ÚJ

Mekkora piac Kínában az elektromos járművek akkumulátorainak újrahasznosítására?

Kína a világ legnagyobb elektromos járműpiaca, 2021 márciusában több mint 5,5 millió eladott autóval. Ez sok szempontból jó dolog. Kínában van a legtöbb autó a világon, és ezek a káros üvegházhatású gázokat váltják ki. De ezeknek a dolgoknak megvannak a saját fenntarthatósági aggályaik. Ott vannak az aggodalmak a lítium és a kobalt kinyeréséből eredő környezeti károk miatt. De egy másik aggodalomra ad okot a hulladék problémája. Kína kezdi megtapasztalni ennek a problémának az élvonalát.

akkumulátor újrahasznosítás

2020-ban 200 000 tonna akkumulátort szereltek le, és ez a szám várhatóan eléri a 780 000 tonnát 2025-re. Nézzük meg Kína fenyegető elektromos járművek akkumulátor-hulladék problémáját, és azt, hogy mit tesz ez ügyben a világ legnagyobb elektromos járművek piaca.

Kína szinte egészeAz elektromos járműveket lítium-ion akkumulátorok hajtják. Könnyűek, nagy energiasűrűségűek és hosszú élettartamúak, így az elektromos meghajtású autók elsődleges választását jelentik. Az akkumulátoroknak három fő jellemzőjük van:alkatrészek és anód, katód és elektrolit. APéldául a katód a legdrágább és legjelentősebb. Ezeket az akkumulátorokat nagyrészt a kategória-hajóik alapján különböztetjük meg. NNem szabad ebbe túlságosan belemenni, de Kína legtöbb elektromosjármű-akkumulátorának katódja lítiumból, nikkelből, mangánból vagy kobalt-oxidból készül, amit a továbbiakban MCS-nek nevezünk. Ezeket az akkumulátorokat akkor vonják ki a forgalomból, amikor kapacitásuk eléri a körülbelül 80%-ot, ami a körülbelül 8-10 éves élettartamuknak felel meg. Ez természetesen bizonyos tényezőktől függ, mint például a töltési gyakoriság, a vezetési szokások és az útviszonyok.

Gondoltam, érdekel. Az elektromos járművek első nagyobb hullámávalMivel 2010-2011 környékén kerültek volna forgalomba, az akkumulátorok begyűjtéséhez és feldolgozásához szükséges infrastruktúrának az évtized végére hamarosan készen kellett állnia. Ez volt a kihívás és az ütemterv, amellyel a kínai kormánynak meg kellett küzdenie. A pekingi olimpia után a kínai kormány elkezdte népszerűsíteni az elektromos járművek gyártását és használatát a nagyközönség körében. Ekkoriban az egyetlen szabályozásuk az ipari biztonsági szabványokra vonatkozott. Mivel sok akkumulátor-alkatrész meglehetősen mérgező. 2010 elején az elektromos járművek elterjedése és ezzel együtt a hulladékuk kezelésének módja iránti igény is gyorsan nőtt.

2012-ben a governmeAz nt első alkalommal adott ki szakpolitikai iránymutatást az elektromos járműipar egészére vonatkozóan, amelyben többek között a következők szükségességét hangsúlyozta:...egy működő elektromosjármű-akkumulátor-újrahasznosító rendszer. 2016-ban több minisztérium is összefogott, hogy egységes irányt szabjanak az elektromosjármű-akkumulátorok hulladékproblémájának kezelésére. Az elektromosjármű-gyártók lennének felelősek az autóik akkumulátorainak újrahasznosításáért. Saját értékesítés utáni szolgáltatási hálózatokat kell létrehozniuk, vagy harmadik félre kell bízniuk a hulladék elektromosjármű-akkumulátorok begyűjtését.

A kínai kormány hajlamos először egy politikát, iránymutatást vagy iránymutatást kiadni, mielőtt később konkrétabb szabályokat határozna meg. A 2016-os nyilatkozat hatékonyan jelzi az elektromos járműgyártó vállalatoknak, hogy az elkövetkező években többet várjanak el e téren. Ennek megfelelően 2018-ban gyorsan megjelent a politikai keretrendszer nyomon követése, amelynek címe az új energiájú járművek akkumulátorainak újrahasznosítására és felhasználására vonatkozó ideiglenes intézkedések. Az ember vajon ezt hibrideknek és ereszeknek nevezi-e? A végrehajtó szerv az Ipari és Információs Technológiai Minisztérium (MIIT) lenne.

Visszaígérte2016-ban a keretrendszer nagyrészt magánvállalkozásokra, például az elektromos járművek és az elektromos járművek akkumulátorainak gyártóira helyezi a felelősséget, amelyek ezzel a problémával foglalkoznak. A kormányzat át fogja venniLáthatják a vállalkozás néhány technikai aspektusát, de nem fogják maguk megcsinálni. Ez a keretrendszer egy általános irányítási politikára épül, amelyet a kínaiak elfogadtak. Ezt kiterjesztett gyártói felelősségnek vagy EPR-nek nevezik. A spirituális koncepció az, hogy a felelősséget a helyi és tartományi önkormányzatoktól magukra a termelőkre hárítsák át.

A kínai kormány átvette az EPR-t, amely véleményem szerint a nyugati tudományos körökből származik a 2000-es évek elején. Válaszul az EU irányelveire az elektronikus hulladék egyre növekvő problémájával kapcsolatban, és intuitív módon logikus, ha a kormány az, amelyik mindig eltakarítja ezt az összes elektronikus hulladékot. A hulladékot előállító vállalatokat soha nem fogják ösztönözni arra, hogy könnyebben újrahasznosíthatóvá tegyék az anyagaikat. Így az EPR szellemében minden elektromos jármű akkumulátorgyártónak olyan akkumulátorokat kell terveznie, amelyeket könnyű szétszerelni, és műszaki, az élettartam végére vonatkozó részleteket kell biztosítania ügyfeleinek – az elektromos járművek jelölői...d az elektromosjármű-piacokat váltó piacvezetőket, hogy vagy létrehozzák és üzemeltessék saját akkumulátor-gyűjtő és -újrahasznosító hálózataikat, vagy kiszervezik ezeket egy harmadik félnek. A kormány segíteni fog a nemzeti szabványok kidolgozásában a folyamat egyszerűsítése érdekében. A keretrendszer elsőre elég szépnek tűnik, de vannak nagyon egyértelmű hátrányai is.

Most, hogy ismerjük a történetét és a szabályzatot, belemerülhetünk az elektromos járművek akkumulátorainak újrahasznosításával kapcsolatos néhány technikai részletbe. A leszerelt akkumulátorok két csatornán keresztül kerültek a rendszerbe: az akkumulátorcserén áteső autókból, valamint az élettartamuk végén lévő autókból. Az utóbbi esetében az akkumulátor még mindig az autóban van, és az élettartamuk végén történő szétszerelési folyamat részeként eltávolítják. Ez továbbra is nagyon manuális folyamat, különösen Kínában. Ezt követi az előkezelésnek nevezett lépés. Az akkumulátorcellákat ki kell húzni a csomagból és fel kell nyitni, ami kihívást jelent, mivel nincs szabványos akkumulátorcsomag-kialakítás. Ezért kézzel kell elvégezni speciális szerszámokkal.

Miután eltávolították az akkumulátortd, mi történik most?Az xt az autóban található lítium-ion akkumulátor típusától függ. Kezdjük az NMC akkumulátorral, amely a leggyakoribb Kínában. Négy NMC akkumulátor-újrahasznosító szeretné újrahasznosítani. A katódaktív anyagok. A 2019-es gazdasági elemzés becslése szerint, bár az akkumulátorok súlyának mindössze 4%-át teszik ki, az akkumulátorok teljes újrahasznosítási értékének több mint 60%-át teszik ki. Az NMC újrahasznosítási technológiák viszonylag fejlettek. A Sony 1999-ben úttörő szerepet játszott ebben. Két fő technológiai módszer létezik: a piro-kohászati ​​és a hidro-kohászati. Kezdjük a piro-kohászati ​​eljárással. A piro tüzet jelent. Az akkumulátort vas, réz, kobalt és nikkel ötvözetévé olvasztják.

A jó anyagokat ezután hidrometallurgiai módszerekkel nyerik ki. A pirotechnikai módszerek elégetik. Elektrolitokat, műanyagokat és lítiumsókat. Tehát nem mindent lehet visszanyerni. Mérgező gázokat szabadít fel, amelyeket fel kell dolgozni, és meglehetősen energiaigényes, de az ipar széles körben alkalmazza. A hidrometallurgiai módszerek vizes oldószert használnak a kívánt anyagok kobalttal történő elválasztására a vegyülettől. A leggyakrabban használt oldószerek a kénsav és a hidrogén-peroxid, de sok más is létezik. Ezen módszerek egyike sem ideális, és további munkára van szükség a technikai hiányosságok kiküszöbölésére. A lítium-vas-foszfát akkumulátorok 2019-ben a kínai elektromos járműpiac mintegy 30%-át teszik ki. Ezeknek az akkumulátoroknak az energiasűrűsége nem olyan magas, mint az NMC-megmunkált társaiknak, de mentesek olyan elemektől, mint a nikkel és a kobalt. Valószínűleg biztonságosabbak is.

Kína is világelsőa lítium-vas-foszfát, az akkumulátortechnológiák, a kínai vállalat és a modern ampertechnológia tudományában és kereskedelmi forgalomba hozatalában jártas. Az egyik gyártó ezen a területen. Logikusnak kellene lennie, hogy az ország ipara képes legyen ezeket a cellákat is újrahasznosítani. Ennek ellenére ezeknek a dolgoknak az újrahasznosítása technikailag nehezebbnek bizonyult, mint azt korábban várták. Ez részben annak köszönhető, hogy változatosabb anyagkeverékkel rendelkeznek, ami további költséges előkezelési munkákat igényel, aés akkor gazdaságilag lítiumA vas-foszfát akkumulátorok nem tartalmaznak ugyanazokat az értékes fémeket, mint az NMC akkumulátorok, amelyek nikkelt, rezet vagy kobaltot tartalmaznak. Ez pedig a réspiaci befektetések hiányához vezetett. Vannak ígéretes hidrometallurgiai kísérletek, amelyekkel a lítium akár 85%-át is kioldották lítium-karbonát formájában.A feltételezések szerint körülbelül 650 dollárba kerülne.feldolgozniegy tonna elhasznált lítium-vas-foszfát akkumulátor. Ez magában foglalja az energia- és anyagköltségeket, nem számítva az építési költségeketgyár. A lítium potenciális visszanyerése és viszonteladása segíthet abban, hogy az újrahasznosítás gazdaságosabban megvalósítható legyen, de ebben a kérdésben még nem született döntés. Vajon ezeket a módszereket még nem valósították meg kereskedelmi méretekben? A 2018-as keretrendszer sokat vázol fel, de hagy némi kívánnivalót maga után. Mint mindannyian tudjuk az életben, nem minden kerül egy csapásra a kezünkbe. Van itt néhány hiányzó pont, ezért beszéljünk egy kicsit a levegőben függőben lévő politikai kérdésekről. A fő statisztikai cél a kibocsátás vagy a nyersanyag-visszanyerési arányok tekintetében. A nikkel-kobalt 98%-a, a mangán 85%-a maga a lítium, és 97%-a a ritkaföldfémek esetében. Elméletileg mindez lehetséges. Például éppen most beszéltem arról, hogy a lítium 85%-át vagy többet visszanyerjünk a lítium-vas-foszfát akkumulátorokból. Azt is említettem, hogy nehéz lesz elérni ezt az elméleti maximumot a valós hatékonysági problémák és a terepen lévő különbségek miatt. Ne feledjük, hogy az akkumulátorcellák előállításának számos módja van. Csomagolva, értékesítve és felhasználva. Nincs közel sem olyan szabványosítás, mint amit a 711-esben árusított hengeres elemeknél látunk. A politikai keretrendszerből hiányoznak a konkrét támogatások és a nemzeti támogatás ahhoz, hogy ez valósággá váljon. Egy másik nagy aggodalomra ad okot a gazdaságpolitikai keretrendszer.Ne különítsenek el pénzt a használt akkumulátorok gyűjtésének ösztönzésére. Van néhány kísérleti visszavásárlási program, amelyet az önkormányzatok működtetnek, de országos szinten semmi. Ez változhatna, talán egy illeték vagy adó bevezetésével, de jelenleg a magánszektor szereplőinek maguknak kell finanszírozniuk. Ez azért jelent problémát, mert kevés gazdasági ösztönző van a nagy elektromos járműgyártók számára az akkumulátorok begyűjtésére és újrahasznosítására.

2008 és 2015 között az elektromos járművek akkumulátorainak gyártási költsége kilowattóránként 1000 USD-ről 268 USD-ra csökkent. Ez a tendencia várhatóan a következő néhány évben is folytatódni fog. A költségek csökkenése még elérhetőbbé tette ezeket az akkumulátorokat, mint valaha, ugyanakkor csökkentette az ösztönzőket is ezeknek az akkumulátoroknak a begyűjtésére és újrahasznosítására. És mivel ezek az akkumulátorok különböznek egymástól, nehéz növelni a begyűjtés előtti kezelési és újrahasznosítási folyamatokat, így az egész vállalkozás költségterhelővé válik a gyártók számára. Akik már eleve elég szűk haszonkulccsal dolgoznak?

Ettől függetlenül a törvény szerint az elektromos járműgyártóknak kell elsőként kezelniük és újrahasznosítaniuk a régi, elhasznált akkumulátoraikat, és a vállalkozás gazdasági vonzerejének hiánya ellenére szorgalmasan együttműködtek a nagyvállalatokkal, hogy hivatalos csatornákat hozzanak létre az akkumulátorok újrahasznosítására. Néhány nagy újrahasznosító cég is megjelent. Ilyen például a Tyson, amely a Zhejiang Huayou Cobaltnak, a Jiangxi Ganfeng lítiumnak, a Hunan Brunpnak és a piacvezető GEM-nek újrahasznosítja az akkumulátorokat. De ezeknek az engedéllyel rendelkező nagyvállalatoknak a létezése ellenére a kínai újrahasznosítási szektor nagy részét kis, engedély nélküli műhelyek alkotják. Ezek az informális műhelyek nem rendelkeznek megfelelő eszközökkel vagy képzéssel. Lényegében a következő helyekre mennek:ezeket az akkumulátorokat a katódanyagaikért vásárolják, a legmagasabb ajánlatot tevőnek adják el, a maradékot pedig eladják. Ez nyilvánvalóan hatalmas biztonsági és környezeti kockázatot jelent. A szabályok és előírások ilyen megkerülése miatt ezek a hulladékgyűjtők többet fizethetnek az elektromos jármű tulajdonosoknak az akkumulátoraikért, és így előnyben részesülnek a hivatalos csatornákkal szemben. Így a lítium-ion akkumulátorok újrahasznosítási aránya Kínában 2015-ben továbbra is meglehetősen alacsony. Körülbelül 2% volt. Azóta 2019-re 10%-ra nőtt. Ez kissé közhelyes, de még mindig messze van az ideálistól. A 2018-as keretrendszer pedig nem tűz ki célul az akkumulátorok begyűjtési arányát. Érdekes mulasztás. Kína egy másik akkumulátorfronton is küzd ezzel a problémával, a tiszteletre méltó ólom-savas akkumulátorok esetében, ebben a 150 éves technológiában.nagyon gyakran használják Kínában. Ők biztosítják az autóik sztárenergiáját, és továbbra is nagyon népszerűek az elektromos kerékpárok esetében. Ez annak ellenére van így, hogy a közelmúltbeli szabályozások ösztönzik a lítium-ion akkumulátorokra való cseréjüket. Mindenesetre az ólomakkumulátorok kínai újrahasznosítása messze elmarad a várakozásoktól és a referenciaértékektől. 2017-ben a Kínában keletkező 3,3 millió tonna ólomakkumulátor-hulladék kevesebb mint 30%-át hasznosítják újra. Ennek az alacsony újrahasznosítási aránynak az okai nagyon hasonlóak a lítium-ion akkumulátorok esetéhez. Az informális hulladékfeldolgozók megkerülik a szabályokat és előírásokat, így sokkal többet fizethetnek a fogyasztói akkumulátorokért. A rómaiak világossá tették, hogy az ólom nem éppen a legkörnyezetbarátabb anyag. Kínában az elmúlt években több súlyos ólommérgezéses incidens történt e nem megfelelő kezelés következtében. Ezért a kormány a közelmúltban ígéretet tett arra, hogy fellép ezek ellen az informális üzletek ellen, amelyekből a becslések szerint több mint 200 működik országszerte. A cél az, hogy 2020-ra elérjük a 40%-os, 2025-re pedig a 70%-os újrahasznosítási arányt. Tekintettel arra, hogy az ólomakkumulátorok újrahasznosítási aránya Amerikában legalább 2014 óta 99%, ennek nem szabadna olyan nehéznek lennie.

Figyelembe véve a műszaki és ökológiai szempontokatAz elektromos járművek akkumulátorainak újrahasznosításával járó gazdasági nehézségek miatt az iparág azon gondolkodott, hogyan lehetne jobban felhasználni ezeket a dolgokat, mielőtt a sírba küldenék őket. A legnagyobb potenciális lehetőség az lenne, ha újrahasznosítanák őket villamosenergia-hálózati projektekben. Ezek az akkumulátorok végül is 80%-os kapacitással rendelkeznek, és még évekig kitartanak, mielőtt végleg felmondanának szolgálatot. Az Egyesült Államok ebben az irányban élen jár. 2002 óta kísérletezik használt autóakkumulátorokkal helyhez kötött energiatárolási projektekhez. Kína azonban már néhány érdekes demonstrációs projektet is megvalósított. Az egyik legrégebben működő projekt a Hebei tartományban található Zhangbei szél- és napenergia-projekt. Az 1,3 milliárd dolláros projekt a kínai állami tulajdonú State Grid vállalat és az elektromos járművek akkumulátorait gyártó BYD közös erőfeszítéséből származik, amely demonstrálta a Second Life elektromos járművek akkumulátorainak villamosenergia-hálózat támogatására és kezelésére való felhasználásának megvalósíthatóságát. Az elmúlt években több elektromos járművek akkumulátorainak újrahasznosítási projektje is felmerült Pekingben, Jiangsuban és másutt is. A kormány nagy hangsúlyt fektet erre, de végső soron inkább az újrahasznosítási probléma megelőzése, mint megoldása. Mert minden akkumulátor elkerülhetetlen vége vagy az újrahasznosítás, vagy a hulladéklerakóba kerülés. A kínai kormány csodálatra méltó munkát végzett e virágzó ökoszisztéma létrehozásának ösztönzésében. Az ország vitathatatlan vezető szerepet tölt be az akkumulátor-technológia bizonyos aspektusaiban, és számos V-gyártó óriás is ott működik. Lehetőségük van arra, hogy valóban meghajlítsák a görbét a gépjárművek kibocsátásában. Tehát bizonyos értelemben ez az újrahasznosítási kérdés egy kellemes probléma. Ez Kína sikerének jele. De a probléma továbbra is fennáll, és az iparág húzódik a megfelelő újrahasznosítási hálózatok, szabályozások és technológiák létrehozása terén.

A kínai kormány az Egyesült Államok politikájához fordulhat útmutatásért, valamint a megfelelő fogyasztói újrahasznosítási szokások ösztönzéséért és lehetővé tételéért. Támogatásokat kell nyújtani az előkezelési és újrahasznosítási technológiai iparágakban működő vállalatoknak, nem csak a gyártásban. Ellenkező esetben az akkumulátorok hulladékként való elhelyezésével járó energiafogyasztás és környezeti károk meghaladják az elektromos járművekre való áttérésből származó előnyöket.


Közzététel ideje: 2023. augusztus 1.