China este cea mai mare piață de vehicule electrice din lume, cu peste 5,5 milioane de unități vândute în martie 2021. Acesta este un lucru bun din multe puncte de vedere. China are cele mai multe mașini din lume, iar acestea înlocuiesc gazele cu efect de seră dăunătoare. Dar aceste lucruri au propriile lor preocupări legate de sustenabilitate. Există îngrijorări cu privire la daunele aduse mediului rezultate din extracția unor elemente precum litiul și cobaltul. Dar o altă preocupare este problema viitoare a deșeurilor. China începe să se confrunte cu avangarda acestei probleme.
În 2020, 200.000 de tone de baterii au fost scoase din uz, iar se anticipează că cifra va ajunge la 780.000 de tone până în 2025. Uitați-vă la problema iminentă a deșeurilor de baterii electrice din China și ce face cea mai mare piață de vehicule electrice din lume în această privință.
Aproape toată ChinaVehiculele electrice sunt alimentate de baterii litiu-ion. Sunt ușoare, au o densitate energetică mare și o durată lungă de viață, ceea ce le face prima alegere pentru mașinile electrice. Bateriile au trei caracteristici principalecomponente și anod, un catod și un electrolit. Dintre acesteaDe exemplu, catodul este cel mai scump și mai important. În mare măsură, distingem aceste baterii în funcție de catalizatorii lor. NNu ar fi să aprofundez prea mult acest subiect, dar majoritatea bateriilor pentru vehicule electrice din China au catozi fabricați din litiu, nichel, mangan sau oxizi de cobalt, denumiți în continuare MCS. Aceste baterii sunt scoase din uz atunci când capacitatea lor atinge aproximativ 80%, ceea ce corespunde unei durate de viață utile de aproximativ 8 până la 10 ani. Acest lucru depinde, desigur, de anumiți factori precum frecvența de încărcare, obiceiurile de condus și condițiile de drum.
M-am gândit că ai vrea să știi. Odată cu primul val major de vehicule electriceOdată ce vehiculele electrice ar fi trebuit să fie puse în funcțiune cândva în 2010-2011, infrastructura pentru colectarea și procesarea acestor baterii ar fi trebuit să fie gata în curând până la sfârșitul deceniului. Aceasta a fost provocarea și calendarul cu care a trebuit să se confrunte guvernul chinez. După Jocurile Olimpice de la Beijing, guvernul chinez a început să promoveze fabricarea și utilizarea vehiculelor electrice către publicul larg. În acel moment, singurele reglementări pe care le-au emis au fost legate de standardele de siguranță ale industriei. Deoarece multe componente ale bateriilor sunt destul de toxice, la începutul anului 2010 s-a înregistrat o creștere a popularității vehiculelor electrice și, odată cu aceasta, o nevoie la fel de rapidă de a găsi o modalitate de a gestiona deșeurile aferente.
În 2012, mersulvernment a publicat pentru prima dată îndrumări politice pentru întreaga industrie a vehiculelor electrice, îndrumările subliniind necesitatea, printre altele,În plus, un sistem funcțional de reciclare a bateriilor EV. În 2016, mai multe ministere s-au unit pentru a stabili o direcție unificată pentru problema deșeurilor de baterii EV. Producătorii de EV ar fi responsabili de recuperarea bateriilor mașinilor lor. Aceștia trebuie să își stabilească propriile rețele de service post-vânzare sau să aibă încredere în terți pentru colectarea bateriilor EV uzate.
Guvernul chinez are tendința de a declara mai întâi o politică, o îndrumare sau o direcție înainte de a stabili reguli mai specifice ulterior. Declarația din 2016 semnalează efectiv companiilor de vehicule electrice să aștepte mai multe în acest sens în anii următori. Ca atare, în 2018, a apărut rapid cadrul de politici ulterioare, intitulat „Măsuri intermediare pentru gestionarea reciclării și utilizarea bateriilor de energie ale vehiculelor cu energie nouă”. Te întrebi dacă numești asta și streșini, dar și hibride. Organismul de aplicare ar fi Ministerul Industriei și Tehnologiei Informației sau MIIT.
A promis înapoiÎn 2016, cadrul pune în mare măsură responsabilitatea pe entitățile private, precum producătorii de vehicule electrice și baterii pentru vehicule electrice, care se ocupă de această problemă. Guvernul va...Pot vedea unele aspecte tehnice ale demersului, dar nu o vor face singuri. Acest cadru este construit pe baza unei politici generale de guvernanță adoptate de chinezi. Numită responsabilitate extinsă a producătorului sau EPR. Conceptul spiritual este de a transfera responsabilitatea în amonte de la guvernele locale și provinciale către producătorii înșiși.
Guvernul chinez a adoptat EPR, despre care cred că provine din mediul academic occidental la începutul anilor 2000. Ca răspuns la directivele UE privind problema tot mai mare a deșeurilor electrice și electrice, și este logic ca guvernul să fie întotdeauna cel care curăță toate aceste deșeuri electrice. Companiile care produc aceste deșeuri nu vor fi niciodată stimulate să își facă produsele mai ușor de reciclat. Astfel, în spiritul EPR, toți producătorii de baterii pentru vehicule electrice trebuie să proiecteze baterii ușor de dezasamblat și să ofere clienților lor detalii tehnice privind sfârșitul ciclului de viață.marcajele pentru vehicule electrice fie să își înființeze și să administreze propriile rețele de colectare și reciclare a bateriilor, fie să le externalizeze către o terță parte. Guvernul va ajuta la stabilirea unor standarde naționale pentru eficientizarea procesului. Cadrul pare destul de bun la prima vedere, dar există unele dezavantaje foarte evidente.
Acum, că cunoaștem istoricul și politica, putem analiza câteva detalii tehnice despre reciclarea bateriilor vehiculelor electrice. Bateriile scoase din uz intrau în sistem prin două canale: de la mașinile care treceau printr-o înlocuire a bateriei și de la mașini la sfârșitul duratei lor de viață. În cazul acestora din urmă, bateria se află încă în interiorul mașinii și este scoasă ca parte a procesului de demontare la sfârșitul duratei de viață. Acesta rămâne un proces foarte manual, în special în China. După aceea, urmează o etapă numită pretratare. Celulele bateriei trebuie scoase din pachet și deschise, ceea ce reprezintă o provocare, deoarece nu există un design standard pentru pachetele de baterii. Prin urmare, acest lucru trebuie făcut manual, folosind unelte specializate.
Odată ce bateria este scoasăd, ce se întâmplă acumxt depinde de tipul de baterie litiu-ion din interiorul mașinii. Să începem cu bateria NMC, cea mai comună în China. Patru reciclatori de baterii NMC doresc să recupereze. Materialele active ale catodului. Analiza economică din 2019 estimează că, deși reprezintă doar 4% din greutatea bateriilor, acestea reprezintă peste 60% din valoarea totală de recuperare a bateriilor. Tehnologiile de reciclare NMC sunt relativ mature. Sony a fost pionieră în 1999. Există două metode tehnologice majore, pirometalurgică și hidrometalurgică. Să începem cu pirometalurgică. Piro înseamnă foc. Bateria este topită într-un aliaj de fier, cupru, cobalt și nichel.
Substanțele bune sunt apoi recuperate folosind metode hidrometalurgice. Metodele pirotehnice ard electroliți, materiale plastice și săruri de litiu. Deci nu totul poate fi recuperat. Eliberează gaze toxice care trebuie procesate și este destul de consumatoare de energie, dar a fost adoptată pe scară largă în industrie. Metodele hidrometalurgice utilizează un solvent apos pentru a separa materialele dorite prin cobalt din compus. Cei mai utilizați solvenți sunt acidul sulfuric și peroxidul de hidrogen, dar există și mulți alții. Niciuna dintre aceste metode nu este ideală și sunt necesare lucrări suplimentare pentru a remedia deficiențele lor tehnice. Bateriile litiu-fier fosfat reprezintă aproximativ 30% din piața chineză a vehiculelor electrice începând cu 2019. Densitățile energetice ale acestor baterii nu sunt la fel de mari ca omologii lor NMC, dar nu conțin elemente precum nichelul și cobaltul. Sunt, de asemenea, probabil mai sigure.
China este, de asemenea, liderul mondialer în știința și comercializarea fosfatului de litiu-fier, tehnologiile bateriilor, compania chineză, tehnologia amperi contemporană. Este unul dintre liderii de producție în acest domeniu. Ar trebui să aibă sens ca industria țării să poată recicla și aceste celule. Acestea fiind spuse, reciclarea acestor lucruri s-a dovedit a fi mai dificilă din punct de vedere tehnic decât se anticipase. Acest lucru se datorează parțial faptului că au un amestec mai variat de materiale, ceea ce necesită lucrări suplimentare costisitoare de pretratare, oși apoi, din punct de vedere economic, litiuBateriile cu fosfat de fier nu conțin aceleași metale valoroase precum bateriile NMC, nichelul, cuprul sau cobaltul. Și acest lucru a dus la o lipsă de investiții în această nișă. Există câteva experimente hidrometalurgice promițătoare care au reușit să extragă până la 85% din litiu sub formă de carbonat de litiu.Se speculează că ar costa în jur de 650 de dolari.a procesao tonă de baterii uzate cu litiu-fosfat de fier. Aceasta include costul energiei și al materialelor, fără a lua în considerare costul construiriifabrică. Recuperarea și revânzarea potențială a litiului ar putea contribui la o reciclare mai fezabilă din punct de vedere economic, dar încă nu se știe ce să facă acest lucru. Nu au fost implementate aceste metode la scară comercială? Cadrul din 2018 prezintă multe aspecte, dar lasă câteva lucruri de dorit. După cum știm cu toții, în viață nu totul se încheie într-o clipă. Există câteva lipsuri aici, așa că haideți să vorbim puțin despre unele dintre întrebările de politică încă neclară. Obiectivul statistic principal la eliberare sau ratele de recuperare a materiilor prime. 98% nichel cobalt, 85% mangan pentru litiu în sine și 97% pentru materiale din pământuri rare. Teoretic, totul este posibil. De exemplu, tocmai am vorbit despre recuperarea a 85% sau mai mult din litiu din bateriile litiu fier fosfat. Am menționat, de asemenea, că va fi dificil să se atingă acest maxim teoretic din cauza ineficiențelor din lumea reală și a diferențelor de pe teren. Rețineți că există o mulțime de moduri în care pot fi fabricate celulele de baterii. Ambalate, vândute și utilizate. Nu există nici pe departe standardizarea pe care o vedem la bateriile cilindrice vândute în modelul 711. Cadrul de politici lipsește de subvenții concrete și de sprijin național pentru a pune acest lucru în practică. O altă mare preocupare este că cadrul de politici economice nu...Nu alocați bani pentru a stimula colectarea bateriilor uzate. Există câteva programe pilot de răscumpărare derulate de municipalități, dar nimic la nivel național. Acest lucru s-ar putea schimba, poate printr-o taxă sau un impozit, dar în prezent actorii din sectorul privat trebuie să finanțeze singuri. Aceasta este o problemă deoarece există puține stimulente economice pentru acești mari producători de vehicule electrice de a colecta și recicla bateriile lor.
Din 2008 până în 2015, costul de fabricație al bateriilor pentru vehicule electrice a scăzut de la 1000 USD pe kilowatt-oră la 268. Se așteaptă ca această tendință să continue în următorii ani. Scăderea costurilor a făcut ca bateriile să fie și mai accesibile ca niciodată, dar, în același timp, a redus și stimulentul pentru colectarea și reciclarea acestora. Și, din moment ce aceste baterii sunt, de asemenea, diferite unele de altele, este dificil să se extindă procesele de colectare, pretratare și reciclare, astfel încât întreaga inițiativă se dovedește a fi o pierdere de costuri pentru producătorii lor. Cine lucrează deja cu marje destul de mici de la bun început?
Indiferent de situație, producătorii de vehicule electrice sunt, prin lege, primii în rândul celor care își gestionează și reciclează bateriile uzate și, în ciuda lipsei de atractivitate economică a întregii inițiative, aceștia au fost conștiincioși în colaborarea cu companii mari pentru a crea canale oficiale de reciclare a bateriilor. Au apărut câteva companii mari de reciclare. Printre exemple se numără Tyson Recycling to Zhejiang Huayou Cobalt, Jiangxi Ganfeng Lithium, Hunan Brunp și liderul de piață GEM. Dar, în ciuda existenței acestor companii mari autorizate, majoritatea sectorului chinez de reciclare este alcătuită din ateliere mici, neautorizate. Aceste magazine informale nu au instrumentele sau instruirea adecvate. Practic, merg la...„...și vând materiale catodice pentru aceste baterii, le revind celui care oferă cel mai mult și aruncând restul. Evident, acesta este un risc masiv pentru siguranță și mediu. Ca urmare a acestei ocoliri a regulilor și reglementărilor, aceste ateliere de reciclare pot plăti proprietarilor de vehicule electrice mai mult pentru bateriile lor și, ca atare, sunt preferate față de, citez, citez, canalele oficiale. Astfel, rata de reciclare a litiu-ionilor în China rămâne destul de scăzută în 2015. Era de aproximativ 2%. De atunci a crescut la 10% în 2019. Este o idee bună, dar acest lucru este încă departe de a fi ideal. Iar cadrul din 2018 nu stabilește un obiectiv privind ratele de colectare a bateriilor. O omisiune curioasă. China se luptă cu această problemă pe un alt front al bateriilor, venerabila baterie cu plumb, această tehnologie veche de 150 de ani.”este foarte frecvent utilizat în China. Acestea oferă puterea vedetelor automobilelor lor și sunt încă foarte populare pentru bicicletele electrice. Acest lucru se întâmplă în ciuda reglementărilor recente care încurajează înlocuirea lor cu litiu-ion. Oricum, reciclarea bateriilor cu plumb-acid în China este mult sub așteptări și standarde. În 2017, mai puțin de 30% din cele 3,3 milioane de tone de deșeuri de baterii cu plumb-acid generate în China sunt reciclate. Motivele acestui procent scăzut de reciclare sunt foarte similare cu cazul litiu-ion. Magazinele informale de reciclare ocolesc regulile și reglementările și, prin urmare, își pot permite să plătească mult mai mult pentru bateriile consumatorilor. Romanii au precizat clar că plumbul nu este tocmai cea mai ecologică substanță existentă. China a cunoscut multiple incidente majore de intoxicație cu plumb în ultimii ani, ca urmare a acestei manipulări necorespunzătoare. Astfel, guvernul s-a angajat recent să ia măsuri drastice împotriva acestor magazine informale, dintre care se estimează că există peste 200 în întreaga țară. Scopul este de a încerca să atingem un procent de reciclare de 40% în 2020 și de 70% în 2025. Având în vedere că procentul de reciclare a bateriilor cu plumb în America este de 99% din cel puțin 2014, nu ar trebui să fie atât de dificil.
Având în vedere aspectele tehnice și ecologiceAvând în vedere dificultățile economice asociate cu reciclarea bateriilor EV, industria s-a gândit la modalități de a utiliza mai mult aceste lucruri înainte de a le trimite în mormânt. Cea mai mare opțiune ar fi reutilizarea lor în proiecte de rețele electrice. Aceste baterii au încă o capacitate de 80% și pot funcționa încă mulți ani înainte de a se epuiza definitiv. Statele Unite sunt în fruntea acestui proiect. După ce au experimentat cu baterii auto uzate pentru proiecte de stocare a energiei staționare din 2002, China a realizat însă câteva proiecte demonstrative interesante. Unul dintre cele mai longevive este proiectul de energie eoliană și solară Zhangbei din provincia Hebei. Proiectul de 1,3 miliarde de dolari provine dintr-un efort comun al întreprinderii de stat chineze State Grid și al producătorului de baterii EV BYD, demonstrând fezabilitatea utilizării bateriilor EV Second Life pentru a susține și gestiona o rețea electrică. Mai multe proiecte de reciclare a bateriilor EV au apărut în ultimii ani la Beijing, Jiangsu, și se dovedesc a fi aruncate la gunoi. Guvernul pune mult accent pe acest aspect, dar cred că, în cele din urmă, acest lucru previne mai mult problema reciclării decât o rezolvă. Deoarece sfârșitul inevitabil al fiecărei baterii este fie reciclarea, fie depozitul de deșeuri. Guvernul chinez a făcut o treabă admirabilă în încurajarea creării acestui ecosistem înfloritor. Țara este liderul incontestabil în anumite aspecte ale tehnologiei bateriilor și mai mulți giganți din domeniul V își au sediul acolo. Aceștia au șansa de a reduce cu adevărat curba emisiilor auto. Așadar, într-un fel, această problemă de reciclare este o problemă plăcută. Este un indiciu al succesului Chinei. Dar problema este încă o problemă, iar industria a tergiversat în stabilirea rețelelor, reglementărilor și tehnologiilor de reciclare adecvate.
Guvernul chinez se poate baza pe politica Statelor Unite pentru îndrumare, stimulare și facilitarea unor obiceiuri adecvate de reciclare de către consumatori. Iar subvențiile trebuie acordate întreprinderilor din industriile tehnologiei de pretratare și reciclare, nu doar celor din producție. În caz contrar, consumul de energie și daunele aduse mediului asociate cu eliminarea acestor baterii vor depăși orice beneficiu pe care îl vom obține din trecerea la vehiculele electrice.
Data publicării: 01 august 2023