Kina er verdens største el-marked med over 5,5 millioner solgt i marts 2021. Dette er en god ting på mange måder.Kina har flest biler i verden, og disse erstatter skadelige drivhusgasser.Men disse ting har deres egne bekymringer om bæredygtighed.Der er bekymringer om miljøskader som følge af udvinding af elementer som lithium og kobolt.Men en anden bekymring har at gøre med er det kommende problem med affald.Kina begynder at opleve forkanten af dette problem.
I 2020. 200.000 tons batterier blev taget ud af drift, og tallet forventes at skrive 780.000 tons i 2025. Se på Kinas truende problem med EV-batterispild, og hvad verdens største EV-marked gør ved det.
Næsten alle Kinaselbiler drives af lithium-ion-batterier.De er lette, høj energitæthed og lang levetid, hvilket gør dem til det første valg for elektriske biler.Batterier har tre store ckomponenter og anode, en katode og en elektrolyt.Afse, katoden er den dyreste og mest betydningsfulde.Vi skelner stort set mellem disse batterier ud fra deres kattebåde.Not at dykke for dybt ned i dette, men de fleste af Kinas EV-batterier har katoder lavet af enten lithium, nikkel, mangan, cobaltoxider, hermed omtalt som en MCS.Disse batterier går på pension, når deres kapacitet når omkring 80% svarende til vores levetid på omkring 8 til 10 år.Dette afhænger naturligvis af visse faktorer som opladningsfrekvens, kørevaner og vejforhold.
Tænkte du gerne ville vide det.Med den første store bølge af elbilerpå vej på vej engang i 2010 til 2011, skulle infrastrukturen til indsamling og behandling af disse batterier snart være klar ved udgangen af årtiet.Det var udfordringen og tidslinjen, som den kinesiske regering skulle forholde sig til.Efter OL i Beijing begyndte den kinesiske regering at promovere fremstilling og brug af elbiler til offentligheden.På nuværende tidspunkt er de eneste regler, de har udsendt, industriens sikkerhedsstandarder.Da mange batterikomponenter er ret giftige.I begyndelsen af 2010 så en voksende optagelse af det elektriske køretøj og dermed det lige så hurtigt voksende behov for en måde at håndtere deres affald på.
I 2012 gik turenvernment udgav en politisk vejledning for den overordnede EV-industri i den for første gang, understregede vejledningen behovet for bl.a.r ting, et fungerende EV-batterigenbrugssystem.I 2016 gik flere ministerier sammen om at etablere en samlet retning for EV-batteriets affaldsproblem.EV-producenter ville være ansvarlige for at genvinde deres bils batterier.De skal etablere deres egne eftersalgsservicenetværk eller stole på, at tredjeparten indsamler udtjente elbiler.
Den kinesiske regering har en tendens til først at erklære en politik, vejledning eller retning, før den udstikker mere specifikke regler senere.2016-erklæringen signalerer effektivt til elbilselskaberne at forvente mere om dette i de kommende år.Som sådan kom den politiske rammeopfølgning i 2018 hurtigt ud, med titlen de midlertidige foranstaltninger til styring af genanvendelse og Udnyttelse af strømbatterier i nye energikøretøjer.Du spekulerer på, om du kalder meningsudhæng og også hybrider.Håndhævelsesorganet ville være Ministeriet for Industri og Informationsteknologi eller MIIT.
Det har lovet tilbagei 2016 placerer rammen i vid udstrækning byrden på private enheder som EV- og EV-batteriproducenterne, der håndterer dette problem.Regeringen vil overstårse nogle tekniske aspekter af bestræbelsen, men de kommer ikke til at gøre det selv.Denne ramme er bygget oven på en generel regeringspolitik, som kineserne vedtog.Kaldes udvidet producentansvar eller EPJ.Det åndelige koncept er at flytte ansvaret opstrøms fra de lokale og provinsregeringer til producenterne selv.
Den kinesiske regering vedtog EPJ, som jeg tror kom ud af den vestlige akademiske verden i begyndelsen af 2000'erne.Som et svar på EU-direktiver vedrørende et voksende E-affaldsproblem, og det giver intuitiv mening, hvis det er regeringen, der altid er den, der rydder op i alt dette E-affald.De virksomheder, der gør, at affaldet aldrig vil blive tilskyndet til at gøre deres ting nemmere at genbruge.Derfor skal alle producenter af elbilbatterier i ånden bag EPR designe batterier, der er lette at adskille og levere tekniske, end-of-life detaljer til deres kunder – EV-markørerned EV-markørerne til enten at oprette og drive deres egne batteriindsamlings- og genbrugsnetværk eller outsource dem til en tredjepart.Regeringen vil hjælpe med at etablere nationale standarder for at strømline processen.Rammerne virker ret pæne på overfladen, men der er nogle helt klare ulemper.
Nu hvor vi kender historien og politikken, kan vi næste dykke ned i et par tekniske detaljer om genbrug af elbiler.Udtjente batterier kom ind i systemet gennem to kanaler fra biler, der gennemgår en batteriudskiftning, og fra biler.I slutningen af deres liv.For sidstnævnte er batteriet stadig inde i bilen og fjernes som en del af afslutningsprocessen.Dette er fortsat en meget manuel proces, især i Kina.Derefter er et trin kaldet forbehandling.Battericellerne skal trækkes ud af pakken og åbnes, hvilket er en udfordring, da der ikke er noget standard batteripakkedesign.Det skal derfor gøres i hånden ved hjælp af specialværktøj.
Når batteriet er fjernetd, hvad sker der next afhænger af typen af lithium-ion-batteri inde i bilen.Lad os starte med NMC-batteriet, det mest almindelige i Kina.Fire NMC-batterigenbrugere ønsker at genvinde.Katode aktive materialer.Økonomisk analyse for 2019 anslår, at på trods af, at de kun udgør 4 % af batteriernes vægt, udgør de over 60 % af batteriernes samlede bjærgningsværdi.NMC genbrugsteknologier er relativt modne.Sony var pionerer i 1999. Der er to store teknologiske metoder, Pyrometallurgisk og hydrometallurgisk.Lad os starte med Pyro metallurgical.Pyro betyder ild.Batteriet smeltes til en legering af jern, kobber, kobolt og nikkel.
De gode ting hentes derefter ved hjælp af hydrometallurgiske metoder.Pyro-metoder brænder af.Elektrolytter, plast og lithiumsalte.Så ikke alt kan genoprettes.Det frigiver giftige gasser, der skal behandles, og det er ret energikrævende, men det er blevet bredt vedtaget af industrien.Hydrometallurgiske metoder bruger et vandigt opløsningsmiddel til at adskille de ønskede materialer med kobolt fra forbindelsen.De mest almindeligt anvendte opløsningsmidler er svovlsyre og hydrogenperoxid, men der er også mange andre.Ingen af disse metoder er ideelle, og der er behov for yderligere arbejde for at afhjælpe deres tekniske mangler.Lithium-jernfosfat-batterier udgør omkring 30 % af det kinesiske el-marked fra 2019. Disse batteriers energitæthed er ikke så høje som deres NMC-modstykker, men de er fri for elementer som nikkel og kobolt.Der også nok mere sikkert.
Kina er også verdens førendeer i videnskaben og kommercialiseringen af lithiumjernfosfat, batteriteknologier, kinesisk virksomhed, moderne ampereteknologi.Er en af produktionslederne på dette område.Det burde give mening, at landets industri også er i stand til at genbruge disse celler.Når det er sagt, har genbrug af disse ting vist sig at være mere teknisk vanskeligt end forventet.Dette skyldes til dels, at de har en mere varieret blanding af materialer, hvilket nødvendiggør yderligere dyrt forbehandlingsarbejde, enog så økonomisk lithiumjernfosfatbatterier har ikke de samme værdifulde metaller, som NMC-batterierne kender nikkel, kobber eller kobolt.Og det har ført til mangel på investeringer i nichen.Der er nogle lovende hydrometallurgiske eksperimenter, som har været i stand til at udvaske op til 85 % af lithiumet i form af lithiumcarbonat.Spekulationer er, at det ville koste omkring $650at behandleet ton brugte lithiumjernfosfatbatterier.Det inkluderer energi- og materialeomkostninger, ikke medregnet omkostningerne ved at byggefabrik.Den potentielle genvinding og videresalg af lithium kunne hjælpe med at gøre genanvendelse mere økonomisk gennemførlig, men juryen er stadig ude om dette.Er disse metoder endnu ikke blevet implementeret i kommerciel skala?2018-rammen lægger op til meget, men den lader nogle ting tilbage at ønske.Som vi alle ved i livet, er det ikke alt, der får tide op i en pæn lille sløjfe.Der mangler et par huller her, så lad os tale lidt om nogle af de politiske spørgsmål, der stadig ligger i luften.Det overordnede statistiske mål ved frigivelses- eller råvaregenvindingsrater.98% nikkelkobolt, mangan 85% for lithium selv og 97% for sjældne jordarters materialer.Rent teoretisk er dette alt muligt.For eksempel talte jeg lige om at genvinde 85 % eller mere af lithium fra lithiumjernfosfatbatterier.Jeg nævnte også, at det vil være svært at opnå dette teoretiske maksimum på grund af ineffektivitet og forskelle i den virkelige verden.Husk, at der er mange måder, hvorpå battericeller kan laves.Pakket, solgt og brugt.Der er ikke i nærheden af den standardisering, som vi ser med cylindriske batterier, der sælges i din 711. De politiske rammer mangler konkrete tilskud og national støtte til at gøre dette til virkelighed.En anden stor bekymring er, at den økonomiske politik ikke gør dett afsætte penge til at tilskynde til indsamling af brugte batterier.Der er enkelte tilbagekøbs-pilotprogrammer, som drives af kommunerne, men intet på landsplan.Dette kunne ændre sig, måske med en afgift eller skat, men lige nu skal de private aktører selv finansiere det.Dette er et problem, fordi der er ringe økonomisk incitament for disse store elbilproducenter til at indsamle og genbruge deres batterier.
Fra 2008 til 2015 faldt produktionsomkostningerne og el-batterier fra 1000 USD pr. kilowatttime til 268. Den tendens forventes at fortsætte over de næste par år.Faldet i omkostningerne gjort endnu mere tilgængeligt end nogensinde, men samtidig har de også sænket incitamentet til at indsamle og genbruge disse batterier.Og da disse batterier også er forskellige fra hinanden, er det svært at opskalere indsamlingsforbehandlings- og genbrugsprocesserne, så hele forehavendet viser sig at være et omkostningsdræn for deres producenter.Hvem arbejder allerede med ret snævre marginer til at begynde med?
Uanset hvad er elbilproducenterne ved lov først i køen til at håndtere og genbruge deres gamle brugte batterier, og på trods af hele forehavendets økonomiske uattraktivhed, har de været flittige i samarbejde med store virksomheder for at oprette officielle kanaler til at genbruge et batteri.Et par store genbrugsvirksomheder er spiret frem.Eksempler omfatter Tyson-genbrug til Zhejiang Huayou Cobalt.Jiangxi Ganfeng lithium, Hunan Brunp og markedsleder GEM.Men på trods af eksistensen af disse licenserede store virksomheder, består størstedelen af den kinesiske genbrugssektor af små, ulicenserede værksteder.Disse uformelle butikker har ikke de rigtige værktøjer eller uddannelse.De går dybest set til tilvandt på disse batterier for deres katodematerialer, videresælger dem til højestbydende og dumper resten.Dette er naturligvis en massiv sikkerheds- og miljørisiko.Som et resultat af denne omkreds af regler og forskrifter kan disse chop-butikker betale EV-ejere mere for deres batterier, og som sådan foretrækkes de frem for officielle kanaler.Således er lithium-ion-genanvendelsesprocenten i Kina fortsat ret lav i 2015. Den var omkring 2%.Det er siden vokset til 10% i 2019. Det slår en skarp pind i øjet, men det er stadig langt fra ideelt.Og 2018-rammen sætter ikke et mål for batteriindsamlingsrater.En mærkelig udeladelse.Kina har kæmpet med dette problem på en anden batterifront, det ærværdige blybatteri, denne 150 år gamle teknologier meget almindeligt brugt i Kina.De leverer stjernekraften til deres biler og er stadig meget populære til E-cykler.Dette er på trods af de seneste regler for at tilskynde til at erstatte dem med lithium-ion.Under alle omstændigheder lever kinesisk genanvendelse af blybatteriet langt under forventningerne og benchmarks.I 2017 bliver mindre end 30 % af de 3,3 millioner tons blybatteriaffald, der genereres i Kina, genanvendt.Årsagerne til denne lave genanvendelsesprocent minder meget om lithium-ion-huset.Uformelle chop-butikker går uden om reglerne og forskrifterne og har derfor råd til at betale meget mere for forbrugernes batterier.Romerne har gjort det klart, at bly ikke ligefrem er det mest miljøvenlige stof der findes.Kina har oplevet adskillige større blyforgiftningshændelser i de seneste år som følge af denne ukorrekte håndtering.Regeringen har således for nylig givet tilsagn om at slå ned på disse uformelle butikker, som det anslås, at der er over 200 af landet over.Målet er at forsøge at nå en genanvendelsesprocent på 40 % i 2020 og 70 % i 2025. I betragtning af, at genbrugsprocenten for blysyrebatterier i Amerika har ligget på 99 % siden mindst 2014, burde det ikke være så svært.
Med tanke på det tekniske og økonomiske vanskeligheder forbundet med genbrug af el-batterier, har industrien tænkt over måder at gøre mere brug af disse ting på, før de sendes i graven.Den højeste potentielle mulighed ville være at genbruge dem i elnetprojekter.Disse batterier har trods alt stadig 80% kapacitet og kan stadig gå fra mange år, før de endelig slutter for altid.USA fører an her.Efter at have eksperimenteret med brugte bilbatterier til stationære energilagringsprojekter siden 2002. Men Kina har lavet nogle interessante demonstrationsprojekter.Et af de længst fungerende er Zhangbei vind- og solenergiprojektet i Hebei-provinsen.Projektet på 1,3 milliarder dollar udspringer af en fælles indsats fra den kinesiske statsejede virksomhed State Grid og EV-batteriproducenten BYD, og demonstrerede gennemførligheden af at bruge Second Life EV-batterier til at understøtte og administrere et elnet.Flere projekter til genbrug af el-batterier er kommet op i de seneste år i Beijing, Jiangsu, og det skinner på.Regeringen sætter meget fokus på dette, men jeg tror i sidste ende, at det i højere grad forhindrer genbrugsproblemet, der løser det.Fordi den uundgåelige ende af hvert batteri er enten genbrug eller lossepladsen.Den kinesiske regering har gjort et beundringsværdigt stykke arbejde med at tilskynde til skabelsen af dette blomstrende økosystem.Landet er den ubestridte førende inden for visse aspekter af batteriteknologi, og separat, V-giganter er baseret der.De har en chance for virkelig at bøje kurven i bilers emissioner.Så på en måde er dette genbrugsproblem et godt problem at have.Det er et tegn på Kinas succes.Men problemet er stadig et problem, og industrien har slæbt fødderne og etableret de rigtige genbrugsnetværk, regler og teknologier.
Den kinesiske regering kan se til USA's politik for at få vejledning og incitament og muliggør korrekte genbrugsvaner for forbrugere.Og subsidier skal uddeles til virksomheder i forbehandlings- og genbrugsteknologiindustrien, ikke kun til fremstilling.Ellers vil energiforbruget og miljøskader forbundet med disse batteribortskaffelser opveje den fordel, vi får ved at skifte til EV.
Indlægstid: Aug-01-2023