NOVO

Que grande é o mercado chinés para a reciclaxe de baterías de vehículos eléctricos?

China é o maior mercado de vehículos eléctricos do mundo, con máis de 5,5 millóns de unidades vendidas en marzo de 2021. Isto é algo bo en moitos sentidos. China ten a maior cantidade de coches do mundo e estes están a substituír os gases de efecto invernadoiro nocivos. Pero estas cousas teñen as súas propias preocupacións de sustentabilidade. Existe a preocupación polos danos ambientais resultantes da extracción de elementos como o litio e o cobalto. Pero outra preocupación ten que ver co problema inminente dos residuos. China está a comezar a experimentar a vangarda deste problema.

reciclaxe de baterías

En 2020, desmanteláronse 200.000 toneladas de baterías e prevése que a cifra alcance as 780.000 toneladas para 2025. Observe o inminente problema dos residuos de baterías de vehículos eléctricos na China e o que está a facer o maior mercado de vehículos eléctricos do mundo ao respecto.

Case toda a ChinaOs vehículos eléctricos funcionan con baterías de ións de litio. Son lixeiros, teñen unha alta densidade de enerxía e unha longa vida útil, o que os converte na primeira opción para os coches eléctricos. As baterías teñen tres características principaiscompoñentes e ánodo, un cátodo e un electrolito. Dose, o cátodo é o máis caro e significativo. Distinguimos en gran medida entre estas baterías en función dos seus catalizadores. NNon é para afondar demasiado nisto, pero a maioría das baterías de vehículos eléctricos da China teñen cátodos feitos de litio, níquel, manganeso ou óxidos de cobalto, o que se denomina MCS. Estas baterías retíranse cando a súa capacidade alcanza aproximadamente o 80 %, o que corresponde á nosa vida útil duns 8 a 10 anos. Isto depende, por suposto, de certos factores como a frecuencia de carga, os hábitos de condución e as condicións da estrada.

Pensei que che gustaría sabelo. Coa primeira gran onda de vehículos eléctricosDe saír á estrada nalgún momento entre 2010 e 2011, a infraestrutura para a recollida e o procesamento destas baterías tería que estar lista a finais da década. Ese foi o desafío e o prazo co que tivo que lidar o goberno chinés. Despois dos Xogos Olímpicos de Pequín, o goberno chinés comezou a promover a fabricación e o uso de vehículos eléctricos entre o público en xeral. Nese momento, as únicas regulacións que emitiron foron as normas de seguridade da industria, xa que moitos compoñentes das baterías son bastante tóxicos. A principios de 2010 houbo unha crecente aceptación do vehículo eléctrico e, con iso, a necesidade igualmente rápida de atopar unha forma de xestionar os seus residuos.

En 2012, o irverment publicou por primeira vez unha guía política para a industria de vehículos eléctricos en xeral, a guía salientou a necesidade de, entre outras cousascousas, un sistema de reciclaxe de baterías de vehículos eléctricos que funcione. En 2016, varios ministerios uníronse para establecer unha dirección unificada para o problema dos residuos de baterías de vehículos eléctricos. Os fabricantes de vehículos eléctricos serían responsables de recuperar as baterías dos seus coches. Deberían establecer as súas propias redes de servizo posvenda ou confiar nun terceiro para que recolla as baterías de vehículos eléctricos usados.

O goberno chinés tende a declarar primeiro unha política, unha orientación ou unha dirección antes de establecer normas máis específicas máis adiante. A declaración de 2016 sinaloulles ás empresas de vehículos eléctricos que esperan máis información sobre isto nos próximos anos. Como tal, en 2018, publicouse rapidamente o seguimento do marco político, titulado Medidas provisionais para a xestión da reciclaxe e a utilización de baterías de vehículos de novas enerxías. Un pregúntase se chama ao significado beirados e tamén híbridos. O organismo encargado de facer cumprir as normas sería o Ministerio de Industria e Tecnoloxías da Información ou MIIT.

Prometeu de volta.En 2016, o marco céntrase en gran medida nas entidades privadas como os fabricantes de vehículos eléctricos e baterías de vehículos eléctricos que se ocupan deste problema. O goberno...ver algúns aspectos técnicos do proxecto, pero non o van facer eles mesmos. Este marco baséase nunha política de gobernanza xeral que adoptaron os chineses. Denominada responsabilidade ampliada do produtor ou EPR. O concepto espiritual é transferir a responsabilidade augas arriba dos gobernos locais e provinciais aos propios produtores.

O goberno chinés adoptou a EPR, que creo que xurdiu do ámbito académico occidental a principios dos anos 2000. Como resposta ás directivas da UE sobre un problema crecente de residuos electrónicos, e ten sentido intuitivo se o goberno é sempre quen limpa todos estes residuos electrónicos. As empresas que producen eses residuos nunca terán incentivos para facilitar a reciclaxe dos seus materiais. Polo tanto, no espírito da EPR, todos os fabricantes de baterías de vehículos eléctricos teñen que deseñar baterías que sexan fáciles de desmontar e proporcionar detalles técnicos e de fin de vida útil aos seus clientes. Os marcadores de vehículos eléctricos...d os marcadores de vehículos eléctricos para que, por quendas, creen e xestionen as súas propias redes de recollida e reciclaxe de baterías ou as subcontraten a un terceiro. O goberno axudará a establecer estándares nacionais para simplificar o proceso. O marco parece bastante bo a simple vista, pero hai algúns inconvenientes moi claros.

Agora que coñecemos a historia e a política, podemos afondar nalgúns detalles técnicos sobre a reciclaxe de baterías de vehículos eléctricos. As baterías desmanteladas entraban no sistema a través de dúas canles: desde os coches que se someten a unha substitución da batería e desde os coches ao final da súa vida útil. Neste último caso, a batería aínda está dentro do coche e retírase como parte do proceso de desmantelamento ao final da súa vida útil. Este segue sendo un proceso moi manual, especialmente na China. Despois diso, hai un paso chamado pretratamento. As celas da batería deben sacarse do paquete e abrirse, o que supón un reto xa que non existe un deseño de paquete de baterías estándar. Polo tanto, ten que facerse a man con ferramentas especializadas.

Unha vez retirada a bateríad, que ocorre next depende do tipo de batería de ións de litio que haxa dentro do coche. Comecemos coa batería NMC, a máis común na China. Catro recicladores de baterías NMC queren recuperar. Os materiais activos do cátodo. A análise económica de 2019 estima que, a pesar de representar só o 4 % do peso das baterías, supoñen máis do 60 % do valor total de recuperación das baterías. As tecnoloxías de reciclaxe NMC son relativamente maduras. Sony foi pioneira en 1999. Existen dous métodos tecnolóxicos principais, o pirometalúrxico e o hidrometalúrxico. Comecemos co pirometalúrxico. Piro significa lume. A batería fúndese nunha aliaxe de ferro, cobre, cobalto e níquel.

A materia boa recupérase despois mediante métodos hidrometalúrxicos. Os métodos pirotécnicos queiman electrólitos, plásticos e sales de litio. Polo tanto, non todo se pode recuperar. Libera gases tóxicos que deben procesarse e require bastante enerxía, pero foi amplamente adoptado pola industria. Os métodos hidrometalúrxicos usan un solvente acuoso para separar os materiais desexados mediante cobalto do composto. Os solventes máis utilizados son o ácido sulfúrico e o peróxido de hidróxeno, pero tamén hai moitos outros. Ningún destes métodos é ideal e necesítase máis traballo para abordar as súas deficiencias técnicas. As baterías de fosfato de litio e ferro constitúen arredor do 30 % do mercado chinés de vehículos eléctricos en 2019. As densidades enerxéticas destas baterías non son tan altas como as súas homólogas de NMC, pero están libres de elementos como o níquel e o cobalto. Probablemente tamén sexan máis seguras.

China tamén é líder mundialna ciencia e comercialización do fosfato de ferro e litio, tecnoloxías de baterías, empresa chinesa, tecnoloxía contemporánea de amperios. É un dos líderes na fabricación neste eido. Debería ter sentido que a industria do país tamén poida reciclar estas celas. Dito isto, a reciclaxe destas cousas resultou ser tecnicamente máis difícil do previsto. Isto débese en parte a que teñen unha mestura de materiais máis variada, o que require un traballo de pretratamento adicional e caro, une logo economicamente litioAs baterías de fosfato de ferro non teñen os mesmos metais valiosos que as baterías NMC teñen como ingredientes o níquel, o cobre ou o cobalto. E isto provocou unha escaseza de investimento neste nicho. Hai algúns experimentos hidrometalúrxicos prometedores que puideron lixiviar ata o 85 % do litio en forma de carbonato de litio.Especúlase que custaría uns 650 dólaresprocesarunha tonelada de baterías de fosfato de ferro e litio gastadas. Iso inclúe o custo da enerxía e dos materiais, sen contar o custo da construciónfábrica. A posible recuperación e revenda do litio podería axudar a que a reciclaxe sexa economicamente máis viable, pero o xurado aínda está a deliberar sobre isto. Estes métodos aínda non se implementaron a escala comercial? O marco de 2018 expón moito, pero deixa algunhas cousas que desexar. Como todos sabemos na vida, non todo se resume nun pequeno arco. Hai algúns ocos que faltan aquí, así que falemos un pouco dalgunhas das cuestións políticas que aínda están no aire. O obxectivo estatístico principal na liberación ou as taxas de recuperación de materias primas. 98 % de níquel cobalto, 85 % de manganeso para o propio litio e 97 % para materiais de terras raras. En teoría, todo isto é posible. Por exemplo, acabo de falar de recuperar o 85 % ou máis do litio das baterías de fosfato de ferro e litio. Tamén mencionei que será difícil alcanzar este máximo teórico debido ás ineficiencias e diferenzas no mundo real. Lembre que hai moitas maneiras de fabricar celas de batería. Empaquetadas, vendidas e usadas. Non se achega nin de lonxe á estandarización que vemos coas baterías cilíndricas que se venden no seu 711. O marco político carece de subvencións concretas e apoio nacional para que isto se faga realidade. Outra gran preocupación é que o marco de política económica non...Non asignar cartos para incentivar a recollida de baterías usadas. Hai algúns programas piloto de recompra dirixidos polos concellos, pero nada a nivel nacional. Isto podería cambiar, quizais cun imposto ou taxa, pero agora mesmo os actores do sector privado teñen que financialo eles mesmos. Isto é un problema porque hai poucos incentivos económicos para que estes grandes fabricantes de vehículos eléctricos recollan e reciclen as súas baterías.

De 2008 a 2015, o custo de fabricación das baterías dos vehículos eléctricos diminuíu de 1000 USD por quilovatio-hora a 268. Espérase que esta tendencia continúe nos próximos anos. A caída dos custos fixo que fosen aínda máis accesibles que nunca, pero ao mesmo tempo tamén reduciron o incentivo para recoller e reciclar estas baterías. E dado que estas baterías tamén son diferentes entre si, é difícil ampliar os procesos de recollida, pretratamento e reciclaxe, polo que toda a empresa resulta ser un gasto excesivo para os seus fabricantes. Quen xa traballa con marxes bastante axustadas para empezar?

De todos os xeitos, os fabricantes de vehículos eléctricos son, por lei, os primeiros na liña de xestionar e reciclar as súas baterías vellas e, a pesar da falta de atractivo económico de toda a empresa, foron dilixentes á hora de asociarse con grandes empresas para establecer canles oficiais para reciclar baterías. Xurdiron algunhas grandes empresas de reciclaxe. Algúns exemplos son Tyson Recycling to Zhejiang Huayou Cobalt, Jiangxi Ganfeng Lithium, Hunan Brunp e o líder do mercado GEM. Pero a pesar da existencia destas grandes empresas con licenza, a maior parte do sector da reciclaxe chinés está formado por pequenos talleres sen licenza. Estas tendas informais non teñen as ferramentas nin a formación axeitadas. Basicamente van aexplotando estas baterías polos seus materiais catódicos, revendéndoas ao mellor postor e desfacéndose do resto. Obviamente, isto supón un risco enorme para a seguridade e o medio ambiente. Como resultado deste incumprimento das normas e regulamentos, estes talleres poden pagar máis aos propietarios de vehículos eléctricos polas súas baterías e, como tales, son preferidos aos canais oficiais. Polo tanto, a taxa de reciclaxe de ións de litio en China segue sendo bastante baixa en 2015. Era de arredor do 2 %. Desde entón, aumentou ata o 10 % en 2019. É unha boa idea, pero isto aínda está lonxe de ser o ideal. E o marco de 2018 non establece un obxectivo para as taxas de recollida de baterías. Unha omisión curiosa. China estivo loitando con este problema noutra fronte das baterías, a venerable batería de chumbo-ácido, esta tecnoloxía de 150 anos de antigüidade.úsase con moita frecuencia na China. Proporcionan o poder das estrelas aos seus automóbiles e seguen sendo moi populares para as bicicletas eléctricas. Isto a pesar das recentes regulacións para fomentar a súa substitución por baterías de ións de litio. De todos os xeitos, a reciclaxe chinesa de baterías de chumbo-ácido está moi por debaixo das expectativas e os puntos de referencia. En 2017, recíclase menos do 30 % dos 3,3 millóns de toneladas de residuos de baterías de chumbo-ácido xerados na China. As razóns desta baixa porcentaxe de reciclaxe son moi similares ao caso dos ións de litio. Os talleres informais de desguace eluden as normas e regulamentos e, polo tanto, poden permitirse pagar moito máis polas baterías dos consumidores. Os romanos deixaron claro que o chumbo non é precisamente a substancia máis respectuosa co medio ambiente que existe. A China experimentou varios incidentes importantes de intoxicación por chumbo nos últimos anos como resultado desta manipulación inadecuada. Polo tanto, o goberno comprometeuse recentemente a tomar medidas enérxicas contra estes talleres informais, dos cales se estima que hai máis de 200 en todo o país. O obxectivo é tentar alcanzar unha porcentaxe de reciclaxe do 40 % en 2020 e do 70 % en 2025. Tendo en conta que a porcentaxe de reciclaxe de baterías de chumbo-ácido en América leva no 99 % polo menos desde 2014, non debería ser tan difícil.

Tendo en conta os aspectos técnicos e ecolóxicosDadas as dificultades económicas asociadas á reciclaxe de baterías de vehículos eléctricos, a industria pensou en xeitos de aproveitar máis estas cousas antes de envialas á tumba. A opción con maior potencial sería reutilizalas en proxectos de redes eléctricas. Despois de todo, estas baterías aínda teñen unha capacidade do 80 % e aínda poden durar moitos anos antes de que finalmente se esgoten para sempre. Os Estados Unidos lideran o camiño neste sentido. Despois de experimentar con baterías de coches usadas para proxectos de almacenamento de enerxía estacionaria desde 2002, China realizou algúns proxectos de demostración interesantes. Un dos que leva máis tempo en funcionamento é o proxecto de enerxía eólica e solar de Zhangbei, na provincia de Hebei. O proxecto de 1300 millóns de dólares xorde dun esforzo conxunto da empresa estatal chinesa State Grid e o fabricante de baterías de vehículos eléctricos BYD, que demostrou a viabilidade de usar baterías de vehículos eléctricos Second Life para soportar e xestionar unha rede eléctrica. Nos últimos anos xurdiron máis proxectos de reciclaxe de baterías de vehículos eléctricos en Pequín e Jiangsu, e iso brilla. O goberno está a poñer moito énfase nisto, pero creo que, en última instancia, o que máis evita o problema da reciclaxe é que o resolve. Porque o final inevitable de cada batería é a reciclaxe ou o vertedoiro. O goberno chinés fixo un traballo admirable ao fomentar a creación deste próspero ecosistema. O país é o líder indiscutible en certos aspectos da tecnoloxía das baterías e, alí, hai varios xigantes da industria. Teñen a oportunidade de revolucionar as emisións dos automóbiles. Polo tanto, dalgún xeito, este problema da reciclaxe é un bo problema. É unha indicación do éxito de China. Pero o problema segue sendo un problema e a industria leva tempo a establecer as redes, as regulacións e as tecnoloxías de reciclaxe axeitadas.

O Goberno chinés pode botarlle unha ollada ás políticas dos Estados Unidos para obter orientación, incentivos e facilitación de hábitos de reciclaxe axeitados para os consumidores. E é necesario outorgar subvencións ás empresas das industrias de tecnoloxía de pretratamento e reciclaxe, non só á manufactura. Se non, o consumo de enerxía e os danos ambientais asociados á eliminación destas baterías superarán calquera beneficio que obteñamos ao cambiar aos vehículos eléctricos.


Data de publicación: 01-08-2023