La Xina és el mercat de vehicles elèctrics més gran del món, amb més de 5,5 milions venuts el març del 2021. Això és bo en molts sentits. La Xina té la majoria de cotxes del món i aquests estan substituint els gasos d'efecte hivernacle nocius. Però aquestes coses tenen les seves pròpies preocupacions sobre la sostenibilitat. Hi ha la preocupació pels danys ambientals derivats de l'extracció d'elements com el liti i el cobalt. Però una altra preocupació té a veure amb el problema imminent dels residus. La Xina està començant a experimentar l'avantguarda d'aquest problema.
El 2020 es van desmantellar 200.000 tones de bateries i es preveu que la xifra arribi a 780.000 tones el 2025. Fixeu-vos en el problema imminent de residus de bateries de vehicles elèctrics a la Xina i què està fent al respecte el mercat de vehicles elèctrics més gran del món.
Gairebé tota la XinaEls vehicles elèctrics funcionen amb bateries d'ions de liti. Són lleugers, d'alta densitat d'energia i de llarga vida útil, cosa que els converteix en la primera opció per als cotxes elèctrics. Les bateries tenen tres característiques principalscomponents i ànode, un càtode i un electròlit. DelsPer tant, el càtode és el més car i significatiu. Distingim principalment entre aquestes bateries en funció dels seus catalítics. NNo és per aprofundir massa en això, però la majoria de les bateries de vehicles elèctrics de la Xina tenen càtodes fets de liti, níquel, manganès o òxids de cobalt, que ara s'anomenen MCS. Aquestes bateries es retiren quan la seva capacitat arriba al 80%, cosa que correspon a la nostra vida útil d'uns 8 a 10 anys. Això, és clar, depèn de certs factors com la freqüència de càrrega, els hàbits de conducció i les condicions de la carretera.
Pensava que t'agradaria saber-ho. Amb la primera gran onada de vehicles elèctricsSi els vehicles elèctrics estaven en funcionament entre el 2010 i el 2011, la infraestructura per a la recollida i el processament d'aquestes bateries hauria d'estar a punt a finals de la dècada. Aquest era el repte i el calendari que el govern xinès havia d'afrontar. Després dels Jocs Olímpics de Pequín, el govern xinès va començar a promoure la fabricació i l'ús de vehicles elèctrics entre el públic en general. En aquell moment, les úniques regulacions que van emetre eren les normes de seguretat de la indústria, ja que molts components de la bateria són força tòxics. A principis del 2010 es va observar una creixent adopció del vehicle elèctric i, amb això, la necessitat igualment creixent de trobar una manera de gestionar els seus residus.
El 2012, l'anadavernment va publicar per primera vegada una guia política per a la indústria dels vehicles elèctrics en general, la guia va emfatitzar la necessitat de, entre altres cosescoses, un sistema de reciclatge de bateries de vehicles elèctrics que funcioni. El 2016, diversos ministeris es van unir per establir una direcció unificada per al problema dels residus de bateries de vehicles elèctrics. Els fabricants de vehicles elèctrics serien responsables de recuperar les bateries dels seus cotxes. Han d'establir les seves pròpies xarxes de servei postvenda o confiar en un tercer per recollir les bateries de vehicles elèctrics usades.
El govern xinès tendeix a declarar primer una política, una guia o una direcció abans d'establir normes més específiques més endavant. La declaració del 2016 va indicar eficaçment a les empreses de vehicles elèctrics que esperen més informació sobre això en els propers anys. Per tant, el 2018, es va publicar ràpidament el seguiment del marc polític, titulat Mesures provisionals per a la gestió del reciclatge i la utilització de bateries de vehicles de nova energia. Un es pregunta si s'anomena això ràfecs i també híbrids. L'òrgan encarregat de fer-lo complir seria el Ministeri d'Indústria i Tecnologia de la Informació o MIIT.
Ha promès tornar.El 2016, el marc posa la responsabilitat principalment en entitats privades com els fabricants de vehicles elèctrics i bateries de vehicles elèctrics que s'ocupen d'aquest problema. El govern ho faràveuen alguns aspectes tècnics de l'esforç, però no ho faran ells mateixos. Aquest marc es basa en una política de governança general que van adoptar els xinesos. Anomenada responsabilitat ampliada del productor o EPR. El concepte espiritual és traslladar la responsabilitat aigües amunt dels governs locals i provincials als mateixos productors.
El govern xinès va adoptar la EPR, que crec que va sorgir del món acadèmic occidental a principis dels anys 2000. Com a resposta a les directives de la UE sobre un problema creixent de residus electrònics, i té sentit intuïtiu si el govern sempre és qui neteja tots aquests residus electrònics. Les empreses que produeixen aquests residus mai no tindran incentivats a fer que els seus productes siguin més fàcils de reciclar. Per tant, en l'esperit de la EPR, tots els fabricants de bateries de vehicles elèctrics han de dissenyar bateries que siguin fàcils de desmuntar i proporcionar detalls tècnics de final de vida als seus clients. Els marcadors de vehicles elèctrics...d els marcadors de vehicles elèctrics, al seu torn, per establir i gestionar les seves pròpies xarxes de recollida i reciclatge de bateries o externalitzar-les a un tercer. El govern ajudarà a establir estàndards nacionals per agilitzar el procés. El marc sembla força bo a primera vista, però hi ha alguns inconvenients molt clars.
Ara que coneixem la història i la política, podem aprofundir en alguns detalls tècnics sobre el reciclatge de bateries de vehicles elèctrics. Les bateries fora de servei entraven al sistema a través de dos canals: des dels cotxes que se'ls substituïa la bateria i des dels cotxes al final de la seva vida útil. En aquest últim cas, la bateria encara és dins del cotxe i es retira com a part del procés de desmantellament al final de la seva vida útil. Aquest continua sent un procés molt manual, especialment a la Xina. Després d'això hi ha un pas anomenat pretractament. Les cel·les de la bateria s'han de treure del paquet i obrir-les, cosa que és un repte, ja que no hi ha un disseny de paquet de bateries estàndard. Per tant, s'ha de fer a mà amb eines especialitzades.
Un cop retirada la bateriad, què passa ara?xt depèn del tipus de bateria de liti-ió que hi hagi dins del cotxe. Comencem amb la bateria NMC, la més comuna a la Xina. Quatre recicladors de bateries NMC volen recuperar-la. Els materials actius del càtode. L'anàlisi econòmica del 2019 estima que, tot i que només representen el 4% del pes de les bateries, representen més del 60% del valor total de recuperació de les bateries. Les tecnologies de reciclatge NMC són relativament madures. Sony va ser pionera el 1999. Hi ha dos mètodes tecnològics principals, el pirometal·lúrgic i l'hidrometal·lúrgic. Comencem amb el pirometal·lúrgic. Piro significa foc. La bateria es fon en un aliatge de ferro, coure, cobalt i níquel.
La matèria bona es recupera mitjançant mètodes hidrometal·lúrgics. Els mètodes pirotècnics cremen electròlits, plàstics i sals de liti. Per tant, no tot es pot recuperar. Allibera gasos tòxics que cal processar i consumeix força energia, però ha estat àmpliament adoptat per la indústria. Els mètodes hidrometal·lúrgics utilitzen un dissolvent aquós per separar els materials desitjats mitjançant cobalt del compost. Els dissolvents més utilitzats són l'àcid sulfúric i el peròxid d'hidrogen, però també n'hi ha molts altres. Cap d'aquests mètodes és ideal i cal treballar més per abordar les seves deficiències tècniques. Les bateries de fosfat de liti i ferro representen aproximadament el 30% del mercat xinès de vehicles elèctrics a partir del 2019. Les densitats energètiques d'aquestes bateries no són tan altes com les seves contraparts NMC, però estan lliures d'elements com el níquel i el cobalt. Probablement també són més segures.
La Xina també és el líder mundialer en la ciència i comercialització del fosfat de liti i ferro, tecnologies de bateries, empresa xinesa, tecnologia d'amperis contemporània. És un dels líders en fabricació en aquest àmbit. Hauria de tenir sentit que la indústria del país també pugui reciclar aquestes cel·les. Dit això, reciclar aquestes coses ha resultat ser tècnicament més difícil del que s'esperava. Això es deu en part al fet que tenen una barreja de materials més variada, cosa que requereix un treball de pretractament addicional i costós, uni després econòmicament litiLes bateries de fosfat de ferro no tenen els mateixos metalls valuosos que les bateries NMC tenen com a níquel, coure o cobalt. I això ha provocat una escassetat d'inversió en aquest nínxol. Hi ha alguns experiments hidrometal·lúrgics prometedors que han pogut filtrar fins a un 85% del liti en forma de carbonat de liti.S'especula que costaria uns 650 dòlarsprocessaruna tona de bateries de fosfat de liti-ferro gastades. Això inclou el cost de l'energia i els materials, sense comptar el cost de la construcciófàbrica. La potencial recuperació i revenda de liti podria ajudar a fer que el reciclatge sigui més econòmicament viable, però encara no hi ha dubte. Aquests mètodes encara no s'han implementat a escala comercial? El marc del 2018 estableix molt, però deixa algunes coses a desitjar. Com tots sabem, a la vida no tot es resol en un llaç petit. Hi ha alguns forats que falten aquí, així que parlem una mica d'algunes de les preguntes polítiques que encara estan en l'aire. L'objectiu estadístic principal en l'alliberament o taxes de recuperació de matèries primeres. 98% de níquel cobalt, 85% de manganès per al liti en si i 97% per a materials de terres rares. Ortèticament, tot això és possible. Per exemple, acabo de parlar de recuperar el 85% o més del liti de bateries de fosfat de liti ferro. També he esmentat que serà difícil aconseguir aquest màxim teòric a causa de les ineficiències i diferències del món real sobre el terreny. Recordeu que hi ha moltes maneres de fabricar cel·les de bateria. Empaquetar, vendre i utilitzar. No s'acosta enlloc a l'estandardització que veiem amb les bateries cilíndriques que es venen al vostre 711. El marc polític no té subvencions concretes ni suport nacional per fer que això es faci realitat. Una altra gran preocupació és que el marc de política econòmica no...Assignar diners per incentivar la recollida de bateries usades. Hi ha alguns programes pilot de recompra dirigits pels municipis, però res a nivell nacional. Això podria canviar, potser amb un impost o una taxa, però ara mateix els actors del sector privat ho han de finançar ells mateixos. Això és un problema perquè hi ha pocs incentius econòmics perquè aquests grans fabricants de vehicles elèctrics recullin i reciclin les seves bateries.
Del 2008 al 2015, el cost de fabricació i de la bateria dels vehicles elèctrics va disminuir de 1.000 dòlars per quilowatt hora a 268. Es preveu que aquesta tendència continuï durant els propers anys. La baixada dels costos els ha fet encara més accessibles que mai, però alhora també ha reduït l'incentiu per recollir i reciclar aquestes bateries. I com que aquestes bateries també són diferents entre si, és difícil ampliar els processos de recollida, pretractament i reciclatge, de manera que tota l'empresa resulta ser una pèrdua de costos per als seus fabricants. Qui ja treballen amb marges força ajustats, per començar?
De totes maneres, els fabricants de vehicles elèctrics són, per llei, els primers a gestionar i reciclar les seves bateries gastades i, malgrat la manca d'atractiu econòmic de tot el projecte, han estat diligents en associar-se amb grans empreses per establir canals oficials per reciclar bateries. Han sorgit algunes grans empreses de reciclatge. Alguns exemples són Tyson Recycling to Zhejiang Huayou Cobalt, Jiangxi Ganfeng Lithium, Hunan Brunp i el líder del mercat GEM. Però malgrat l'existència d'aquestes grans empreses amb llicència, la major part del sector del reciclatge xinès està format per petits tallers sense llicència. Aquestes botigues informals no tenen les eines ni la formació adequades. Bàsicament van a...explotar aquestes bateries pels seus materials de càtode, revendre-les al millor postor i llençar la resta. Òbviament, això és un risc massiu per a la seguretat i el medi ambient. Com a resultat d'aquest eludir les normes i regulacions, aquests tallers de desballestament poden pagar més als propietaris de vehicles elèctrics per les seves bateries i, per tant, són preferits als canals oficials, entre cometes. Per tant, la taxa de reciclatge d'ions de liti a la Xina continua sent força baixa el 2015. Era al voltant del 2%. Des de llavors ha crescut fins al 10% el 2019. És un cop de puny, però això encara està lluny de ser ideal. I el marc del 2018 no estableix un objectiu sobre les taxes de recollida de bateries. Una omissió curiosa. La Xina ha estat lluitant amb aquest problema en un altre front de les bateries, la venerable bateria de plom-àcid, aquesta tecnologia de 150 anys d'antiguitat.s'utilitza molt habitualment a la Xina. Proporcionen el poder estel·lar dels seus automòbils i encara són molt populars per a les bicicletes elèctriques. Això malgrat les regulacions recents per fomentar la seva substitució per bateries de ions de liti. De totes maneres, el reciclatge xinès de bateries de plom-àcid està molt per sota de les expectatives i els punts de referència. El 2017, es reciclen menys del 30% dels 3,3 milions de tones de residus de bateries de plom-àcid generats a la Xina. Les raons d'aquest baix percentatge de reciclatge són molt similars al cas dels ions de liti. Els tallers informals de desballestament eludeixen les normes i regulacions i, per tant, es poden permetre pagar molt més per les bateries dels consumidors. Els romans han deixat clar que el plom no és exactament la substància més respectuosa amb el medi ambient. La Xina ha experimentat múltiples incidents importants d'intoxicació per plom en els darrers anys com a resultat d'aquesta manipulació inadequada. Per tant, el govern s'ha compromès recentment a prendre mesures enèrgiques contra aquests tallers informals, dels quals s'estima que n'hi ha més de 200 a tot el país. L'objectiu és intentar assolir un percentatge de reciclatge del 40% el 2020 i del 70% el 2025. Tenint en compte que el percentatge de reciclatge de bateries de plom-àcid als Estats Units s'ha situat al 99% des d'almenys el 2014, no hauria de ser tan difícil.
Tenint en compte els aspectes tècnics i ecològicsA causa de les dificultats econòmiques associades al reciclatge de bateries de vehicles elèctrics, la indústria ha pensat en maneres de fer-ne més ús abans d'enviar-les a la tomba. L'opció amb més potencial seria reutilitzar-les en projectes de la xarxa elèctrica. Al cap i a la fi, aquestes bateries encara tenen una capacitat del 80% i encara poden funcionar durant molts anys abans de desaparèixer definitivament. Els Estats Units lideren el camí aquí. Després d'haver experimentat amb bateries de cotxes usades per a projectes d'emmagatzematge d'energia estacionari des del 2002, la Xina ha dut a terme alguns projectes de demostració interessants. Un dels que funcionen més temps és el projecte d'energia eòlica i solar de Zhangbei, a la província de Hebei. El projecte d'1.300 milions de dòlars sorgeix d'un esforç conjunt de l'empresa estatal xinesa State Grid i el fabricant de bateries de vehicles elèctrics BYD, que va demostrar la viabilitat d'utilitzar bateries de vehicles elèctrics Second Life per donar suport i gestionar una xarxa elèctrica. En els darrers anys han sorgit més projectes de reciclatge de bateries de vehicles elèctrics a Pequín i Jiangsu, i això brilla. El govern hi posa molt d'atenció, però crec que, en última instància, evita més el problema del reciclatge que el resol. Perquè el final inevitable de cada bateria és o bé el reciclatge o bé l'abocador. El govern xinès ha fet una feina admirable fomentant la creació d'aquest pròsper ecosistema. El país és el líder indiscutible en certs aspectes de la tecnologia de bateries i diversos gegants de la indústria del reciclatge hi tenen la seu. Tenen l'oportunitat de revertir la corba de les emissions dels automòbils. Així doncs, en certa manera, aquest problema del reciclatge és un bon problema. És un indici de l'èxit de la Xina. Però el problema continua sent un problema i la indústria ha anat deixant de banda les xarxes, regulacions i tecnologies de reciclatge adequades.
El govern xinès pot buscar en la política dels Estats Units una mica d'orientació, incentivant i permetent hàbits de reciclatge adequats per als consumidors. I cal atorgar subvencions a les empreses de les indústries de la tecnologia de pretractament i reciclatge, no només a la indústria manufacturera. En cas contrari, el consum d'energia i el dany ambiental associats a aquestes eliminacions de bateries superaran qualsevol benefici que obtinguem del canvi als vehicles elèctrics.
Data de publicació: 01-08-2023