Hiina on maailma suurim elektriautode turg, kus 2021. aasta märtsi seisuga oli müüdud üle 5,5 miljoni auto. See on mitmes mõttes hea asi. Hiinal on maailmas enim autosid ja need asendavad kahjulikke kasvuhoonegaase. Kuid neil asjadel on omad jätkusuutlikkusega seotud probleemid. On mure keskkonnakahjustuste pärast, mis tulenevad selliste elementide nagu liitium ja koobalt kaevandamisest. Teine mure on aga tulevane jäätmeprobleem. Hiina hakkab selle probleemi esirinnas kogema.
2020. aastal dekomisjoneeriti 200 000 tonni akusid ja eeldatavasti kasvab see arv 2025. aastaks 780 000 tonnini. Vaadake Hiina ähvardavat elektriautode akujäätmete probleemi ja seda, mida maailma suurim elektriautode turg sellega ette võtab.
Peaaegu kogu HiinaElektriautosid toidavad liitiumioonakud. Need on kerged, suure energiatihedusega ja pika tsükliga, mis teeb neist elektriautode esimese valiku. Akudel on kolm peamist omadustkomponendid ja anood, katood ja elektrolüüt.Näiteks katood on kõige kallim ja olulisem. Me eristame neid akusid suuresti nende kategooria järgi.Ei tahaks sellesse liiga sügavuti sukelduda, aga enamikul Hiina elektriautode akudel on katoodid, mis on valmistatud kas liitiumist, niklist, mangaanist või koobaltoksiidist, mida edaspidi nimetatakse MCS-iks. Need akud eemaldatakse kasutusest, kui nende mahtuvus jõuab umbes 80%-ni, mis vastab meie umbes 8–10-aastasele kasutuseale. See sõltub muidugi teatud teguritest, nagu laadimissagedus, sõiduharjumused ja teeolud.
Mõtlesin, et see tahaks sulle teada. Esimese suure elektriautode lainegaKuigi need akud pidid teele asuma aastatel 2010–2011, pidi nende akude kogumise ja töötlemise infrastruktuur olema valmis kümnendi lõpuks. See oli väljakutse ja ajakava, millega Hiina valitsus pidi tegelema. Pärast Pekingi olümpiamänge hakkas Hiina valitsus propageerima elektrisõidukite tootmist ja kasutamist üldsusele. Sel ajal käsitlesid ainsad kehtestatud eeskirjad tööstuslikke ohutusstandardeid, kuna paljud akukomponendid on üsna mürgised. 2010. aasta alguses kasvas elektrisõidukite populaarsus ja sellega kaasnes sama kiiresti kasvav vajadus jäätmete käitlemise viisi järele.
2012. aastal läksvernment avaldas esmakordselt poliitilise juhise kogu elektriautode tööstusele, milles juhistes rõhutati muu hulgas vajadust...asjad, toimiv elektriautode akude ringlussevõtu süsteem. 2016. aastal ühinesid mitu ministeeriumi, et luua elektriautode akude jäätmeprobleemile ühtne suund. Elektriautode tootjad vastutaksid oma autode akude taaskasutuse eest. Nad peavad looma oma müügijärgse teeninduse võrgustikud või usaldama elektriautode akude jäätmete kogumise kolmandale osapoolele.
Hiina valitsusel on kalduvus kõigepealt välja kuulutada poliitika, juhised või suunad, enne kui hiljem täpsemad reeglid kehtestatakse. 2016. aasta deklaratsioon andis elektriautode ettevõtetele sisuliselt märku, et nad peaksid lähiaastatel selles osas rohkem ootama. Sellisena avaldati 2018. aastal kiiresti poliitikaraamistiku järelmeetmed pealkirjaga „Ajutised meetmed uute energiaallikate akude ringlussevõtu haldamiseks ja kasutamiseks“. Huvitav, kas seda nimetatakse räästaks ja ka hübriidsõidukiteks? Jõustav organ oleks tööstus- ja infotehnoloogiaministeerium ehk MIIT.
See on lubanud tagasi2016. aastal paneb raamistik selle probleemiga tegelemise suuresti eraettevõtetele, näiteks elektriautode ja nende akude tootjatele. Valitsus võtab üle...Nad näevad ettevõtmise mõningaid tehnilisi aspekte, aga nad ei kavatse seda ise teha. See raamistik tugineb üldisele juhtimispoliitikale, mille hiinlased vastu võtsid. Seda nimetatakse laiendatud tootjavastutuseks ehk EPR-iks. Vaimne kontseptsioon on nihutada vastutus kohalikelt ja provintsi omavalitsustelt tootjatele endi.
Hiina valitsus võttis kasutusele EPR-i, mis minu arvates pärines lääne akadeemilistest ringkondadest 2000. aastate alguses. Vastuseks ELi direktiividele kasvava elektroonikajäätmete probleemi kohta ja on intuitiivselt loogiline, et valitsus on alati see, kes kogu selle elektroonikajäätme koristab. Ettevõtteid, mis jäätmeid toodavad, ei motiveerita kunagi oma asju lihtsamini ringlussevõetavaks muutma. Seega peavad kõik elektrisõidukite akude tootjad EPR-i vaimus kavandama akusid, mida on lihtne lahti võtta, ja esitama oma klientidele tehnilist ja eluea lõpu kohta teavet – elektrisõidukite markerid jad elektriautode turundajad omakorda kas loovad ja haldavad oma akude kogumise ja ringlussevõtu võrgustikke või tellivad need kolmandalt osapoolelt. Valitsus aitab kehtestada riiklikud standardid protsessi sujuvamaks muutmiseks. Raamistik tundub pealtnäha üsna kena, kuid sellel on ka mõned väga selged puudused.
Nüüd, kui me teame ajalugu ja poliitikat, saame järgmiseks süveneda elektriautode akude ringlussevõtu tehnilistesse üksikasjadesse. Kasutuselt kõrvaldatud akud sisenesid süsteemi kahe kanali kaudu: autodest, millel toimus akuvahetus, ja autodest nende eluea lõpus. Viimase puhul on aku endiselt auto sees ja see eemaldatakse eluea lõpu lammutamise käigus. See on endiselt väga käsitsi teostatav protsess, eriti Hiinas. Pärast seda järgneb samm, mida nimetatakse eeltöötluseks. Akuelemendid tuleb pakendist välja tõmmata ja avada, mis on keeruline, kuna standardset akupaketi disaini pole. Seega tuleb seda teha käsitsi, kasutades spetsiaalseid tööriistu.
Kui aku on eemaldatudd, mis juhtub next sõltub autos oleva liitiumioonaku tüübist. Alustame Hiinas kõige levinumast NMC-akust. Neli NMC-akude ringlussevõtjat soovivad neid taaskasutada. Katoodi aktiivsed materjalid. 2019. aasta majandusanalüüsi hinnangul moodustavad need akude kogujäätmeväärtusest üle 60%, kuigi need moodustavad vaid 4%. NMC ringlussevõtu tehnoloogiad on suhteliselt küpsed. Sony oli teerajajaks 1999. aastal. On kaks peamist tehnoloogilist meetodit: pürometallurgiline ja hüdrometallurgiline. Alustame pürometallurgilisest. Püro tähendab tuld. Aku sulatatakse raua, vase, koobalti ja nikli sulamiks.
Hea aine eraldatakse seejärel hüdrometallurgiliste meetodite abil. Püromeetodid põletavad ära. Elektrolüüdid, plastid ja liitiumisoolad. Seega ei saa kõike taaskasutada. See eraldab mürgiseid gaase, mida tuleb töödelda, ja see on üsna energiamahukas, kuid tööstuses on see laialdaselt omaks võetud. Hüdrometallurgilised meetodid kasutavad soovitud materjalide eraldamiseks ühendist koobalti abil vesilahustit. Kõige sagedamini kasutatavad lahustid on väävelhape ja vesinikperoksiid, kuid on ka palju teisi. Kumbki neist meetoditest pole ideaalne ja nende tehniliste puuduste kõrvaldamiseks on vaja täiendavat tööd. Liitiumraudfosfaatakud moodustavad 2019. aasta seisuga umbes 30% Hiina elektrisõidukite turust. Nende akude energiatihedus ei ole nii kõrge kui nende NMC analoogidel, kuid need ei sisalda selliseid elemente nagu nikkel ja koobalt. Need on tõenäoliselt ka ohutumad.
Hiina on ka maailmas juhtival kohalliitium-raudfosfaadi, akutehnoloogiate, Hiina ettevõtte ja kaasaegse ampritehnoloogia teaduse ja turustamise alal. On üks selle valdkonna tootmisliidreid. Peaks olema loogiline, et riigi tööstus suudab ka neid elemente taaskasutada. Siiski on nende asjade taaskasutamine osutunud tehniliselt keerulisemaks, kui eeldati. See on osaliselt tingitud sellest, et neil on mitmekesisem materjalide segu, mis nõuab täiendavat kallist eeltöötlust, aja siis majanduslikult liitiumRaudfosfaatpatareides pole samu väärtuslikke metalle nagu NMC-patareides – niklit, vaske või koobaltit. See on viinud investeeringute nappuseni selles nišis. On paljulubavaid hüdrometallurgilisi katseid, mille käigus on suudetud liitiumikarbonaadi kujul leostada kuni 85% liitiumist.Spekulatsioonide kohaselt maksaks see umbes 650 dollarit.töötlematonni kasutatud liitium-raudfosfaat akusid. See hõlmab energia- ja materjalikulusid, arvestamata ehituskulusidtehas. Liitiumi potentsiaalne taaskasutamine ja edasimüük aitaks muuta ringlussevõtu majanduslikult otstarbekamaks, kuid žürii on selles osas veel lahtine. Kas neid meetodeid pole veel kommertslikus mastaabis rakendatud? 2018. aasta raamistik sätestab palju, kuid jätab siiski mõned asjad soovida. Nagu me kõik elus teame, ei saa kõik asjad ühte patta. Siin on mõned puuduvad lüngad, seega räägime natuke mõnest poliitilisest küsimusest, mis on endiselt õhus. Peamine statistiline eesmärk tooraine taaskasutamise määra osas. 98% niklist koobaltist, 85% mangaanist liitiumi enda puhul ja 97% haruldaste muldmetallide puhul. Teoreetiliselt on see kõik võimalik. Näiteks rääkisin just 85% või enama liitiumi taaskasutamisest liitium-raudfosfaatpatareidest. Mainisin ka, et seda teoreetilist maksimumi on raske saavutada reaalse ebatõhususe ja kohapealsete erinevuste tõttu. Pidage meeles, et akuelementide valmistamiseks on palju viise. Pakendada, müüa ja kasutada. See standardiseerimine, mida näeme teie 711-s müüdavate silindriliste patareide puhul, pole kaugeltki nii kõrge. Poliitikaraamistikust puuduvad konkreetsed toetused ja riiklik toetus selle elluviimiseks. Teine suur mure on see, et majanduspoliitika raamistik seda ei tee.t eraldada raha kasutatud akude kogumise stimuleerimiseks. Omavalitsused viivad läbi mõned tagasiostu pilootprogrammid, kuid riiklikul tasandil mitte midagi. See võiks muutuda, võib-olla maksu või lõivu abil, kuid praegu peavad erasektori osalejad seda ise rahastama. See on probleem, sest neil suurtel elektriautode tootjatel on vähe majanduslikku stiimulit oma akude kogumiseks ja ringlussevõtuks.
Aastatel 2008–2015 langesid elektriautode akude tootmiskulud 1000 USA dollarilt kilovatt-tunni kohta 268 dollarini. See trend peaks jätkuma ka järgmistel aastatel. Kulude langus on muutnud need akud veelgi kättesaadavamaks kui kunagi varem, kuid samal ajal on see vähendanud ka stiimulit nende akude kogumiseks ja ringlussevõtuks. Ja kuna need akud on ka üksteisest erinevad, on kogumise eeltöötluse ja ringlussevõtu protsesse keeruline laiendada, seega osutub kogu ettevõtmine tootjatele kulude mahakandmiseks. Kes juba niigi töötavad üsna väikese marginaaliga?
Sellest hoolimata on elektriautode tootjad seaduse järgi esimesed, kes oma vanu kasutatud akusid käitlevad ja ringlusse võtavad, ning hoolimata kogu ettevõtmise majanduslikust ebaatraktiivsusest on nad usinalt teinud koostööd suurettevõtetega, et luua ametlikud kanalid akude ringlussevõtuks. On tekkinud paar suurt ringlussevõtuettevõtet. Näideteks on Tyson, kes tegeleb ringlussevõtuga Zhejiang Huayou Cobaltile, Jiangxi Ganfeng lithium, Hunan Brunp ja turuliider GEM. Kuid hoolimata nende litsentseeritud suurettevõtete olemasolust koosneb suurem osa Hiina ringlussevõtusektorist väikestest litsentseerimata töökodadest. Nendel mitteametlikel töökodadel puuduvad korralikud tööriistad ega väljaõpe. Põhimõtteliselt lähevad nad...nende akude katoodmaterjalide pärast, müües need edasi kõrgeima pakkumise tegijale ja müües ülejäänu maha. Ilmselgelt on see tohutu ohutus- ja keskkonnarisk. Sellise reeglite ja määruste eiramise tulemusel saavad need ringlussevõtuettevõtted elektriautode omanikele akude eest rohkem maksta ning seetõttu eelistatakse neid ametlikele kanalitele. Seega on liitiumioonakude ringlussevõtu määr Hiinas 2015. aastal üsna madal. See oli umbes 2%. Sellest ajast alates on see 2019. aastal kasvanud 10%-ni. See lööb küll terava kepi silma, kuid on ikkagi ideaalist kaugel. Ja 2018. aasta raamistik ei sea akude kogumismääradele eesmärki. Kummaline väljajätt. Hiina on selle probleemiga hädas olnud teisel akude rindel, auväärse pliiaku, selle 150-aastase tehnoloogiaga.on Hiinas väga levinud. Nad annavad oma autodele tähejõu ja on endiselt väga populaarsed elektrirataste puhul. See on nii vaatamata hiljutistele eeskirjadele, mis soodustavad nende asendamist liitiumioonakudega. Igatahes jääb Hiina pliiakude ringlussevõtt ootustest ja võrdlusalustest kaugele maha. 2017. aastal ringlussevõeti vähem kui 30% Hiinas tekkivatest 3,3 miljonist tonnist pliiakude jäätmetest. Selle madala ringlussevõtu protsendi põhjused on väga sarnased liitiumioonakude juhtumiga. Mitteametlikud jäätmekäitlusettevõtted eiravad reegleid ja eeskirju ning saavad seega endale lubada tarbijaakude eest palju rohkem maksta. Roomlased on selgelt öelnud, et plii ei ole just kõige keskkonnasõbralikum aine. Hiinas on viimastel aastatel selle ebaõige käitlemise tagajärjel toimunud mitu suurt pliimürgistusjuhtumit. Seega on valitsus hiljuti lubanud nende mitteametlike poodide vastu võidelda, mida on hinnanguliselt üle 200 üle kogu riigi. Eesmärk on proovida saavutada 40% ringlussevõtu protsent 2020. aastaks ja 70% 2025. aastaks. Arvestades, et pliiakude ringlussevõtu protsent Ameerikas on olnud vähemalt 2014. aastast alates 99%, ei tohiks see nii keeruline olla.
Arvestades tehnilisi ja ökoloogilisi aspekteElektriautode akude ringlussevõtuga seotud majandusraskuste tõttu on tööstusharu mõelnud viisidele, kuidas neid asju enne hauda saatmist rohkem ära kasutada. Suurim potentsiaalne variant oleks nende taaskasutamine elektrivõrguprojektides. Nendel akudel on ju ikkagi 80% mahutavust ja need võivad enne lõplikku rikkiminekut vastu pidada veel aastaid. Ameerika Ühendriigid on siin teerajajaks. Olles alates 2002. aastast katsetanud kasutatud autoakusid statsionaarsete energiasalvestusprojektide jaoks. Kuid Hiina on teinud ka huvitavaid demonstratsiooniprojekte. Üks pikima aja jooksul tegutsevaid on Zhangbei tuule- ja päikeseenergia projekt Hebei provintsis. 1,3 miljardi dollari suurune projekt sai alguse Hiina riigile kuuluva ettevõtte State Grid ja elektriautode akude tootja BYD ühisest pingutusest, mis demonstreeris Second Life'i elektriautode akude kasutamise teostatavust elektrivõrgu toetamiseks ja haldamiseks. Viimastel aastatel on Pekingis, Jiangsus ja prügimäel tekkinud rohkem elektriautode akude ringlussevõtu projekte. Valitsus pöörab sellele palju tähelepanu, kuid ma arvan, et lõppkokkuvõttes ennetab see ringlussevõtu probleemi, mis selle lahendab. Sest iga aku paratamatu lõpp on kas ringlussevõtt või prügimägi. Hiina valitsus on teinud imetlusväärset tööd selle õitsva ökosüsteemi loomise soodustamisel. Riik on akutehnoloogia teatud aspektides vaieldamatu liider ja lisaks asuvad seal ka V-hiiud. Neil on võimalus autode heitkoguste osas kõverat painutada. Seega on see ringlussevõtu küsimus teatud mõttes tore probleem. See näitab Hiina edu. Kuid probleem on endiselt probleem ja tööstusharu on venitanud sobivate ringlussevõtuvõrgustike, eeskirjade ja tehnoloogiate loomisega.
Hiina valitsus võiks otsida suuniseid ning stiimuleid ja soodustada tarbijate ringlussevõtu harjumuste kujunemist. Toetusi tuleks jagada ka eeltöötlus- ja ringlussevõtutehnoloogia ettevõtetele, mitte ainult tootmises tegutsevatele. Vastasel juhul kaaluvad akude utiliseerimisega seotud energiakulu ja keskkonnakahju üles igasuguse kasu, mida me elektrisõidukitele üleminekust saame.
Postituse aeg: 01.08.2023