UUSI

Kuinka suuret markkinat Kiinassa ovat sähköautojen akkujen kierrätykselle

Kiina on maailman suurin sähköautomarkkina, jossa maaliskuuhun 2021 mennessä oli myyty yli 5,5 miljoonaa autoa. Tämä on monella tapaa hyvä asia. Kiinassa on eniten autoja maailmassa, ja nämä autot korvaavat haitallisia kasvihuonekaasuja. Mutta näillä asioilla on omat kestävyysongelmansa. On huolenaiheita litiumin ja koboltin kaltaisten alkuaineiden louhinnasta aiheutuvista ympäristövahingoista. Toinen huolenaihe liittyy tulevaan jäteongelmaan. Kiina alkaa kokea tämän ongelman eturintamassa.

akkujen kierrätys

Vuonna 2020 käytöstä poistettiin 200 000 tonnia akkuja, ja luvun odotetaan kasvavan 780 000 tonniin vuoteen 2025 mennessä. Tarkastellaan Kiinan uhkaavaa sähköautojen akkujäteongelmaa ja sitä, mitä maailman suurimmat sähköautomarkkinat tekevät asialle.

Lähes koko KiinanSähköajoneuvot saavat virtansa litiumioniakuista. Ne ovat kevyitä, energiatiheydeltään korkeita ja pitkän käyttöiän omaavia, mikä tekee niistä ensisijaisen valinnan sähkökäyttöisille autoille. Akuilla on kolme pääasiallista ominaisuuttakomponentit ja anodi, katodi ja elektrolyytti.Katodi on kallein ja merkittävin. Erottelemme nämä akut suurelta osin niiden tyypin perusteella.Ei kannata syventyä tähän liikaa, mutta useimmissa Kiinan sähköautojen akuissa on litium-, nikkeli-, mangaani- tai kobolttioksideista valmistetut katodit, joita tässä kutsutaan MCS:ksi. Nämä akut poistetaan käytöstä, kun niiden kapasiteetti saavuttaa noin 80 %, mikä vastaa noin 8–10 vuoden käyttöikää. Tämä riippuu tietysti tietyistä tekijöistä, kuten lataustiheydestä, ajotavoista ja tieolosuhteista.

Ajattelin, että haluaisit tietää. Ensimmäisen suuren sähköautojen aallon myötäKoska akkujen keräys- ja käsittelyinfrastruktuuri olisi tarkoitus saada tien päälle joskus vuosina 2010–2011, näiden akkujen keräys- ja käsittelyinfrastruktuurin olisi oltava valmis vuosikymmenen loppuun mennessä. Tämä oli haaste ja aikataulu, johon Kiinan hallituksen oli vastattava. Pekingin olympialaisten jälkeen Kiinan hallitus alkoi mainostaa sähköautojen valmistusta ja käyttöä suurelle yleisölle. Tuolloin ainoat heidän asettamansa määräykset koskivat alan turvallisuusstandardeja, koska monet akkukomponentit ovat melko myrkyllisiä. Vuoden 2010 alussa sähköajoneuvojen suosio kasvoi, ja samalla kasvoi yhtä nopeasti tarve tavalle käsitellä niiden jätteitä.

Vuonna 2012 aloitettiinvernment julkaisi ensimmäistä kertaa koko sähköautoteollisuutta koskevan ohjeistuksen, jossa korostettiin muun muassa tarvettar asioita, toimiva sähköautojen akkujen kierrätysjärjestelmä. Vuonna 2016 useat ministeriöt yhdistivät voimansa luodakseen yhtenäisen suunnan sähköautojen akkujen jäteongelmaan. Sähköautojen valmistajat olisivat vastuussa autojensa akkujen talteenotosta. Niiden on perustettava omat jälkimarkkinointiverkostonsa tai luotettava kolmannen osapuolen keräämään sähköautojen akkujätteet.

Kiinan hallituksella on taipumus ensin julistaa politiikka, ohjeistus tai suuntaviivat ennen kuin se myöhemmin asettaa tarkempia sääntöjä. Vuoden 2016 julistus viestittää sähköautoyrityksille tehokkaasti, että he voivat odottaa tästä lisää tulevina vuosina. Niinpä vuonna 2018 julkaistiin ripeästi politiikan kehyksen seuranta, jonka otsikkona oli väliaikaiset toimenpiteet uusien energialähteiden akkujen kierrätyksen ja käytön hallintaa varten. Mietin, kutsutaanko tätä räystäiksi ja myös hybrideiksi. Täytäntöönpanoviranomainen olisi teollisuus- ja tietotekniikkaministeriö eli MIIT.

Se on luvannut takaisinVuonna 2016 kehys asettaa pitkälti vastuun yksityisille toimijoille, kuten sähköautojen ja sähköautojen akkujen valmistajille, jotka käsittelevät tätä ongelmaa. Hallitus aikoo...He näkevät joitakin hankkeen teknisiä puolia, mutta eivät aio tehdä sitä itse. Tämä viitekehys perustuu kiinalaisten omaksumaan yleiseen hallintopolitiikkaan, jota kutsutaan laajennetuksi tuottajavastuuksi eli EPR:ksi. Hengellinen ajatus on siirtää vastuu paikallis- ja maakuntahallinnoilta tuottajille itselleen.

Kiinan hallitus otti käyttöön EPR:n, jonka uskon tulleen länsimaisen akateemisen maailman innoittamaksi 2000-luvun alussa. Vastauksena EU:n direktiiveihin kasvavasta elektroniikkajäteongelmasta, ja on intuitiivisesti järkevää, jos hallitus on aina se, joka siivoaa kaiken tämän elektroniikkajätteen. Jätettä tuottavia yrityksiä ei koskaan kannusteta tekemään tavaroistaan ​​helpommin kierrätettäviä. Näin ollen EPR:n hengessä kaikkien sähköautojen akkujen valmistajien on suunniteltava akkuja, jotka on helppo purkaa, ja annettava asiakkailleen teknisiä tietoja elinkaaren päättymisestä – sähköautojen merkit jad sähköautojen merkitsijät puolestaan ​​joko perustamaan ja ylläpitämään omia akkujen keräys- ja kierrätysverkostojaan tai ulkoistamaan ne kolmannelle osapuolelle. Hallitus auttaa luomaan kansallisia standardeja prosessin virtaviivaistamiseksi. Kehys vaikuttaa pinnalta melko hyvältä, mutta siinä on joitakin hyvin selkeitä haittoja.

Nyt kun tunnemme historian ja käytännöt, voimme seuraavaksi perehtyä muutamiin sähköautojen akkujen kierrätyksen teknisiin yksityiskohtiin. Käytöstä poistetut akut päätyivät järjestelmään kahta kautta: autoista, joihin tehtiin akunvaihto, ja autoista niiden elinkaaren lopussa. Jälkimmäisessä tapauksessa akku on edelleen auton sisällä ja se poistetaan osana purkuprosessia. Tämä on edelleen hyvin manuaalinen prosessi, erityisesti Kiinassa. Tämän jälkeen on vaihe, jota kutsutaan esikäsittelyksi. Akkukennot on vedettävä ulos pakkauksesta ja avattava, mikä on haasteellista, koska akkupakkaukselle ei ole vakiorakennetta. Siksi se on tehtävä käsin erikoistyökaluilla.

Kun akku on irrotettud, mitä tapahtuu äskenxt riippuu auton sisällä olevan litiumioniakun tyypistä. Aloitetaan NMC-akusta, joka on yleisin Kiinassa. Neljä NMC-akkujen kierrättäjää haluaa ottaa talteen. Katodiaktiiviset materiaalit. Vuoden 2019 talousanalyysin mukaan ne muodostavat vain 4 % akkujen painosta, mutta yli 60 % akkujen kokonaisjätearvosta. NMC-kierrätystekniikat ovat suhteellisen kypsiä. Sony oli edelläkävijä vuonna 1999. On olemassa kaksi pääasiallista teknologista menetelmää: pyrometallurginen ja hydrometallurginen. Aloitetaan pyrometallurgisesta. Pyro tarkoittaa tulta. Akku sulatetaan raudan, kuparin, koboltin ja nikkelin seokseksi.

Hyvä aine otetaan sitten talteen hydrometallurgisilla menetelmillä. Pyromenetelmät polttavat elektrolyyttejä, muoveja ja litiumsuoloja. Kaikkea ei siis voida ottaa talteen. Se vapauttaa myrkyllisiä kaasuja, jotka on käsiteltävä, ja se on melko energiaintensiivistä, mutta teollisuus on ottanut sen laajalti käyttöön. Hydrometallurgisissa menetelmissä käytetään vesipitoista liuotinta haluttujen materiaalien erottamiseen koboltista yhdisteestä. Yleisimmin käytetyt liuottimet ovat rikkihappo ja vetyperoksidi, mutta on myös monia muita. Kumpikaan näistä menetelmistä ei ole ihanteellinen, ja niiden teknisten puutteiden korjaamiseksi tarvitaan lisätyötä. Litiumrautafosfaattiakut muodostavat noin 30 % Kiinan sähköautomarkkinoista vuonna 2019. Näiden akkujen energiatiheydet eivät ole yhtä suuria kuin niiden NMC-vastineet, mutta ne ovat vapaita nikkelistä ja koboltista. Ne ovat myös luultavasti turvallisempia.

Kiina on myös maailman johtavalitiumrautafosfaatin tieteen ja kaupallistamisen, akkuteknologioiden, kiinalaisen yrityksen ja nykyaikaisen ampeeriteknologian asiantuntija. On yksi alan johtavista valmistajista. Pitäisi olla järkevää, että maan teollisuus pystyy kierrättämään myös näitä kennoja. Näiden kierrätys on kuitenkin osoittautunut teknisesti vaikeammaksi kuin ennakoitiin. Tämä johtuu osittain siitä, että niillä on monipuolisempi materiaalien yhdistelmä, mikä edellyttää kalliita lisäkäsittelytöitä.ja sitten taloudellisesti litiumRautafosfaattiakuissa ei ole samoja arvokkaita metalleja kuin NMC-akuissa, kuten nikkelissä, kuparissa tai koboltissa. Tämä on johtanut investointien puutteeseen tällä alalla. On olemassa joitakin lupaavia hydrometallurgisia kokeita, joissa on onnistuttu liuottamaan jopa 85 % litiumista litiumkarbonaatin muodossa.Arvellaan, että se maksaisi noin 650 dollaria.käsitellätonni käytettyjä litiumrautafosfaattiakkuja. Se sisältää energia- ja materiaalikustannukset, lukuun ottamatta rakennuskustannuksiatehdas. Litiumin mahdollinen talteenotto ja jälleenmyynti voisivat tehdä kierrätyksestä taloudellisesti kannattavampaa, mutta tästä on vielä epäselvyyttä. Onko näitä menetelmiä vielä otettu käyttöön kaupallisessa mittakaavassa? Vuoden 2018 kehys esittää paljon, mutta se jättää myös muutamia asioita toivomisen varaa. Kuten me kaikki tiedämme elämässä, kaikki ei tapahdu siististi. Tässä on muutamia aukkoja, joten puhutaanpa hieman joistakin vielä ilmassa olevista poliittisista kysymyksistä. Päätavoite päästöjen tai raaka-aineiden talteenottoasteissa. 98 % nikkelistä ja koboltista, 85 % mangaanista itse litiumista ja 97 % harvinaisten maametallien osalta. Teoreettisesti tämä kaikki on mahdollista. Esimerkiksi puhuin juuri 85 %:n tai suuremman litiummäärän talteenotosta litiumrautafosfaattiakuista. Mainitsin myös, että tämän teoreettisen maksimimäärän saavuttaminen on vaikeaa todellisen tehottomuuden ja kentällä olevien erojen vuoksi. Muista, että akkukennoja voidaan valmistaa monella tapaa. Pakata, myydä ja käyttää. Standardointia ei ole läheskään niin paljon kuin 711-koneissa myytävissä sylinterimäisissä akuissa. Poliittisesta kehyksestä puuttuvat konkreettiset tuet ja kansallinen tuki tämän toteuttamiseksi käytännössä. Toinen suuri huolenaihe on, että talouspoliittinen kehys ei...t kohdentaa rahaa käytettyjen akkujen keräyksen kannustamiseen. Kunnat pyörittävät muutamia takaisinosto-kokeiluohjelmia, mutta ei mitään kansallisella tasolla. Tämä voisi muuttua ehkä maksulla tai verolla, mutta tällä hetkellä yksityisen sektorin toimijoiden on rahoitettava se itse. Tämä on ongelma, koska näillä suurilla sähköautovalmistajilla on vain vähän taloudellisia kannustimia akkujen keräämiseen ja kierrättämiseen.

Vuosien 2008 ja 2015 välillä sähköautojen akkujen valmistuskustannukset laskivat 1 000 Yhdysvaltain dollarista kilowattitunnilta 268 dollariin. Tämän trendin odotetaan jatkuvan seuraavien vuosien aikana. Kustannusten lasku on tehnyt akkujen keräämisestä ja kierrätyksestä entistä helpompaa, mutta samalla se on myös vähentänyt kannustimia niiden keräämiseen ja kierrättämiseen. Ja koska akut ovat myös erilaisia ​​toisistaan, keräyksen esikäsittely- ja kierrätysprosessien laajentaminen on vaikeaa, joten koko hanke osoittautuu kustannussyöväksi valmistajille. He työskentelevät jo valmiiksi melko tiukoilla katteilla?

Sähköautojen valmistajat ovat kuitenkin lain mukaan ensisijaisia ​​käsittelemään ja kierrättämään vanhat käytetyt akkunsa, ja vaikka koko hanke on taloudellisesti kannattamaton, he ovat olleet ahkeria yhteistyössä suurten yritysten kanssa perustaakseen virallisia kanavia akkujen kierrätystä varten. Muutamia suuria kierrätysyrityksiä on syntynyt. Esimerkkejä ovat Tyson, joka kierrättää Zhejiang Huayou Cobaltia, Jiangxi Ganfeng lithiumia, Hunan Brunpia ja markkinajohtaja GEMiä. Mutta näiden lisensoitujen suurten yritysten olemassaolosta huolimatta suurin osa Kiinan kierrätyssektorista koostuu pienistä, luvattomista työpajoista. Näillä epävirallisilla työpajoilla ei ole asianmukaisia ​​työkaluja tai koulutusta. He menevät pohjimmiltaan…ostavat näitä akkuja niiden katodimateriaalien vuoksi, myyvät ne edelleen korkeimman tarjouksen tehneelle ja polkumyynnillä loput. Tämä on ilmiselvästi valtava turvallisuus- ja ympäristöriski. Tämän sääntöjen ja määräysten kiertämisen seurauksena nämä keräyspisteet voivat maksaa sähköautojen omistajille enemmän akuistaan, ja siksi niitä suositaan, lainaus, lainaus virallisiin kanaviin verrattuna. Näin ollen litiumioniakkujen kierrätysaste Kiinassa on edelleen melko alhainen vuonna 2015. Se oli noin 2 %. Sittemmin se on noussut 10 prosenttiin vuonna 2019. Se lyö keppiä silmään, mutta tämä on silti kaukana ihanteellisesta. Eikä vuoden 2018 kehyksessä ole asetettu tavoitetta akkujen keräysasteille. Kummallinen puute. Kiina on kamppaillut tämän ongelman kanssa toisella akkurintamalla, kunnioitettavan lyijyakun, tämän 150 vuotta vanhan teknologian osalta.on erittäin yleisesti käytetty Kiinassa. Ne tarjoavat tähtivoimaa autoilleen ja ovat edelleen erittäin suosittuja sähköpyörissä. Tämä huolimatta viimeaikaisista säännöksistä, jotka kannustavat korvaamaan ne litiumioniakuilla. Joka tapauksessa lyijyakkujen kierrätys Kiinassa jää kauas odotuksista ja vertailuarvoista. Vuonna 2017 alle 30 % Kiinassa tuotetusta 3,3 miljoonasta tonnista lyijyakkujätettä kierrätetään. Syyt tähän alhaiseen kierrätysprosenttiin ovat hyvin samanlaiset kuin litiumioniakkujen tapauksessa. Epäviralliset kierrätyskeskukset kiertävät sääntöjä ja määräyksiä ja voivat siten maksaa paljon enemmän kuluttajille tarkoitetuista akuista. Roomalaiset ovat tehneet selväksi, että lyijy ei ole aivan ympäristöystävällisin aine. Kiinassa on viime vuosina tapahtunut useita vakavia lyijymyrkytystapauksia tämän virheellisen käsittelyn seurauksena. Siksi hallitus on äskettäin luvannut puuttua näihin epävirallisiin kauppoihin, joita arvioidaan olevan yli 200 eri puolilla maata. Tavoitteena on pyrkiä 40 prosentin kierrätysprosenttiin vuonna 2020 ja 70 prosenttiin vuonna 2025. Kun otetaan huomioon, että lyijyakkujen kierrätysprosentti Amerikassa on ollut 99 prosentissa ainakin vuodesta 2014 lähtien, sen ei pitäisi olla niin vaikeaa.

Ottaen huomioon tekniset ja ekologisetSähköautojen akkujen kierrätykseen liittyvien taloudellisten vaikeuksien vuoksi teollisuus on miettinyt tapoja hyödyntää näitä asioita enemmän ennen niiden lähettämistä hautaan. Paras potentiaalinen vaihtoehto olisi käyttää niitä uudelleen sähköverkkoprojekteissa. Näiden akkujen kapasiteetti on loppujen lopuksi edelleen 80 %, ja ne voivat toimia vielä useita vuosia ennen kuin ne lopulta hajoavat lopullisesti. Yhdysvallat on tässä edelläkävijä. Se on kokeillut käytettyjä autojen akkuja kiinteissä energian varastointiprojekteissa vuodesta 2002 lähtien. Mutta Kiina on toteuttanut joitakin mielenkiintoisia demonstraatioprojekteja. Yksi pisimpään toimivista on Zhangbein tuuli- ja aurinkoenergiaprojekti Hebein maakunnassa. 1,3 miljardin dollarin projekti on peräisin Kiinan valtion omistaman State Gridin ja sähköautojen akkuvalmistajan BYD:n yhteishankkeesta, joka osoitti Second Life -sähköautojen akkujen käytön toteutettavuuden sähköverkon tukemisessa ja hallinnassa. Viime vuosina on tullut esiin lisää sähköautojen akkujen kierrätysprojekteja Pekingissä, Jiangsussa ja romussa, ja se loistaa. Hallitus keskittyy tähän paljon, mutta mielestäni lopulta se pikemminkin estää kierrätysongelman kuin ratkaisee sen. Koska jokaisen akun väistämätön loppu on joko kierrätys tai kaatopaikka. Kiinan hallitus on tehnyt ihailtavaa työtä kannustaessaan tämän kukoistavan ekosysteemin luomista. Maa on kiistaton johtaja tietyissä akkuteknologian osa-alueissa, ja useamminkin siellä toimii V-jättiläisiä. Heillä on mahdollisuus todellakin taivuttaa autojen päästökäyrää. Joten tavallaan tämä kierrätyskysymys on mukava ongelma. Se on osoitus Kiinan menestyksestä. Mutta ongelma on edelleen ongelma, ja teollisuus on vitkastellut jalkojensa kanssa asianmukaisten kierrätysverkostojen, -säännösten ja -teknologioiden luomisessa.

Kiinan hallitus voi hakea Yhdysvaltojen politiikasta ohjausta ja kannustimia sekä kannustimia asianmukaisten kuluttajien kierrätystottumusten mahdollistamiseen. Tukia on jaettava myös esikäsittely- ja kierrätysteknologian yrityksille, ei pelkästään valmistusteollisuudelle. Muuten akkujen hävittämiseen liittyvä energiankulutus ja ympäristöhaitat ovat suuremmat kuin sähköautoihin siirtymisestä saatava hyöty.


Julkaisun aika: 1. elokuuta 2023