Čína je najväčším trhom s elektromobilmi na svete s viac ako 5,5 miliónmi predaných kusov (do marca 2021). To je v mnohých ohľadoch dobrá vec. Čína má najviac áut na svete a tie nahrádzajú škodlivé skleníkové plyny. Tieto veci však majú svoje vlastné obavy o udržateľnosť. Existujú obavy z poškodenia životného prostredia v dôsledku ťažby prvkov, ako je lítium a kobalt. Ďalším problémom však je hroziaci problém s odpadom. Čína začína pociťovať tento problém na hrane.
V roku 2020 bolo vyradených z prevádzky 200 000 ton batérií a očakáva sa, že do roku 2025 toto číslo dosiahne 780 000 ton. Pozrite sa na hroziaci problém s odpadom z batérií pre elektromobily v Číne a na to, čo s tým robí najväčší svetový trh s elektromobilmi.
Takmer celá ČínaElektrické vozidlá sú poháňané lítium-iónovými batériami. Sú ľahké, majú vysokú hustotu energie a dlhú životnosť, čo z nich robí prvú voľbu pre elektrické vozidlá. Batérie majú tri hlavné vlastnosti...komponenty a anóda, katóda a elektrolyt. ZKatóda je teda najdrahšia a najvýznamnejšia. Tieto batérie do značnej miery rozlišujeme na základe ich katalyzátorových člnov. NNebudem sa do toho ponárať príliš hlboko, ale väčšina čínskych batérií pre elektromobily má katódy vyrobené z oxidov lítia, niklu, mangánu alebo kobaltu, ktoré sa ďalej označujú ako MCS. Tieto batérie sa vyraďujú, keď ich kapacita dosiahne približne 80 %, čo zodpovedá našej životnosti približne 8 až 10 rokov. To samozrejme závisí od určitých faktorov, ako je frekvencia nabíjania, jazdné návyky a stav vozovky.
Myslel som, že by ste to chceli vedieť. S prvou veľkou vlnou elektromobilovKeďže sa batérie dostali na cesty niekedy v rokoch 2010 až 2011, infraštruktúra na zber a spracovanie týchto batérií musela byť čoskoro pripravená do konca desaťročia. To bola výzva a časový harmonogram, s ktorým sa musela čínska vláda vysporiadať. Po olympijských hrách v Pekingu začala čínska vláda propagovať výrobu a používanie elektromobilov medzi širokou verejnosťou. V tom čase vydali len predpisy týkajúce sa bezpečnostných noriem v tomto odvetví. Keďže mnohé komponenty batérií sú dosť toxické, začiatkom roka 2010 došlo k rastúcemu záujmu o elektromobily a s tým rovnako rýchlo rastúcej potrebe nájsť spôsob, ako nakladať s ich odpadom.
V roku 2012, choďtevernmeSpoločnosť NT po prvýkrát vydala politické usmernenia pre celý priemysel elektromobilov, v ktorých sa okrem iného zdôraznila potrebaveci, fungujúci systém recyklácie batérií elektromobilov. V roku 2016 sa niekoľko ministerstiev spojilo, aby stanovili jednotný smer pre problém s odpadom z batérií elektromobilov. Výrobcovia elektromobilov by boli zodpovední za zhodnocovanie batérií svojich automobilov. Musia si vytvoriť vlastné siete popredajných služieb alebo zveriť zber použitých batérií elektromobilov tretej strane.
Čínska vláda má tendenciu najprv vyhlásiť politiku, usmernenie alebo smerovanie a až potom stanoviť konkrétnejšie pravidlá. Vyhlásenie z roku 2016 v podstate signalizovalo spoločnostiam zaoberajúcim sa elektromobilmi, aby v nasledujúcich rokoch očakávali viac. V roku 2018 preto rýchlo zverejnili následné politické opatrenia s názvom Dočasné opatrenia na riadenie recyklácie a využívania batérií vozidiel s novými zdrojmi energie. Človek by sa pýtal, či tým myslí odkvapy a aj hybridy. Orgánom presadzovania práva by bolo Ministerstvo priemyslu a informačných technológií alebo MIIT.
Sľúbilo to späťV roku 2016 rámec prevažne kladie zodpovednosť na súkromné subjekty, ako sú výrobcovia elektromobilov a batérií pre elektromobily, ktoré sa týmto problémom zaoberajú. Vláda bude...vidíme niektoré technické aspekty tohto úsilia, ale sami to neurobia. Tento rámec je postavený na všeobecnej politike riadenia, ktorú Číňania prijali. Nazýva sa rozšírená zodpovednosť výrobcu alebo EPR. Duchovný koncept spočíva v presunutí zodpovednosti z miestnych a provinčných samospráv na samotných výrobcov.
Čínska vláda prijala EPR, ktorý podľa mňa pochádza zo západnej akademickej obce začiatkom 21. storočia. Ako reakcia na smernice EÚ týkajúce sa rastúceho problému s elektronickým odpadom a dáva intuitívny zmysel, ak je vláda vždy tá, ktorá všetok tento elektronický odpad upratuje. Spoločnosti, ktoré tento odpad produkujú, nikdy nebudú motivované k tomu, aby svoje veci uľahčili recyklácii. V duchu EPR teda musia všetci výrobcovia batérií pre elektromobily navrhovať batérie, ktoré sa dajú ľahko rozobrať, a poskytovať svojim zákazníkom technické podrobnosti o konci životnosti – značky pre elektromobily aznačky elektromobilov si buď zriadia a prevádzkovajú vlastné siete na zber a recykláciu batérií, alebo ich zveria tretej strane. Vláda pomôže zaviesť národné normy na zefektívnenie procesu. Rámec sa na prvý pohľad zdá celkom pekný, ale má aj niekoľko veľmi zjavných nevýhod.
Teraz, keď poznáme históriu a pravidlá, môžeme sa ponoriť do niekoľkých technických detailov o recyklácii batérií elektromobilov. Vyradené batérie sa do systému dostali dvoma kanálmi: z automobilov, ktoré prechádzajú výmenou batérie, a z automobilov na konci ich životnosti. V prípade automobilov je batéria stále vo vnútri vozidla a vyberá sa ako súčasť procesu demontáže na konci životnosti. Tento proces je stále veľmi manuálny, najmä v Číne. Potom nasleduje krok nazývaný predúprava. Batériové články sa musia vytiahnuť z obalu a otvoriť, čo je náročné, pretože neexistuje štandardný dizajn batériového bloku. Preto sa to musí robiť ručne pomocou špecializovaného náradia.
Po vybratí batéried, čo sa stane neVýkon závisí od typu lítium-iónovej batérie vo vnútri auta. Začnime s batériou NMC, ktorá je v Číne najbežnejšia. Štyria recyklátori batérií NMC chcú zhodnotiť. Aktívne materiály katódy. Ekonomická analýza z roku 2019 odhaduje, že napriek tomu, že tvoria iba 4 % hmotnosti batérií, tvoria viac ako 60 % celkovej hodnoty zhodnotenia batérií. Technológie recyklácie NMC sú relatívne vyspelé. Spoločnosť Sony bola priekopníkom v roku 1999. Existujú dve hlavné technologické metódy, pyrometalurgická a hydrometalurgická. Začnime s pyrometalurgickou. Pyro znamená oheň. Batéria sa roztaví na zliatinu železa, medi, kobaltu a niklu.
Dobré materiály sa potom získavajú pomocou hydrometalurgických metód. Pyrometódy spaľujú. Elektrolyty, plasty a lítiové soli. Nie všetko sa teda dá zhodnotiť. Uvoľňujú sa toxické plyny, ktoré je potrebné spracovať, a je to dosť energeticky náročné, ale v priemysle sa to široko používa. Hydrometalurgické metódy používajú vodné rozpúšťadlo na oddelenie požadovaných materiálov kobaltom od zlúčeniny. Najbežnejšie používanými rozpúšťadlami sú kyselina sírová a peroxid vodíka, ale existuje aj mnoho ďalších. Ani jedna z týchto metód nie je ideálna a na riešenie ich technických nedostatkov je potrebný ďalší výskum. Lítium-železito-fosfátové batérie tvoria v roku 2019 približne 30 % čínskeho trhu s elektromobilmi. Energetická hustota týchto batérií nie je taká vysoká ako ich náprotivky NMC, ale neobsahujú prvky ako nikel a kobalt. Pravdepodobne sú aj bezpečnejšie.
Čína je tiež svetovým lídromvo vede a komercializácii lítium-železitého fosforečnanu, batériových technológií, čínskej spoločnosti, súčasnej ampérovej technológie. Je jedným z lídrov vo výrobe v tejto oblasti. Malo by dávať zmysel, aby priemysel krajiny bol schopný recyklovať aj tieto články. Napriek tomu sa recyklácia týchto vecí ukázala byť technicky náročnejšia, ako sa očakávalo. Čiastočne je to spôsobené tým, že majú pestrejšiu zmes materiálov, čo si vyžaduje dodatočnú drahú predúpravu,a potom ekonomicky lítiumŽelezofosfátové batérie neobsahujú rovnaké cenné kovy ako batérie NMC, ktoré poznajú nikel, meď alebo kobalt. A to viedlo k nedostatku investícií do tejto oblasti. Existujú sľubné hydrometalurgické experimenty, v rámci ktorých sa podarilo vylúhovať až 85 % lítia vo forme uhličitanu lítneho.Špekuluje sa, že by to malo stáť okolo 650 dolárovspracovaťtona použitých lítium-železito-fosfátových batérií. To zahŕňa náklady na energiu a materiál, nepočítajúc náklady na výstavbutováreň. Potenciálne získavanie a ďalší predaj lítia by mohli pomôcť s ekonomicky efektívnejšou recykláciou, ale porota o tom stále nevie. Boli tieto metódy ešte implementované v komerčnom meradle? Rámec z roku 2018 stanovuje veľa, ale necháva niekoľko vecí, ktoré je potrebné zvážiť. Ako všetci vieme v živote, nie všetko sa dá usporiadať do úhľadnej malej mašličky. Chýba tu niekoľko nedostatkov, takže si povedzme niečo o niektorých politických otázkach, ktoré sú stále nejasné. Hlavný štatistický cieľ v oblasti uvoľňovania alebo miery zhodnocovania surovín. 98 % niklu a kobaltu, 85 % mangánu pre samotné lítium a 97 % pre materiály vzácnych zemín. Teoreticky je to všetko možné. Napríklad som práve hovoril o získavaní 85 % alebo viac lítia z lítium-železito-fosfátových batérií. Spomenul som tiež, že bude ťažké dosiahnuť toto teoretické maximum kvôli neefektívnosti v reálnom svete a rozdielom v praxi. Pamätajte, že existuje veľa spôsobov, ako sa dajú batériové články vyrobiť. Balené, predávané a používané. Neexistuje ani zďaleka taká štandardizácia, akú vidíme pri valcových batériách predávaných vo vašom modeli 711. V politickom rámci chýbajú konkrétne dotácie a národná podpora na to, aby sa to stalo skutočnosťou. Ďalším veľkým problémom je, že rámec hospodárskej politiky nič nerobí.nevyčleniť peniaze na podporu zberu použitých batérií. Existuje niekoľko pilotných programov spätného odkupu, ktoré prevádzkujú obce, ale nič na národnej úrovni. Toto by sa mohlo zmeniť, možno zavedením poplatku alebo dane, ale momentálne si to musia financovať sami hráči zo súkromného sektora. Toto je problém, pretože pre týchto veľkých výrobcov elektromobilov existuje malá ekonomická motivácia na zber a recykláciu svojich batérií.
Od roku 2008 do roku 2015 klesli náklady na výrobu a cenu batérií pre elektromobily z 1 000 USD za kilowatthodinu na 268 USD. Očakáva sa, že tento trend bude pokračovať aj v nasledujúcich rokoch. Pokles nákladov síce síce urobil batérie ešte dostupnejšími ako kedykoľvek predtým, ale zároveň znížil aj motiváciu k zberu a recyklácii týchto batérií. A keďže sa tieto batérie od seba líšia, je ťažké rozšíriť procesy predbežnej úpravy zberu a recyklácie, takže celý podnik sa ukazuje ako nákladová záťaž pre ich výrobcov. Kto už teraz pracuje s dosť nízkymi ziskami?
Bez ohľadu na to sú výrobcovia elektromobilov zo zákona prví, ktorí musia spracovať a recyklovať svoje staré použité batérie, a napriek ekonomickej neatraktivite celého podniku usilovne spolupracujú s veľkými spoločnosťami s cieľom vytvoriť oficiálne kanály na recykláciu batérií. Vzniklo niekoľko veľkých recyklačných spoločností. Medzi príklady patrí Tyson recycling pre Zhejiang Huayou Cobalt, Jiangxi Ganfeng lithium, Hunan Brunp a líder na trhu GEM. Napriek existencii týchto licencovaných veľkých spoločností však väčšinu čínskeho recyklačného sektora tvoria malé, nelicencované dielne. Tieto neformálne dielne nemajú správne nástroje ani školenie. V podstate chodia naTieto batérie ťažia z katódových materiálov, predávajú ich tomu, kto ponúkne najvyššiu cenu, a zvyšok sa vyhadzujú. Je zrejmé, že ide o obrovské bezpečnostné a environmentálne riziko. V dôsledku tohto obchádzania pravidiel a predpisov môžu tieto dielne na spracovanie odpadu platiť majiteľom elektromobilov za ich batérie viac, a preto sú uprednostňované pred, citujem, oficiálnymi kanálmi. Miera recyklácie lítium-iónových batérií v Číne tak v roku 2015 zostáva pomerne nízka. Bola to približne 2 %. Odvtedy sa v roku 2019 zvýšila na 10 %. Je to síce nepravdepodobné, ale stále je to ďaleko od ideálu. A rámec z roku 2018 nestanovuje cieľ v oblasti miery zberu batérií. Zvláštne opomenutie. Čína sa s týmto problémom potýka aj na inom fronte batérií, a to na úctyhodnom trhu s olovenými batériami, čo je 150 rokov stará technológia.sa v Číne veľmi bežne používa. Poskytujú hviezdny výkon pre ich automobily a sú stále veľmi obľúbené pre elektrické bicykle. A to aj napriek nedávnym nariadeniam, ktoré podporujú ich nahrádzanie lítium-iónovými batériami. Čínska recyklácia olovených batérií však zďaleka nespĺňa očakávania a štandardy. V roku 2017 sa recyklovalo menej ako 30 % z 3,3 milióna ton odpadu z olovených batérií vyprodukovaného v Číne. Dôvody tohto nízkeho percenta recyklácie sú veľmi podobné ako v prípade lítium-iónových batérií. Neformálne dielne obchádzajú pravidlá a predpisy, a preto si môžu dovoliť platiť za spotrebiteľské batérie oveľa viac. Rimania jasne uviedli, že olovo nie je práve najekologickejšia látka. Čína v posledných rokoch zažila v dôsledku tohto nesprávneho zaobchádzania viacero závažných otrav olovom. Vláda sa preto nedávno zaviazala, že proti týmto neformálnym dielňam, ktorých sa odhaduje, že v krajine je viac ako 200, zakročí. Cieľom je pokúsiť sa dosiahnuť 40 % percento recyklácie v roku 2020 a 70 % v roku 2025. Vzhľadom na to, že percento recyklácie olovených batérií v Amerike je od roku 2014 na úrovni 99 %, nemalo by to byť až také ťažké.
Vzhľadom na technické a ekologické aspektyVzhľadom na ekonomické ťažkosti spojené s recykláciou batérií elektromobilov sa priemysel zamýšľal nad spôsobmi, ako tieto veci lepšie využiť predtým, ako ich poslal do hrobu. Najväčšou potenciálnou možnosťou by bolo ich opätovné použitie v projektoch energetickej siete. Tieto batérie majú koniec koncov stále 80 % kapacity a môžu vydržať ešte mnoho rokov, kým definitívne nevydržia. Spojené štáty sú v tomto smere na čele. Čína experimentuje s použitými autobatériami pre stacionárne projekty skladovania energie od roku 2002. Čína však uskutočnila niekoľko zaujímavých demonštračných projektov. Jedným z najdlhšie fungujúcich je projekt veternej a solárnej energie Zhangbei v provincii Che-pej. Projekt v hodnote 1,3 miliardy dolárov vznikol spoločným úsilím čínskeho štátneho podniku State Grid a výrobcu batérií pre elektromobily BYD, ktorý preukázal uskutočniteľnosť použitia batérií Second Life EV na podporu a správu elektrickej siete. V posledných rokoch sa v Pekingu a provincii Jiangsu objavilo viac projektov recyklácie batérií pre elektromobily, ktoré sa snažia vyhodiť a vyhodiť do odpadu. Vláda sa na to veľmi zameriava, ale myslím si, že v konečnom dôsledku skôr predchádza problému recyklácie, ktorý ho rieši. Pretože nevyhnutným koncom každej batérie je buď recyklácia, alebo skládka. Čínska vláda odviedla obdivuhodnú prácu pri podpore vytvárania tohto prosperujúceho ekosystému. Krajina je nespochybniteľným lídrom v určitých aspektoch technológie batérií a niekoľko gigantov V má v nej sídlo. Majú šancu skutočne zmeniť krivku emisií z automobilov. Takže tento problém s recykláciou je v istom zmysle pekným problémom. Je to znak úspechu Číny. Problém je však stále problémom a priemysel otáľa s vytváraním vhodných recyklačných sietí, predpisov a technológií.
Čínska vláda sa môže spoľahnúť na politiku Spojených štátov, ktorá by im poskytla usmernenie a motiváciu a umožnila správne recyklačné návyky spotrebiteľov. Dotácie by mali byť poskytované aj podnikom v odvetví predbežnej úpravy a recyklácie, nielen vo výrobe. V opačnom prípade spotreba energie a škody na životnom prostredí spojené s likvidáciou batérií prevážia akékoľvek výhody, ktoré získame z prechodu na elektromobily.
Čas uverejnenia: 1. augusta 2023