China es el mayor mercado mundial de vehículos eléctricos, con más de 5,5 millones vendidos en marzo de 2021. Esto es positivo en muchos sentidos. China tiene la mayor cantidad de automóviles del mundo y estos están reemplazando los gases de efecto invernadero. Sin embargo, estos vehículos conllevan sus propias preocupaciones en materia de sostenibilidad. Existe la preocupación por el daño ambiental derivado de la extracción de elementos como el litio y el cobalto. Otra preocupación está relacionada con el inminente problema de los residuos. China está comenzando a experimentar la vanguardia de este problema.
En 2020, se desmantelaron 200.000 toneladas de baterías y se prevé que la cifra llegue a 780.000 toneladas para 2025. Observe el inminente problema del desperdicio de baterías de vehículos eléctricos en China y lo que está haciendo al respecto el mercado de vehículos eléctricos más grande del mundo.
Casi toda ChinaLos vehículos eléctricos funcionan con baterías de iones de litio. Su ligereza, alta densidad energética y larga vida útil las convierten en la opción preferida para los vehículos eléctricos. Las baterías tienen tres características principales:Componentes y ánodo, cátodo y electrolito. De losEl cátodo es el más caro y significativo. Distinguimos estas baterías en gran medida según sus características catódicas.No quiero profundizar demasiado en este tema, pero la mayoría de las baterías de vehículos eléctricos de China tienen cátodos de óxidos de litio, níquel, manganeso y cobalto, denominados MCS. Estas baterías se retiran cuando su capacidad alcanza aproximadamente el 80 %, lo que equivale a una vida útil de entre 8 y 10 años. Esto, por supuesto, depende de factores como la frecuencia de carga, los hábitos de conducción y las condiciones de la carretera.
Pensé que te gustaría saberlo. Con la primera gran ola de vehículos eléctricos...Con la puesta en marcha de estas baterías entre 2010 y 2011, la infraestructura para la recolección y el procesamiento de estas baterías debía estar lista para finales de la década. Ese era el reto y el plazo que el gobierno chino debía afrontar. Tras los Juegos Olímpicos de Pekín, el gobierno chino comenzó a promover la fabricación y el uso de vehículos eléctricos entre el público general. En ese momento, las únicas regulaciones que se establecieron eran las normas de seguridad de la industria, ya que muchos componentes de las baterías son bastante tóxicos. A principios de 2010, se observó una creciente adopción de los vehículos eléctricos y, con ello, la creciente necesidad de gestionar sus residuos.
En 2012, el government publicó una guía de políticas para la industria de vehículos eléctricos en general. Por primera vez, la guía enfatizó la necesidad de, entre otras cosas,En resumen, un sistema operativo de reciclaje de baterías de vehículos eléctricos. En 2016, varios ministerios se unieron para establecer una dirección unificada para el problema de los residuos de baterías de vehículos eléctricos. Los fabricantes de vehículos eléctricos serían responsables de recuperar las baterías de sus vehículos. Deben establecer sus propias redes de servicio posventa o confiar la recogida de baterías de vehículos eléctricos usadas a terceros.
El gobierno chino tiende a declarar primero una política, guía o dirección antes de establecer normas más específicas posteriormente. La declaración de 2016 indicó a las empresas de vehículos eléctricos que debían esperar más información al respecto en los próximos años. Por ello, en 2018, se publicó con rapidez el marco de políticas de seguimiento, titulado "Medidas provisionales para la gestión del reciclaje y la utilización de baterías de vehículos de nueva energía". Cabe preguntarse si se refiere a aleros y también a híbridos. El organismo responsable de su aplicación sería el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información (MIIT).
Ha prometido volverEn 2016, el marco relega en gran medida la responsabilidad a entidades privadas, como los fabricantes de vehículos eléctricos y baterías para vehículos eléctricos, que se ocupan de este problema. El gobierno...Se conocen algunos aspectos técnicos del proyecto, pero no lo harán ellos mismos. Este marco se basa en una política general de gobernanza adoptada por China, denominada Responsabilidad Extendida del Productor (REP). El concepto fundamental es transferir la responsabilidad desde los gobiernos locales y provinciales hacia los propios productores.
El gobierno chino adoptó la REP, que creo surgió del mundo académico occidental a principios de la década de 2000. Como respuesta a las directivas de la UE sobre el creciente problema de los residuos electrónicos, tiene sentido si el gobierno siempre es quien se encarga de la limpieza de todos estos residuos. Las empresas que generan estos residuos nunca tendrán incentivos para facilitar el reciclaje de sus productos. Por lo tanto, en el espíritu de la REP, todos los fabricantes de baterías para vehículos eléctricos deben diseñar baterías fáciles de desmontar y proporcionar detalles técnicos sobre el fin de su vida útil a sus clientes. Los marcadores de vehículos eléctricos...Los fabricantes de vehículos eléctricos, a su vez, podrán establecer y gestionar sus propias redes de recolección y reciclaje de baterías o subcontratarlas a un tercero. El gobierno ayudará a establecer estándares nacionales para agilizar el proceso. El marco parece bastante bueno a primera vista, pero presenta algunas desventajas muy claras.
Ahora que conocemos la historia y la política, podemos profundizar en algunos detalles técnicos sobre el reciclaje de baterías de vehículos eléctricos. Las baterías fuera de servicio ingresan al sistema a través de dos canales: desde los vehículos sometidos a un reemplazo de batería y desde los vehículos al final de su vida útil. En este último caso, la batería permanece dentro del vehículo y se retira como parte del proceso de desmantelamiento al final de su vida útil. Este proceso sigue siendo muy manual, especialmente en China. Después, se realiza un paso llamado pretratamiento. Las celdas de la batería deben extraerse del paquete y abrirse, lo cual es un desafío, ya que no existe un diseño estándar de paquete de baterías. Por lo tanto, debe hacerse manualmente con herramientas especializadas.
Una vez que se quita la bateríad, que pasa neEl xt depende del tipo de batería de iones de litio del coche. Empecemos por la batería NMC, la más común en China. Cuatro recicladores de baterías NMC buscan recuperar los materiales activos del cátodo. Un análisis económico de 2019 estima que, a pesar de representar solo el 4 % del peso de las baterías, representan más del 60 % de su valor residual total. Las tecnologías de reciclaje de NMC son relativamente avanzadas. Sony fue pionera en 1999. Existen dos métodos tecnológicos principales: la pirometalúrgica y la hidrometalúrgica. Empecemos por la pirometalúrgica. Piro significa fuego. La batería se funde en una aleación de hierro, cobre, cobalto y níquel.
El material valioso se recupera mediante métodos hidrometalúrgicos. Los métodos piroeléctricos queman electrolitos, plásticos y sales de litio. Por lo tanto, no todo se puede recuperar. Libera gases tóxicos que deben procesarse y, si bien consume mucha energía, la industria lo ha adoptado ampliamente. Los métodos hidrometalúrgicos utilizan un disolvente acuoso para separar los materiales deseados mediante cobalto del compuesto. Los disolventes más utilizados son el ácido sulfúrico y el peróxido de hidrógeno, pero también existen muchos otros. Ninguno de estos métodos es ideal y se necesita más investigación para abordar sus deficiencias técnicas. Las baterías de fosfato de hierro y litio representaban aproximadamente el 30 % del mercado chino de vehículos eléctricos en 2019. Las densidades energéticas de estas baterías no son tan altas como las de sus contrapartes de NMC, pero no contienen elementos como el níquel ni el cobalto. Probablemente también sean más seguras.
China también es líder mundialer en la ciencia y comercialización del fosfato de hierro y litio, tecnologías de baterías, empresa china, tecnología contemporánea de Ampere. Es uno de los líderes de fabricación en este área. Debería tener sentido que la industria del país también pueda reciclar estas celdas. Dicho esto, reciclar estos productos ha resultado ser técnicamente más difícil de lo previsto. Esto se debe en parte a que contienen una mezcla más variada de materiales, lo que requiere un pretratamiento adicional y costoso.Y luego, económicamente, el litio.Las baterías de fosfato de hierro no contienen los mismos metales valiosos que las baterías NMC, como el níquel, el cobre o el cobalto. Esto ha provocado una escasez de inversión en este nicho. Existen algunos experimentos hidrometalúrgicos prometedores que han logrado lixiviar hasta el 85 % del litio en forma de carbonato de litio.Se especula que costaría alrededor de $650.procesarUna tonelada de baterías de fosfato de hierro y litio usadas. Eso incluye el costo de energía y materiales, sin contar el costo de construcción.Fábrica. La posible recuperación y reventa de litio podría ayudar a que el reciclaje sea más viable económicamente, pero aún no hay una decisión definitiva. ¿Aún no se han implementado estos métodos a escala comercial? El marco de 2018 establece mucho, pero deja algunas cosas que desear. Como todos sabemos, no todo sale bien. Hay algunas lagunas aquí, así que hablemos brevemente sobre algunas de las cuestiones políticas que aún están en el aire. El objetivo estadístico principal en la liberación o tasas de recuperación de materia prima: 98% de níquel-cobalto, 85% de manganeso para el litio y 97% para tierras raras. En teoría, todo esto es posible. Por ejemplo, acabo de hablar de la recuperación del 85% o más del litio de las baterías de fosfato de hierro y litio. También mencioné que será difícil alcanzar este máximo teórico debido a las ineficiencias y diferencias reales sobre el terreno. Recuerden, hay muchas maneras de fabricar celdas de batería: empaquetarlas, venderlas y usarlas. No existe ni de lejos la estandarización que vemos con las baterías cilíndricas que se venden en su 711. El marco político carece de subsidios concretos y apoyo nacional para que esto se haga realidad. Otra gran preocupación es que el marco de política económica no...Asignar fondos para incentivar la recolección de baterías usadas. Existen algunos programas piloto de recompra implementados por los municipios, pero ninguno a nivel nacional. Esto podría cambiar, quizás con un impuesto, pero actualmente el sector privado tiene que financiarlo por sí mismo. Esto representa un problema porque existen pocos incentivos económicos para que estos grandes fabricantes de vehículos eléctricos recolecten y reciclen sus baterías.
Entre 2008 y 2015, el coste de fabricación de baterías para vehículos eléctricos disminuyó de 1000 USD por kilovatio hora a 268 USD. Se prevé que esta tendencia continúe en los próximos años. La reducción de costes ha hecho que las baterías sean más accesibles que nunca, pero al mismo tiempo ha reducido el incentivo para recolectar y reciclar estas baterías. Y dado que estas baterías también son diferentes entre sí, resulta difícil ampliar los procesos de recolección, pretratamiento y reciclaje, por lo que todo el proceso resulta en una carga para sus fabricantes. ¿Quiénes ya trabajan con márgenes de beneficio muy ajustados?
En cualquier caso, los fabricantes de vehículos eléctricos, por ley, son los primeros en gestionar y reciclar sus baterías usadas. A pesar de la falta de atractivo económico de la iniciativa, han colaborado diligentemente con grandes empresas para establecer canales oficiales de reciclaje de baterías. Han surgido algunas grandes empresas de reciclaje, como Tyson, que recicla para Zhejiang Huayou Cobalt, Jiangxi Ganfeng Lithium, Hunan Brunp y el líder del mercado GEM. Sin embargo, a pesar de la existencia de estas grandes empresas con licencia, la mayor parte del sector del reciclaje chino se compone de pequeños talleres sin licencia. Estos talleres informales carecen de las herramientas ni la formación adecuadas. Básicamente, recurren a...Se aprovechan de estas baterías por sus materiales catódicos, las revenden al mejor postor y desechan el resto. Obviamente, esto representa un enorme riesgo para la seguridad y el medio ambiente. Como resultado de esta elusión de las normas y regulaciones, estos desguaces pueden pagar más a los propietarios de vehículos eléctricos por sus baterías y, por lo tanto, son preferidos a los canales oficiales, entre comillas. Por lo tanto, la tasa de reciclaje de iones de litio en China se mantuvo bastante baja en 2015. Era de alrededor del 2%. Desde entonces, ha aumentado al 10% en 2019. Es mucho mejor que un palo en el ojo, pero aún dista mucho de ser ideal. Y el marco de 2018 no establece un objetivo para las tasas de recolección de baterías. Una curiosa omisión. China ha estado lidiando con este problema en otro frente de baterías: la venerable batería de plomo-ácido, una tecnología de 150 años de antigüedad.Se usa con mucha frecuencia en China. Proporcionan la energía estrella para sus automóviles y siguen siendo muy populares para las bicicletas eléctricas. Esto a pesar de las recientes regulaciones que fomentan su reemplazo por baterías de iones de litio. En cualquier caso, el reciclaje chino de baterías de plomo-ácido está muy por debajo de las expectativas y los estándares. En 2017, se recicló menos del 30% de los 3,3 millones de toneladas de residuos de baterías de plomo-ácido generados en China. Las razones de este bajo porcentaje de reciclaje son muy similares a las del caso de las baterías de iones de litio. Los talleres informales de desguace eluden las normas y, por lo tanto, pueden permitirse pagar mucho más por las baterías de los consumidores. Los romanos han dejado claro que el plomo no es precisamente la sustancia más respetuosa con el medio ambiente que existe. China ha experimentado múltiples incidentes importantes de intoxicación por plomo en los últimos años como resultado de este manejo inadecuado. Por lo tanto, el gobierno se ha comprometido recientemente a tomar medidas enérgicas contra estos talleres informales, de los cuales se estima que hay más de 200 en todo el país. El objetivo es intentar alcanzar un porcentaje de reciclaje del 40% en 2020 y del 70% en 2025. Considerando que el porcentaje de reciclaje de baterías de plomo-ácido en Estados Unidos ha sido del 99% desde al menos 2014, no debería ser tan difícil.
Considerando los aspectos técnicos y ecológicosAnte las dificultades económicas asociadas con el reciclaje de baterías de vehículos eléctricos, la industria ha buscado maneras de aprovecharlas mejor antes de desecharlas. La opción con mayor potencial sería reutilizarlas en proyectos de redes eléctricas. Después de todo, estas baterías aún tienen un 80% de su capacidad y pueden funcionar durante muchos años antes de que se agoten definitivamente. Estados Unidos lidera este proceso, habiendo experimentado con baterías de automóviles usadas para proyectos de almacenamiento de energía estacionaria desde 2002. Sin embargo, China ha llevado a cabo algunos proyectos de demostración interesantes. Uno de los más antiguos es el proyecto de energía eólica y solar de Zhangbei, en la provincia de Hebei. El proyecto, de 1300 millones de dólares, surge de un esfuerzo conjunto entre la empresa estatal china State Grid y el fabricante de baterías para vehículos eléctricos BYD, que demostró la viabilidad de utilizar baterías de vehículos eléctricos de Second Life para respaldar y gestionar una red eléctrica. En los últimos años han surgido más proyectos de reciclaje de baterías de vehículos eléctricos en Pekín y Jiangsu, y la tecnología sigue funcionando. El gobierno está prestando mucha atención a esto, pero creo que, en última instancia, previene el problema del reciclaje en lugar de resolverlo. Porque el fin inevitable de toda batería es el reciclaje o el vertedero. El gobierno chino ha realizado una labor admirable al fomentar la creación de este próspero ecosistema. El país es líder indiscutible en ciertos aspectos de la tecnología de baterías y, en varios casos, gigantes de la tecnología V tienen su sede allí. Tienen la oportunidad de realmente reducir las emisiones de los automóviles. Así que, en cierto modo, este problema del reciclaje es un buen problema. Es un indicio del éxito de China. Pero el problema sigue siendo un problema y la industria ha estado dando largas al establecimiento de las redes, regulaciones y tecnologías de reciclaje adecuadas.
El gobierno chino puede recurrir a la política estadounidense para obtener orientación e incentivar y fomentar hábitos adecuados de reciclaje por parte de los consumidores. Es necesario otorgar subsidios a las empresas de las industrias de tecnología de pretratamiento y reciclaje, no solo a las manufactureras. De lo contrario, el consumo de energía y el daño ambiental asociados con la eliminación de estas baterías superarán cualquier beneficio que obtengamos de la transición a los vehículos eléctricos.
Hora de publicación: 01-ago-2023