Qual o tamanho do mercado chinês para reciclagem de baterias de veículos elétricos?

A China é o maior mercado de veículos elétricos do mundo, com mais de 5,5 milhões de unidades vendidas até março de 2021. Isso é positivo em muitos aspectos. A China tem o maior número de carros do mundo, e estes estão substituindo gases de efeito estufa nocivos. Mas esses veículos têm suas próprias preocupações com a sustentabilidade. Há preocupações com os danos ambientais resultantes da extração de elementos como lítio e cobalto. Mas outra preocupação tem a ver com o problema iminente do lixo. A China está começando a vivenciar a vanguarda desse problema.

Em 2020, 200.000 toneladas de baterias foram desativadas e a previsão é de que esse número chegue a 780.000 toneladas até 2025. Veja o iminente problema de desperdício de baterias de veículos elétricos na China e o que o maior mercado de veículos elétricos do mundo está fazendo a respeito.

Quase toda a ChinaOs veículos elétricos são alimentados por baterias de íons de lítio. São leves, têm alta densidade energética e ciclo de vida longo, o que os torna a primeira escolha para carros elétricos. As baterias têm três funções principais:componentes e ânodo, um cátodo e um eletrólito.Se, o cátodo é o mais caro e significativo. Distinguimos amplamente essas baterias com base em seus catalisadores.Não quero me aprofundar muito nisso, mas a maioria das baterias de veículos elétricos da China possui cátodos feitos de óxidos de lítio, níquel, manganês e cobalto, aqui chamados de MCS. Essas baterias são desativadas quando sua capacidade atinge cerca de 80%, o que corresponde à nossa vida útil de cerca de 8 a 10 anos. Isso, é claro, depende de certos fatores, como frequência de carregamento, hábitos de direção e condições da estrada.

Achei que você gostaria de saber. Com a primeira grande onda de veículos elétricosChegando às ruas em algum momento entre 2010 e 2011, a infraestrutura para coleta e processamento dessas baterias precisaria estar pronta até o final da década. Esse era o desafio e o cronograma com os quais o governo chinês tinha que lidar. Após as Olimpíadas de Pequim, o governo chinês começou a promover a fabricação e o uso de veículos elétricos para o público em geral. Naquela época, as únicas regulamentações que eles publicaram tratavam dos padrões de segurança da indústria. Como muitos componentes de baterias são bastante tóxicos, o início de 2010 viu uma crescente aceitação do veículo elétrico e, com isso, a necessidade igualmente crescente de uma maneira de lidar com seus resíduos.

Em 2012, o govermeA nt divulgou uma orientação política para a indústria geral de VE, e pela primeira vez, a orientação enfatizou a necessidade de, entre outras coisas,r things, um sistema funcional de reciclagem de baterias de veículos elétricos. Em 2016, vários ministérios se uniram para estabelecer uma direção unificada para o problema do desperdício de baterias de veículos elétricos. Os fabricantes de veículos elétricos seriam responsáveis ​​pela recuperação das baterias de seus carros. Eles devem estabelecer suas próprias redes de serviços pós-venda ou confiar a coleta de baterias de veículos elétricos a terceiros.

O governo chinês tem a tendência de primeiro declarar uma política, orientação ou direção antes de estabelecer regras mais específicas posteriormente. A declaração de 2016 efetivamente sinaliza às empresas de veículos elétricos para esperarem mais sobre isso nos próximos anos. Assim, em 2018, o acompanhamento da estrutura política foi lançado rapidamente, intitulado "Medidas provisórias para a gestão da reciclagem e utilização de baterias de veículos de nova energia". Você se pergunta se isso significa "beirais" e também "híbridos". O órgão de fiscalização seria o Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação, ou MIIT.

Ele prometeu de voltaEm 2016, a estrutura transferiu em grande parte o ônus para entidades privadas, como os fabricantes de veículos elétricos e baterias para veículos elétricos, que lidam com esse problema. O governo vaiPercebem alguns aspectos técnicos do empreendimento, mas não vão fazê-lo sozinhos. Essa estrutura se baseia em uma política geral de governança adotada pelos chineses, chamada de Responsabilidade Estendida do Produtor (RPE). O conceito fundamental é transferir a responsabilidade dos governos locais e provinciais para os próprios produtores.

O governo chinês adotou o EPR, que acredito ter surgido da academia ocidental no início dos anos 2000. Como resposta às diretrizes da UE relativas ao crescente problema do lixo eletrônico, faz sentido, intuitivamente, que o governo seja sempre o responsável pela limpeza de todo esse lixo eletrônico. As empresas que produzem esse lixo nunca serão incentivadas a facilitar a reciclagem de seus produtos. Assim, no espírito do EPR, todos os fabricantes de baterias para veículos elétricos devem projetar baterias que sejam fáceis de desmontar e fornecer detalhes técnicos sobre o fim da vida útil aos seus clientes – os marcadores de veículos elétricos eOs fabricantes de veículos elétricos, por sua vez, devem criar e administrar suas próprias redes de coleta e reciclagem de baterias ou terceirizá-las. O governo ajudará a estabelecer padrões nacionais para agilizar o processo. A estrutura parece bastante boa à primeira vista, mas existem algumas desvantagens bastante claras.

Agora que conhecemos a história e a política, podemos nos aprofundar em alguns detalhes técnicos sobre a reciclagem de baterias de veículos elétricos. Baterias desativadas entram no sistema por dois canais: de carros que passam por uma substituição de bateria e de carros. No final de sua vida útil. Para este último, a bateria ainda está dentro do carro e é removida como parte do processo de desmontagem de fim de vida útil. Este continua sendo um processo muito manual, especialmente na China. Depois disso, há uma etapa chamada pré-tratamento. As células da bateria precisam ser retiradas da embalagem e abertas, o que é um desafio, visto que não existe um design padrão para a embalagem da bateria. Portanto, isso precisa ser feito manualmente, usando ferramentas especializadas.

Depois que a bateria for removidad, o que acontece next depende do tipo de bateria de íons de lítio dentro do carro. Vamos começar com a bateria NMC, a mais comum na China. Quatro recicladores de baterias NMC querem recuperar. Os materiais ativos do cátodo. A análise econômica de 2019 estima que, apesar de representarem apenas 4% do peso das baterias, elas representam mais de 60% do valor total recuperado das baterias. As tecnologias de reciclagem NMC são relativamente maduras. A Sony foi pioneira em 1999. Existem dois métodos tecnológicos principais: pirometalúrgico e hidrometalúrgico. Vamos começar com pirometalúrgico. Piro significa fogo. A bateria é derretida em uma liga de ferro, cobre, cobalto e níquel.

O material bom é então recuperado usando métodos hidrometalúrgicos. Métodos piroquímicos queimam. Eletrólitos, plásticos e sais de lítio. Portanto, nem tudo pode ser recuperado. Libera gases tóxicos que precisam ser processados ​​e consomem muita energia, mas têm sido amplamente adotados pela indústria. Métodos hidrometalúrgicos usam um solvente aquoso para separar os materiais desejados por cobalto do composto. Os solventes mais comumente usados ​​são ácido sulfúrico e peróxido de hidrogênio, mas existem muitos outros também. Nenhum desses métodos é ideal e mais trabalho é necessário para resolver suas deficiências técnicas. Baterias de fosfato de ferro-lítio representam cerca de 30% do mercado chinês de veículos elétricos em 2019. As densidades de energia dessas baterias não são tão altas quanto suas contrapartes NMC, mas são livres de elementos como níquel e cobalto. Elas também são provavelmente mais seguras.

A China também é líder mundialEspecialista em ciência e comercialização de fosfato de ferro-lítio, tecnologias de baterias, empresa chinesa, tecnologia ampere contemporânea. É uma das líderes de fabricação nesta área. Deve fazer sentido que a indústria do país também consiga reciclar essas células. Dito isso, reciclar esses materiais revelou-se tecnicamente mais difícil do que o previsto. Isso se deve, em parte, ao fato de possuírem uma mistura mais variada de materiais, o que exige um trabalho de pré-tratamento adicional e caro.e então economicamente lítioAs baterias de fosfato de ferro não possuem os mesmos metais valiosos que as baterias NMC, como níquel, cobre ou cobalto. Isso levou a uma escassez de investimentos nesse nicho. Existem alguns experimentos hidrometalúrgicos promissores que conseguiram lixiviar até 85% do lítio na forma de carbonato de lítio.A especulação é que custaria cerca de US$ 650processaruma tonelada de baterias de fosfato de ferro-lítio usadas. Isso inclui o custo de energia e material, sem contar o custo de construção dofábrica. A potencial recuperação e revenda de lítio poderia ajudar a tornar a reciclagem mais economicamente viável, mas ainda não há consenso sobre isso. Esses métodos ainda não foram implementados em escala comercial? A estrutura de 2018 apresenta muitas informações, mas deixa algumas coisas a desejar. Como todos sabemos, na vida nem tudo se resolve em um instante. Há algumas lacunas aqui, então vamos falar um pouco sobre algumas das questões políticas que ainda estão no ar. A principal meta estatística na liberação ou taxas de recuperação de matéria-prima. 98% de níquel-cobalto, manganês, 85% para o próprio lítio e 97% para materiais de terras raras. Teoricamente, tudo isso é possível. Por exemplo, acabei de falar sobre a recuperação de 85% ou mais do lítio de baterias de fosfato de ferro-lítio. Também mencionei que será difícil atingir esse máximo teórico devido às ineficiências e diferenças no mundo real. Lembre-se: existem muitas maneiras de fabricar células de bateria. Embaladas, vendidas e usadas. Não há nem de longe a padronização que vemos nas baterias cilíndricas vendidas no seu 711. O arcabouço político carece de subsídios concretos e apoio nacional para tornar isso realidade. Outra grande preocupação é que o arcabouço de política econômica não...t alocar dinheiro para incentivar a coleta de baterias usadas. Existem alguns programas piloto de recompra administrados pelos municípios, mas nada em nível nacional. Isso poderia mudar, talvez com uma taxa ou imposto, mas, no momento, os participantes do setor privado precisam financiar isso por conta própria. Isso é um problema porque há pouco incentivo econômico para que esses grandes fabricantes de veículos elétricos coletem e reciclem suas baterias.

De 2008 a 2015, o custo de fabricação e de baterias para veículos elétricos caiu de US$ 1.000 por quilowatt-hora para US$ 268. Espera-se que essa tendência continue nos próximos anos. A queda nos custos tornou essas baterias ainda mais acessíveis do que nunca, mas, ao mesmo tempo, também reduziu o incentivo para a coleta e reciclagem. E como essas baterias também são diferentes umas das outras, é difícil ampliar os processos de coleta, pré-tratamento e reciclagem, o que acaba resultando em um dreno de custos para os fabricantes. Quem já trabalha com margens de lucro bastante apertadas?

Independentemente disso, os fabricantes de veículos elétricos são, por lei, os primeiros na fila para manusear e reciclar suas baterias antigas e, apesar da falta de atratividade econômica de todo o empreendimento, têm se esforçado para firmar parcerias com grandes empresas para estabelecer canais oficiais de reciclagem de baterias. Algumas grandes empresas de reciclagem surgiram. Exemplos incluem a Tyson Recycling, a Zhejiang Huayou Cobalt, a Jiangxi Ganfeng Lithium, a Hunan Brunp e a líder de mercado GEM. Mas, apesar da existência dessas grandes empresas licenciadas, a maior parte do setor de reciclagem chinês é composta por pequenas oficinas sem licença. Essas oficinas informais não possuem as ferramentas ou o treinamento adequados. Elas basicamente vão de...Construíram essas baterias para seus materiais catódicos, revendendo-as ao maior lance e descartando o restante. Obviamente, isso representa um enorme risco à segurança e ao meio ambiente. Como resultado dessa burla às regras e regulamentações, essas oficinas de desmanche podem pagar mais aos proprietários de veículos elétricos por suas baterias e, como tal, são preferidas em relação, entre aspas, aos canais oficiais. Assim, a taxa de reciclagem de íons de lítio na China permanece bastante baixa em 2015. Era de cerca de 2%. Desde então, cresceu para 10% em 2019. É um tiro no pé, mas ainda está longe do ideal. E a estrutura de 2018 não estabelece uma meta para as taxas de coleta de baterias. Uma omissão curiosa. A China tem lutado com esse problema em outra frente de baterias, a venerável bateria de chumbo-ácido, essa tecnologia de 150 anos.é muito comumente usado na China. Eles fornecem a energia principal para seus automóveis e ainda são muito populares para bicicletas elétricas. Isso ocorre apesar das regulamentações recentes para incentivar sua substituição por íons de lítio. De qualquer forma, a reciclagem chinesa de baterias de chumbo-ácido está muito aquém das expectativas e dos padrões. Em 2017, menos de 30% dos 3,3 milhões de toneladas de resíduos de baterias de chumbo-ácido gerados na China foram reciclados. Os motivos para essa baixa porcentagem de reciclagem são muito semelhantes aos do caso do íon de lítio. As oficinas informais de desmanche contornam as regras e regulamentos e, portanto, podem pagar muito mais pelas baterias dos consumidores. Os romanos deixaram claro que o chumbo não é exatamente a substância mais ecológica que existe. A China sofreu vários incidentes graves de envenenamento por chumbo nos últimos anos como resultado desse manuseio inadequado. Assim, o governo prometeu recentemente reprimir essas oficinas informais, das quais estima-se que existam mais de 200 em todo o país. A meta é tentar atingir uma porcentagem de reciclagem de 40% em 2020 e 70% em 2025. Considerando que a porcentagem de reciclagem de baterias de chumbo-ácido nos Estados Unidos está em 99% desde pelo menos 2014, não deve ser tão difícil.

Considerando os aspectos técnicos e ecológicosCom as dificuldades econômicas associadas à reciclagem de baterias de veículos elétricos, a indústria tem pensado em maneiras de aproveitar melhor essas coisas antes de descartá-las. A opção com maior potencial seria reutilizá-las em projetos de rede elétrica. Afinal, essas baterias ainda têm 80% da capacidade e podem durar muitos anos antes de finalmente se esgotarem. Os Estados Unidos lideram o caminho, tendo experimentado baterias de carros usadas para projetos de armazenamento estacionário de energia desde 2002. Mas a China realizou alguns projetos de demonstração interessantes. Um dos mais antigos em operação é o projeto de energia eólica e solar de Zhangbei, na província de Hebei. O projeto de US$ 1,3 bilhão surge de um esforço conjunto da empresa estatal chinesa State Grid e da fabricante de baterias para veículos elétricos BYD, que demonstraram a viabilidade do uso de baterias para veículos elétricos Second Life para dar suporte e gerenciar uma rede elétrica. Mais projetos de reciclagem de baterias para veículos elétricos surgiram nos últimos anos em Pequim e Jiangsu para descartar o lixo, e ele continua brilhando. O governo está dando muito foco a isso, mas acho que, em última análise, isso previne mais o problema da reciclagem do que o resolve. Porque o fim inevitável de toda bateria é a reciclagem ou o aterro sanitário. O governo chinês tem feito um trabalho admirável ao incentivar a criação desse ecossistema próspero. O país é líder inquestionável em certos aspectos da tecnologia de baterias e, além disso, gigantes do setor de baterias V estão sediadas lá. Elas têm a chance de realmente mudar a curva de emissões dos automóveis. Então, de certa forma, essa questão da reciclagem é um problema positivo. É uma indicação do sucesso da China. Mas o problema continua sendo um problema, e a indústria tem se esforçado para estabelecer redes, regulamentações e tecnologias de reciclagem adequadas.

O governo chinês pode recorrer à política dos Estados Unidos para obter orientação, incentivo e viabilização de hábitos adequados de reciclagem por parte dos consumidores. E subsídios precisam ser concedidos a empresas nos setores de tecnologia de pré-tratamento e reciclagem, não apenas na indústria. Caso contrário, o consumo de energia e os danos ambientais associados ao descarte dessas baterias superarão qualquer benefício que possamos obter com a mudança para veículos elétricos.