства с нова енергия“. Чудите се дали имате предвид „стрехи“ и хибриди. Органът за прилагане би бил Министерството на промишлеността и информационните технологии или MIIT.
Обещало е обратноПрез 2016 г. рамката до голяма степен поставя отговорността върху частни организации като производителите на електрически превозни средства и батерии за електрически превозни средства, които се занимават с този проблем. Правителството ще надВиждат някои технически аспекти на начинанието, но няма да го направят сами. Тази рамка е изградена върху обща политика за управление, приета от китайците. Наречена разширена отговорност на производителя или EPR. Духовната концепция е да се прехвърли отговорността нагоре по веригата от местните и провинциалните власти към самите производители.
Китайското правителство прие EPR (разширена отговорност на производителя), която според мен произлиза от западните академични среди в началото на 2000-те години. В отговор на директивите на ЕС относно нарастващия проблем с електронните отпадъци и е интуитивно логично правителството винаги да е това, което почиства всички тези електронни отпадъци. Компаниите, които произвеждат тези отпадъци, никога няма да бъдат стимулирани да направят продуктите си по-лесни за рециклиране. По този начин, в духа на EPR, всички производители на батерии за електрически превозни средства трябва да проектират батерии, които са лесни за разглобяване и да предоставят на своите клиенти технически подробности за края на жизнения им цикъл – маркерите за електрически превозни средства.d марките за електрически превозни средства на свой ред или да създадат и управляват свои собствени мрежи за събиране и рециклиране на батерии, или да ги възложат на трета страна. Правителството ще помогне за установяването на национални стандарти за рационализиране на процеса. Рамката изглежда доста добра на пръв поглед, но има някои много ясни недостатъци.
След като вече знаем историята и политиката, можем да се потопим в няколко технически подробности относно рециклирането на батерии за електрически превозни средства. Изведените от употреба батерии са постъпили в системата по два канала: от автомобили, подлежащи на подмяна на батерии, и от автомобили в края на жизнения им цикъл. При последните, батерията все още е вътре в автомобила и се отстранява като част от процеса на демонтиране в края на жизнения им цикъл. Това си остава много ръчен процес, особено в Китай. След това следва стъпка, наречена предварителна обработка. Клетките на батерията трябва да бъдат извадени от опаковката и отворени, което е предизвикателство, тъй като няма стандартен дизайн на батериен пакет. Поради това трябва да се прави ръчно с помощта на специализирани инструменти.
След като батерията бъде изваденаг, какво се случва неxt зависи от вида на литиево-йонната батерия в колата. Нека започнем с NMC батерията, най-разпространената в Китай. Четирима рециклиращи компании за NMC батерии искат да възстановят. Катодните активни материали. Икономически анализ от 2019 г. изчислява, че въпреки че съставляват само 4% от теглото на батериите, те съставляват над 60% от общата стойност на батериите при рециклиране. Технологиите за рециклиране на NMC са сравнително зрели. Sony е пионер през 1999 г. Има два основни технологични метода, пирометалургичен и хидрометалургичен. Нека започнем с пирометалургичен. Пиро означава огън. Батерията се разтопява в сплав от желязо, мед, кобалт и никел.
След това полезните материали се извличат с помощта на хидрометалургични методи. Пиро методите изгарят. Електролити, пластмаси и литиеви соли. Така че не всичко може да бъде възстановено. Това отделя токсични газове, които трябва да бъдат обработени, и е доста енергоемко, но е широко възприето от индустрията. Хидрометалургичните методи използват воден разтворител за отделяне на желаните материали чрез кобалт от съединението. Най-често използваните разтворители са сярна киселина и водороден пероксид, но има и много други. Нито един от тези методи не е идеален и е необходима допълнителна работа за отстраняване на техническите им недостатъци. Литиево-железните фосфатни батерии съставляват около 30% от китайския пазар на електрически превозни средства към 2019 г. Енергийната плътност на тези батерии не е толкова висока, колкото на техните NMC аналози, но не съдържат елементи като никел и кобалт. Вероятно са и по-безопасни.
Китай е и световен лидерв науката и комерсиализацията на литиево-железен фосфат, технологии за батерии, китайска компания, съвременна амперна технология. Е един от лидерите в производството в тази област. Би трябвало да е логично индустрията на страната да може да рециклира и тези клетки. Въпреки това, рециклирането на тези неща се оказа технически по-трудно от очакваното. Това отчасти се дължи на по-разнообразната комбинация от материали, което налага допълнителна скъпа предварителна обработка.и след това икономически литийЖелезно-фосфатните батерии не съдържат същите ценни метали, каквито имат NMC батериите - никел, мед или кобалт. И това е довело до недостиг на инвестиции в нишата. Има някои обещаващи хидрометалургични експерименти, при които е възможно да се извлече до 85% от лития под формата на литиев карбонат.Спекулациите са, че ще струва около 650 доларада обработятон отработени литиево-железни фосфатни батерии. Това включва разходи за енергия и материали, без да се броят разходите за изгражданефабрика. Потенциалното възстановяване и препродажба на литий биха могли да направят рециклирането по-икономично осъществимо, но все още не е ясно кое е това. Дали тези методи все още не са внедрени в търговски мащаб? Рамката от 2018 г. определя много, но оставя някои неща да се желаят. Както всички знаем в живота, не всичко се подрежда гладко. Тук има няколко липсващи пропуски, така че нека поговорим малко за някои от политическите въпроси, които все още висят във въздуха. Водещата статистическа цел за освобождаване или проценти на възстановяване на суровини. 98% от никел кобалт, 85% манган за самия литий и 97% за редкоземни материали. Теоретично всичко това е възможно. Например, току-що говорих за възстановяване на 85% или повече от лития от литиево-железни фосфатни батерии. Споменах също, че ще бъде трудно да се постигне този теоретичен максимум поради неефективността в реалния свят и различията на място. Не забравяйте, че има много начини, по които могат да се произвеждат батерийни клетки. Опаковани, продадени и използвани. Няма нищо общо със стандартизацията, която виждаме при цилиндричните батерии, продавани във вашия 711. В политическата рамка липсват конкретни субсидии и национална подкрепа за осъществяването на това. Друго голямо безпокойство е, че рамката на икономическата политика не прави нищо.да се отделят средства за стимулиране на събирането на използвани батерии. Има няколко пилотни програми за обратно изкупуване, управлявани от общините, но нищо на национално ниво. Това би могло да се промени, може би с такса или данък, но в момента частният сектор трябва сами да го финансира. Това е проблем, защото има малък икономически стимул за тези големи производители на електрически превозни средства да събират и рециклират батериите си.
От 2008 до 2015 г. производствените разходи за батерии за електрически превозни средства намаляха от 1000 щатски долара на киловатчас до 268. Очаква се тази тенденция да продължи през следващите няколко години. Спадът в разходите направи батериите още по-достъпни от всякога, но същевременно намали и стимула за събиране и рециклиране на тези батерии. И тъй като тези батерии също са различни една от друга, е трудно да се увеличат процесите на предварителна обработка и рециклиране, така че цялото начинание се оказва изчерпване на разходите за производителите. Кои вече работят с доста ниски маржове?
Независимо от това, производителите на електромобили по закон са първи на опашката за обработка и рециклиране на старите си използвани батерии и въпреки икономическата непривлекателност на цялото начинание, те старателно си партнират с големи компании, за да създадат официални канали за рециклиране на батерии. Появиха се няколко големи компании за рециклиране. Примери за това са Tyson recycling to Zhejiang Huayou Cobalt, Jiangxi Ganfeng lithium, Hunan Brunp и лидерът на пазара GEM. Но въпреки съществуването на тези лицензирани големи компании, по-голямата част от китайския сектор за рециклиране се състои от малки, нелицензирани работилници. Тези неформални магазини нямат подходящи инструменти или обучение. Те основно отиват на...те се възползват от тези батерии заради техните катодни материали, препродавайки ги на най-високия оферент и изхвърляйки останалата част. Очевидно това е огромен риск за безопасността и околната среда. В резултат на това заобикаляне на правилата и разпоредбите, тези цехове за разфасовка могат да плащат на собствениците на електрически превозни средства повече за техните батерии и като такива са предпочитани пред, цитирам, край на цитираните официални канали. По този начин, процентът на рециклиране на литиево-йонни батерии в Китай остава доста нисък през 2015 г. Той беше около 2%. Оттогава е нараснал до 10% през 2019 г. Това е жалко, но все още е далеч от идеалното. А рамката от 2018 г. не определя цел за процентите на събираемост на батерии. Любопитен пропуск. Китай се бори с този проблем на друг фронт на батериите - вековната оловно-киселинна батерия, тази 150-годишна технология.се използва много често в Китай. Те осигуряват звездната мощност за автомобилите им и все още са много популярни за електрическите велосипеди. Това е въпреки скорошните разпоредби, които насърчават замяната им с литиево-йонни. Въпреки това, рециклирането на оловно-киселинни батерии в Китай е далеч под очакванията и показателите. През 2017 г. по-малко от 30% от 3,3 милиона тона отпадъци от оловно-киселинни батерии, генерирани в Китай, са рециклирани. Причините за този нисък процент на рециклиране са много подобни на случая с литиево-йонните батерии. Неформалните цехове за раздробяване заобикалят правилата и разпоредбите и по този начин могат да си позволят да плащат много повече за потребителските батерии. Римляните ясно заявиха, че оловото не е точно най-екологичното вещество. Китай преживя множество големи инциденти с отравяне с олово през последните години в резултат на това неправилно боравене. Поради това правителството наскоро обеща да се справи с тези неформални цехове, от които се смята, че има над 200 в цялата страна. Целта е да се опитаме да достигнем 40% процент на рециклиране през 2020 г. и 70% през 2025 г. Като се има предвид, че процентът на рециклиране на оловно-киселинни батерии в Америка е 99% от поне 2014 г., това не би трябвало да е толкова трудно.
Като се имат предвид техническите и екологичнитеВъпреки икономическите трудности, свързани с рециклирането на батерии за електрически превозни средства, индустрията е обмислила начини за по-голямо използване на тези неща, преди да ги изпрати в гроба. Най-големият потенциален вариант би бил повторното им използване в проекти за електропреносни мрежи. В крайна сметка тези батерии все още имат 80% капацитет и могат да издържат много години, преди най-накрая да се повреждат. Съединените щати са водещи в това отношение. След като експериментират с употребявани автомобилни батерии за стационарни проекти за съхранение на енергия от 2002 г. насам, Китай е осъществил някои интересни демонстрационни проекти. Един от най-дълго действащите е проектът за вятърна и слънчева енергия Zhangbei в провинция Хебей. Проектът на стойност 1,3 милиарда долара е резултат от съвместни усилия на китайското държавно предприятие State Grid и производителя на батерии за електрически превозни средства BYD, демонстрирайки осъществимостта на използването на батерии Second Life EV за поддръжка и управление на електропреносна мрежа. През последните години в Пекин и Дзянсу се появиха още проекти за рециклиране на батерии за електрически превозни средства, за да се изхвърлят и да се стигне до отпадъци. Правителството обръща много внимание на това, но мисля, че в крайна сметка то предотвратява проблема с рециклирането, който го решава. Защото неизбежният край на всяка батерия е или рециклиране, или депо за отпадъци. Китайското правителство е свършило възхитителна работа в насърчаването на създаването на тази процъфтяваща екосистема. Страната е безспорен лидер в определени аспекти на технологията на батериите и няколко гиганта от серията V са базирани там. Те имат шанс наистина да променят кривата на автомобилните емисии. Така че в известен смисъл този проблем с рециклирането е хубав проблем. Той е индикация за успеха на Китай. Но проблемът все още си е проблем и индустрията се бави с установяването на подходящи мрежи, регулации и технологии за рециклиране.
Китайското правителство може да се обърне към политиката на Съединените щати за насоки и стимулиране и подпомагане на правилните навици за рециклиране на потребителите. Необходимо е да се предоставят субсидии на предприятията в индустриите за предварителна обработка и рециклиране, не само в производството. В противен случай потреблението на енергия и щетите върху околната среда, свързани с тези изхвърляния на батерии, ще надхвърлят всяка полза, която ще получим от преминаването към електрически превозни средства.
Време на публикуване: 01.08.2023 г.