Čína je největším světovým trhem s elektromobily s více než 5,5 miliony prodaných kusů k březnu 2021. To je v mnoha ohledech dobrá věc. Čína má nejvíce aut na světě a ta nahrazují škodlivé skleníkové plyny. Tyto věci však s sebou nesou i své vlastní obavy o udržitelnost. Existují obavy z poškození životního prostředí v důsledku těžby prvků, jako je lithium a kobalt. Další obavou je však nadcházející problém s odpady. Čína se začíná potýkat s tímto problémem na špici.
V roce 2020 bylo vyřazeno z provozu 200 000 tun baterií a očekává se, že do roku 2025 toto číslo dosáhne 780 000 tun. Podívejte se na hrozící problém s odpadem z baterií elektromobilů v Číně a na to, co s tím dělá největší světový trh s elektromobily.
Téměř celá ČínaElektromobily jsou poháněny lithium-iontovými bateriemi. Jsou lehké, mají vysokou hustotu energie a dlouhou životnost, což z nich dělá první volbu pro elektromobily. Baterie mají tři hlavní vlastnosti...komponenty a anoda, katoda a elektrolyt. Z tohoKatoda je tedy nejdražší a nejvýznamnější. Tyto baterie do značné míry rozlišujeme na základě jejich katalyzátorů. NNebudeme se do toho ponořovat příliš hlouběji, ale většina čínských baterií pro elektromobily má katody vyrobené z oxidů lithia, niklu, manganu nebo kobaltu, dále označovaných jako MCS. Tyto baterie se vyřazují, když jejich kapacita dosáhne přibližně 80 %, což odpovídá naší životnosti přibližně 8 až 10 let. To samozřejmě závisí na určitých faktorech, jako je frekvence nabíjení, jízdní návyky a stav vozovky.
Myslel jsem, že by vás to mohlo zajímat. S první velkou vlnou elektromobilůVzhledem k tomu, že se elektromobily měly na silnice dostat někdy v letech 2010 až 2011, musela být infrastruktura pro sběr a zpracování těchto baterií připravena brzy, do konce desetiletí. To byla výzva a časový harmonogram, s nímž se musela čínská vláda vypořádat. Po olympijských hrách v Pekingu začala čínská vláda propagovat výrobu a používání elektromobilů mezi širokou veřejností. V této době vydala pouze předpisy týkající se bezpečnostních norem pro daný průmysl. Vzhledem k tomu, že mnoho součástek baterií je poměrně toxických, na začátku roku 2010 došlo k rostoucímu zájmu o elektromobily a s tím i k stejně rychle rostoucí potřebě způsobu, jak nakládat s jejich odpadem.
V roce 2012 se šlovernmeSpolečnost NT poprvé zveřejnila politické pokyny pro celý průmysl elektromobilů, které mimo jiné zdůraznily potřebuvěci, funkční systém recyklace baterií elektromobilů. V roce 2016 se několik ministerstev spojilo, aby stanovilo jednotný směr pro problém s odpadem z baterií elektromobilů. Výrobci elektromobilů by byli zodpovědní za recyklaci baterií svých automobilů. Musí si zřídit vlastní poprodejní servisní sítě nebo svěřit sběr odpadních baterií elektromobilů třetí straně.
Čínská vláda má tendenci nejprve vyhlásit politiku, pokyny nebo směr, než později stanoví konkrétnější pravidla. Deklarace z roku 2016 v podstatě signalizovala společnostem zabývajícím se elektromobily, aby v nadcházejících letech v této oblasti očekávaly více. V roce 2018 proto rychle vyšla navazující politická opatření s názvem Prozatímní opatření pro řízení recyklace a využití baterií vozidel s novými zdroji energie. Říkáte si, jestli tím myslíte okapy a také hybridy? Orgánem pro prosazování práva by bylo Ministerstvo průmyslu a informačních technologií (MIIT).
Slíbilo to zpětV roce 2016 rámec z velké části klade odpovědnost na soukromé subjekty, jako jsou výrobci elektromobilů a baterií pro elektromobily, které se tímto problémem zabývají. Vláda bude...Vidí některé technické aspekty tohoto úsilí, ale sami to neudělají. Tento rámec je postaven na obecné politice správy a řízení, kterou Číňané přijali. Nazývá se rozšířená odpovědnost výrobce neboli EPR. Duchovní koncept spočívá v přesunutí odpovědnosti z místních a provinčních samospráv na samotné výrobce.
Čínská vláda přijala EPR, který, jak se domnívám, vzešel ze západní akademické sféry na začátku roku 2000. V reakci na směrnice EU týkající se rostoucího problému s elektronickým odpadem a intuitivně dává smysl, že vláda je vždy tou, která veškerý tento elektronický odpad uklízí. Společnosti, které tento odpad produkují, nebudou nikdy motivovány k tomu, aby své výrobky usnadňovaly recyklaci. V duchu EPR tedy musí všichni výrobci baterií pro elektromobily navrhovat baterie, které se snadno demontují, a poskytovat svým zákazníkům technické informace o konci jejich životnosti – značky pro elektromobily ad značky elektromobilů, aby si buď zřídily a provozovaly vlastní sítě pro sběr a recyklaci baterií, nebo je zadaly třetí straně. Vláda pomůže zavést národní standardy pro zefektivnění procesu. Rámec se na první pohled zdá docela pěkný, ale má několik velmi zjevných nedostatků.
Nyní, když známe historii a zásady, se můžeme ponořit do několika technických detailů o recyklaci baterií elektromobilů. Vyřazené baterie se do systému dostaly dvěma kanály: z automobilů, které procházejí výměnou baterie, a z automobilů na konci jejich životnosti. V druhém případě je baterie stále uvnitř vozu a je vyjmuta v rámci procesu demontáže na konci jejich životnosti. Tento proces je stále velmi manuální, zejména v Číně. Poté následuje krok zvaný předúprava. Bateriové články je třeba vyjmout z obalu a otevřít, což je náročné, protože neexistuje standardní konstrukce bateriového bloku. Proto se to musí dělat ručně pomocí specializovaného nářadí.
Jakmile je baterie vyjmutad, co se stane neVýkon závisí na typu lithium-iontové baterie uvnitř auta. Začněme s NMC baterií, která je v Číně nejběžnější. Čtyři recyklační společnosti NMC baterií chtějí získat zpět. Katodové aktivní materiály. Ekonomická analýza z roku 2019 odhaduje, že i když tvoří pouze 4 % hmotnosti baterií, tvoří více než 60 % celkové hodnoty recyklace baterií. Technologie recyklace NMC jsou relativně vyspělé. Společnost Sony byla průkopníkem v roce 1999. Existují dvě hlavní technologické metody, pyrometalurgická a hydrometalurgická. Začněme s pyrometalurgií. Pyro znamená oheň. Baterie se roztaví na slitinu železa, mědi, kobaltu a niklu.
Dobrý materiál se poté získává hydrometalurgickými metodami. Pyrometody spalují elektrolyty, plasty a lithné soli. Ne všechno se tedy dá získat zpět. Uvolňují se toxické plyny, které je třeba zpracovat, a je to poměrně energeticky náročné, ale v průmyslu to bylo široce přijato. Hydrometalurgické metody používají vodné rozpouštědlo k oddělení požadovaných materiálů kobaltem od sloučeniny. Nejčastěji používanými rozpouštědly jsou kyselina sírová a peroxid vodíku, ale existuje i mnoho dalších. Ani jedna z těchto metod není ideální a je zapotřebí dalšího výzkumu k řešení jejich technických nedostatků. Lithium-železité fosfátové baterie tvoří v roce 2019 přibližně 30 % čínského trhu s elektromobily. Energetická hustota těchto baterií není tak vysoká jako u jejich protějšků NMC, ale neobsahují prvky, jako je nikl a kobalt. Jsou pravděpodobně také bezpečnější.
Čína je také světovým lídremve vědě a komercializaci lithium-železité fosforečnanu, bateriových technologií, čínské společnosti, současné ampérové technologie. Je jedním z lídrů ve výrobě v této oblasti. Mělo by dávat smysl, aby byl průmysl v zemi schopen tyto články také recyklovat. Nicméně recyklace těchto věcí se ukázala jako technicky náročnější, než se očekávalo. Částečně je to způsobeno tím, že mají pestřejší směs materiálů, což vyžaduje dodatečné nákladné předúpravy, aa pak ekonomicky lithiumŽelezofosfátové baterie neobsahují stejné cenné kovy jako baterie NMC, které znají nikl, měď nebo kobalt. A to vedlo k nedostatku investic do této oblasti. Existují slibné hydrometalurgické experimenty, které dokázaly vylouhovat až 85 % lithia ve formě uhličitanu lithného.Spekuluje se, že by to mělo stát kolem 650 dolarů.zpracovattuna použitých lithium-železito-fosfátových baterií. To zahrnuje náklady na energii a materiál, nepočítaje náklady na stavbutovárna. Potenciální využití a další prodej lithia by mohly pomoci zvýšit ekonomickou proveditelnost recyklace, ale porota o tom stále nerozhodla. Byly tyto metody dosud zavedeny v komerčním měřítku? Rámec z roku 2018 toho hodně nabízí, ale některé věci nechává být uspokojivé. Jak všichni víme v životě, ne všechno se dá upravit v úhledném malém kroužku. Chybí zde několik mezer, takže si pojďme trochu popovídat o některých politických otázkách, které stále visí ve vzduchu. Hlavní statistický cíl v míře uvolňování nebo využití surovin. 98 % niklu a kobaltu, 85 % manganu pro samotné lithium a 97 % pro materiály vzácných zemin. Teoreticky je to vše možné. Například jsem právě mluvil o získání 85 % nebo více lithia z lithium-železito-fosfátových baterií. Také jsem zmínil, že bude obtížné dosáhnout tohoto teoretického maxima kvůli neefektivitě v reálném světě a rozdílům v praxi. Pamatujte, že existuje mnoho způsobů, jak lze bateriové články vyrobit. Balit, prodávat a používat. Neexistuje ani zdaleka taková standardizace, jakou vidíme u válcových baterií prodávaných ve vašem modelu 711. V politickém rámci chybí konkrétní dotace a národní podpora pro realizaci tohoto cíle. Dalším velkým problémem je, že rámec hospodářské politiky nic nedělá.Nevyčleňovat peníze na podporu sběru použitých baterií. Existuje několik pilotních programů zpětného odkupu provozovaných obcemi, ale nic na národní úrovni. To by se mohlo změnit, možná zavedením poplatku nebo daně, ale v současné době si to musí financovat sami soukromí hráči. To je problém, protože tito velcí výrobci elektromobilů mají jen malou ekonomickou motivaci ke sběru a recyklaci svých baterií.
V letech 2008 až 2015 klesly náklady na výrobu a výrobu baterií pro elektromobily z 1000 USD za kilowatthodinu na 268 USD. Očekává se, že tento trend bude pokračovat i v příštích několika letech. Pokles nákladů sice učinil baterie ještě dostupnějšími než kdy dříve, ale zároveň snížil motivaci ke sběru a recyklaci těchto baterií. A protože se tyto baterie od sebe liší, je obtížné navýšit procesy předběžného zpracování a recyklace, takže se celý podnik ukazuje jako nákladová zátěž pro výrobce. Kteří už teď pracují s poměrně nízkými maržemi?
Bez ohledu na to jsou výrobci elektromobilů ze zákona první, kdo musí nakládat se svými starými použitými bateriemi a recyklovat je, a navzdory ekonomické neatraktivnosti celého podniku pilně spolupracují s velkými společnostmi, aby zřídili oficiální kanály pro recyklaci baterií. Vzniklo několik velkých recyklačních společností. Mezi příklady patří Tyson recycling pro Zhejiang Huayou Cobalt, Jiangxi Ganfeng lithium, Hunan Brunp a lídr na trhu GEM. Navzdory existenci těchto licencovaných velkých společností se však většina čínského recyklačního sektoru skládá z malých, nelicencovaných dílen. Tyto neformální obchody nemají správné nástroje ani školení. V podstatě chodí do…Tyto baterie pak shánějí katodové materiály, dále je prodávají nejvyšší nabídce a zbytek se vyhazují. To je samozřejmě obrovské bezpečnostní a environmentální riziko. V důsledku tohoto obcházení pravidel a předpisů mohou tyto sekáče platit majitelům elektromobilů za jejich baterie více, a proto jsou upřednostňovány před, cituji, konec citací, oficiálními kanály. Míra recyklace lithium-iontových baterií v Číně tak zůstává v roce 2015 poměrně nízká. Činila asi 2 %. Od té doby vzrostla na 10 % v roce 2019. Je to sice kýčovité oko, ale stále je to daleko od ideálu. A rámec z roku 2018 nestanoví cíl pro míru sběru baterií. Kuriózní opomenutí. Čína se s tímto problémem potýká i na jiné frontě baterií, u úctyhodných olověných baterií, této 150 let staré technologie.se v Číně velmi běžně používá. Dodávají hvězdnou energii pro jejich automobily a jsou stále velmi oblíbené pro elektrokola. A to i přes nedávná nařízení, která podporují jejich nahrazování lithium-iontovými bateriemi. Čínská recyklace olověných baterií však zdaleka nedosahuje očekávání a standardů. V roce 2017 bylo recyklováno méně než 30 % z 3,3 milionu tun odpadu z olověných baterií vyprodukovaného v Číně. Důvody tohoto nízkého procenta recyklace jsou velmi podobné jako v případě lithium-iontových baterií. Neformální dílny obcházejí pravidla a předpisy, a proto si mohou dovolit platit za spotřebitelské baterie mnohem více. Římané jasně uvedli, že olovo není zrovna nejekologičtější látkou. Čína v posledních letech zažila v důsledku tohoto nesprávného zacházení několik závažných otrav olovem. Vláda se proto nedávno zavázala, že proti těmto neformálním dílnám, kterých je v zemi odhadem přes 200, zakročí. Cílem je pokusit se dosáhnout 40% míry recyklace v roce 2020 a 70% v roce 2025. Vzhledem k tomu, že míra recyklace olověných baterií v Americe je od roku 2014 na 99 %, nemělo by to být tak obtížné.
Vzhledem k technickým a ekologickým aspektůmVzhledem k ekonomickým obtížím spojeným s recyklací baterií elektromobilů se průmysl zamýšlel nad způsoby, jak tyto věci více využít, než je poslal do hrobu. Největší potenciální možností by bylo jejich opětovné použití v projektech energetické sítě. Tyto baterie mají koneckonců stále 80% kapacitu a mohou ještě mnoho let vydržet, než definitivně vypadnou. V tomto ohledu vedou Spojené státy. Čína experimentuje s použitými autobateriemi pro stacionární projekty ukládání energie od roku 2002. Čína však realizovala několik zajímavých demonstračních projektů. Jedním z nejdéle fungujících je projekt větrné a solární energie Zhangbei v provincii Che-pej. Projekt v hodnotě 1,3 miliardy dolarů vznikl ze společného úsilí čínského státního podniku State Grid a výrobce baterií pro elektromobily BYD, který prokázal proveditelnost použití baterií Second Life EV k podpoře a správě energetické sítě. V posledních letech se v Pekingu a provincii Jiangsu objevilo více projektů recyklace baterií pro elektromobily, které se snaží vyhodit a svítí dál. Vláda se na to hodně zaměřuje, ale myslím si, že v konečném důsledku spíše předchází problému recyklace, než ho vyřeší. Protože nevyhnutelným koncem každé baterie je buď recyklace, nebo skládka. Čínská vláda odvedla obdivuhodnou práci při podpoře budování tohoto prosperujícího ekosystému. Země je nezpochybnitelným lídrem v určitých aspektech technologie baterií a několik gigantů z řady V má v této oblasti své sídlo. Mají šanci skutečně změnit křivku emisí z automobilů. Takže v jistém smyslu je tento problém s recyklací příjemný. Je to známka čínského úspěchu. Problém je však stále problémem a toto odvětví otálí s vytvářením vhodných recyklačních sítí, předpisů a technologií.
Čínská vláda se může v otázce vedení a motivace spotřebitelů k správným recyklačním návykům obrátit na politiku Spojených států. Dotace je třeba poskytovat podnikům v odvětví technologií předúpravy a recyklace, nejen ve výrobě. V opačném případě spotřeba energie a škody na životním prostředí spojené s likvidací baterií převáží nad veškerým přínosem, který z přechodu na elektromobily získáme.
Čas zveřejnění: 1. srpna 2023