Kitajska je največji svetovni trg električnih vozil, saj je bilo do marca 2021 prodanih več kot 5,5 milijona vozil. To je v marsičem dobro. Kitajska ima največ avtomobilov na svetu in ti nadomeščajo škodljive toplogredne pline. Vendar pa imajo te stvari tudi svoje pomisleke glede trajnosti. Obstajajo pomisleki glede okoljske škode, ki nastane zaradi pridobivanja elementov, kot sta litij in kobalt. Druga skrb pa je povezana s prihajajočim problemom odpadkov. Kitajska se začenja soočati s tem problemom na čelu.
Leta 2020 je bilo razgrajenih 200.000 ton baterij, do leta 2025 pa naj bi se ta številka povzpela na 780.000 ton. Poglejte si, kakšen je na Kitajskem problem odpadnih baterij za električna vozila in kaj največji svetovni trg električnih vozil počne glede tega.
Skoraj vsa KitajskaElektrična vozila poganjajo litij-ionske baterije. Zaradi majhne teže, visoke energijske gostote in dolge življenjske dobe so prva izbira za električne avtomobile. Baterije imajo tri glavne značilnosti.komponente in anoda, katoda in elektrolit. Od tegaTorej je katoda najdražja in najpomembnejša. Te baterije v veliki meri ločimo glede na njihove katalizatorje. NNe bi se preveč poglabljal v to, vendar ima večina kitajskih baterij za električna vozila katode iz litijevih, nikljevih, manganovih ali kobaltovih oksidov, ki jih v nadaljevanju imenujemo MCS. Te baterije se upokojijo, ko njihova zmogljivost doseže približno 80 %, kar ustreza naši življenjski dobi, ki je približno 8 do 10 let. To je seveda odvisno od določenih dejavnikov, kot so pogostost polnjenja, vozne navade in razmere na cesti.
Mislil sem, da bi vas to zanimalo. S prvim večjim valom električnih vozilKer bi se te baterije začele prodajati nekje med letoma 2010 in 2011, bi morala biti infrastruktura za zbiranje in predelavo teh baterij pripravljena do konca desetletja. To je bil izziv in časovni okvir, s katerim se je morala spopasti kitajska vlada. Po olimpijskih igrah v Pekingu je kitajska vlada začela promovirati proizvodnjo in uporabo električnih vozil med širšo javnostjo. Takrat so se edini predpisi, ki so jih izdali, nanašali na varnostne standarde v industriji. Ker so številne komponente baterij precej strupene, je v začetku leta 2010 naraščalo povpraševanje po električnih vozilih in s tem enako hitro naraščala potreba po načinu ravnanja z njihovimi odpadki.
Leta 2012 je šelvernment je prvič objavil smernice za politiko celotne industrije električnih vozil, v katerih je med drugim poudaril potrebo por stvari, delujoč sistem recikliranja baterij za električna vozila. Leta 2016 se je več ministrstev združilo, da bi določilo enotno usmeritev za problem odpadnih baterij za električna vozila. Proizvajalci električnih vozil bi bili odgovorni za predelavo baterij svojih avtomobilov. Vzpostaviti morajo lastne mreže poprodajnih storitev ali pa zaupati zbiranje odpadnih baterij za električna vozila tretji osebi.
Kitajska vlada ima navado, da najprej razglasi politiko, smernice ali usmeritve, preden kasneje določi natančnejša pravila. Izjava iz leta 2016 je podjetjem za električna vozila dejansko sporočila, naj v prihodnjih letih pričakujejo več na tem področju. Zato je bil leta 2018 hitro objavljen nadaljnji okvir politike z naslovom Začasni ukrepi za upravljanje recikliranja in uporabe baterij vozil na novo energijo. Sprašujete se, ali s tem mislite na strešna okna in tudi hibridna vozila? Izvršni organ bi bilo Ministrstvo za industrijo in informacijsko tehnologijo ali MIIT.
Obljubilo je nazajLeta 2016 okvir v veliki meri prelaga odgovornost na zasebne subjekte, kot so proizvajalci električnih vozil in baterij za električna vozila, ki se ukvarjajo s to težavo. Vlada bo ...Vidijo nekatere tehnične vidike prizadevanja, vendar tega ne bodo storili sami. Ta okvir temelji na splošni politiki upravljanja, ki so jo sprejeli Kitajci. Imenuje se razširjena odgovornost proizvajalca ali EPR. Duhovni koncept je prenesti odgovornost navzgor z lokalnih in pokrajinskih vlad na same proizvajalce.
Kitajska vlada je sprejela EPR, za katerega menim, da je prišel iz zahodnih akademskih krogov v začetku 2000-ih. Kot odgovor na direktive EU glede naraščajočega problema z elektronskimi odpadki in intuitivno je smiselno, da je vlada vedno tista, ki čisti vse te elektronske odpadke. Podjetja, ki proizvajajo te odpadke, ne bodo nikoli spodbujena, da bi svoje izdelke olajšala recikliranje. Tako morajo v duhu EPR vsi proizvajalci baterij za električna vozila zasnovati baterije, ki jih je enostavno razstaviti, in svojim strankam zagotoviti tehnične podrobnosti o koncu življenjske dobe – označevalci električnih vozil inoznačevalci električnih vozil naj bodisi vzpostavijo in upravljajo lastna omrežja za zbiranje in recikliranje baterij bodisi jih prepustijo tretji osebi. Vlada bo pomagala vzpostaviti nacionalne standarde za poenostavitev postopka. Okvir se na prvi pogled zdi precej dober, vendar obstaja nekaj zelo očitnih pomanjkljivosti.
Zdaj, ko poznamo zgodovino in politiko, se lahko poglobimo v nekaj tehničnih podrobnosti o recikliranju baterij za električna vozila. Razgrajene baterije so v sistem vstopile po dveh kanalih: iz avtomobilov, ki so jim menjali baterijo, in iz avtomobilov ob koncu njihove življenjske dobe. Pri slednjih je baterija še vedno v avtomobilu in se odstrani kot del postopka razstavljanja ob koncu življenjske dobe. To je še vedno zelo ročen postopek, zlasti na Kitajskem. Sledi korak, imenovan predobdelava. Baterijske celice je treba izvleči iz embalaže in odpreti, kar je izziv, saj ni standardne zasnove baterijskega sklopa. Zato je treba to storiti ročno s specializiranim orodjem.
Ko je baterija odstranjenad, kaj se zgodi next je odvisno od vrste litij-ionske baterije v avtomobilu. Začnimo z baterijo NMC, ki je najpogostejša na Kitajskem. Štirje reciklažni obrati za baterije NMC želijo predelati. Katodni aktivni materiali. Ekonomska analiza iz leta 2019 ocenjuje, da kljub temu, da predstavljajo le 4 % teže baterij, predstavljajo več kot 60 % celotne vrednosti recikliranja baterij. Tehnologije recikliranja NMC so relativno zrele. Sony je bil pionir leta 1999. Obstajata dve glavni tehnološki metodi, piro-metalurška in hidro-metalurška. Začnimo s piro-metalurško. Piro pomeni ogenj. Baterija se stali v zlitino železa, bakra, kobalta in niklja.
Dobre snovi se nato pridobijo s hidrometalurškimi metodami. Piro metode sežgejo. Elektroliti, plastika in litijeve soli. Torej ni vsega mogoče predelati. Sproščajo se strupeni plini, ki jih je treba predelati, in je precej energetsko potraten, vendar ga je industrija široko sprejela. Hidrometalurške metode uporabljajo vodno topilo za ločevanje želenih materialov s kobaltom od spojine. Najpogosteje uporabljeni topilni metodi sta žveplova kislina in vodikov peroksid, obstaja pa tudi veliko drugih. Nobena od teh metod ni idealna in potrebno je nadaljnje delo za odpravo njunih tehničnih pomanjkljivosti. Litij-železo-fosfatne baterije predstavljajo približno 30 % kitajskega trga električnih vozil od leta 2019. Energijska gostota teh baterij ni tako visoka kot pri njihovih NMC-ju, vendar ne vsebujejo elementov, kot sta nikelj in kobalt. Verjetno so tudi varnejše.
Kitajska je tudi vodilna na svetuna področju znanosti in komercializacije litijevega železovega fosfata, baterijskih tehnologij, kitajskega podjetja, sodobne amperske tehnologije. Je eden vodilnih proizvajalcev na tem področju. Smiselno bi moralo biti, da bi lahko tudi industrija v državi reciklirala te celice. Kljub temu se je recikliranje teh stvari izkazalo za tehnično težje, kot je bilo pričakovano. To je deloma posledica bolj raznolike mešanice materialov, kar zahteva dodatno drago predobdelavo,in nato ekonomsko litijŽelezofosfatne baterije nimajo enakih dragocenih kovin kot NMC baterije, ki jih poznajo nikelj, baker ali kobalt. To je privedlo do pomanjkanja naložb v to nišo. Obstaja nekaj obetavnih hidrometalurških poskusov, pri katerih je bilo mogoče izlužiti do 85 % litija v obliki litijevega karbonata.Ugibanja pravijo, da bi stal približno 650 dolarjevobdelatitono izrabljenih litijevih železovih fosfatnih baterij. To vključuje stroške energije in materiala, ne pa stroškov gradnjetovarna. Potencialno pridobivanje in preprodaja litija bi lahko pripomogla k bolj ekonomsko izvedljivemu recikliranju, vendar o tem še ni soglasja. Ali te metode še niso bile uvedene v komercialnem obsegu? Okvir iz leta 2018 veliko določa, vendar pušča nekaj stvari zaželenih. Kot vsi vemo v življenju, se ne vse uredi v lični obliki. Tukaj manjka nekaj lukenj, zato se pogovorimo o nekaterih političnih vprašanjih, ki so še vedno odprta. Glavni statistični cilj glede stopenj sproščanja ali pridobivanja surovin. 98 % niklja in kobalta, 85 % mangana za sam litij in 97 % za redke zemeljske materiale. Teoretično je vse to mogoče. Na primer, pravkar sem govoril o pridobivanju 85 % ali več litija iz litijevih železovih fosfatnih baterij. Omenil sem tudi, da bo ta teoretični maksimum težko doseči zaradi neučinkovitosti v resničnem svetu in razlik na terenu. Ne pozabite, da obstaja veliko načinov za izdelavo baterijskih celic. Pakiranje, prodaja in uporaba. Standardizacije, ki jo vidimo pri valjastih baterijah, ki se prodajajo v vašem 711, ni niti približno toliko. V okviru politike manjkajo konkretne subvencije in nacionalna podpora za uresničitev tega. Druga velika skrb je, da okvir ekonomske politike nene dodeliti denarja za spodbujanje zbiranja rabljenih baterij. Občine izvajajo nekaj pilotnih programov odkupa, na nacionalni ravni pa nič. To bi se lahko spremenilo, morda z dajatvijo ali davkom, vendar morajo trenutno zasebni sektor to financirati sami. To je problem, ker je za te velike proizvajalce električnih vozil malo ekonomskih spodbud za zbiranje in recikliranje njihovih baterij.
Med letoma 2008 in 2015 so se stroški proizvodnje baterij za električna vozila znižali s 1000 USD na kilovatno uro na 268 USD. Pričakuje se, da se bo ta trend nadaljeval tudi v naslednjih nekaj letih. Znižanje stroškov je baterije naredilo še bolj dostopne kot kdaj koli prej, hkrati pa je zmanjšalo tudi spodbudo za zbiranje in recikliranje teh baterij. Ker se te baterije med seboj razlikujejo, je težko povečati obseg predobdelave zbiranja in recikliranja, zato se celoten podvig izkaže za stroškovno obremenitev za proizvajalce. Kdo že tako ali tako dela z precej nizkimi maržami?
Ne glede na to so proizvajalci električnih vozil po zakonu prvi na vrsti za ravnanje s svojimi starimi izrabljenimi baterijami in njihovo recikliranje, in kljub ekonomski neprivlačnosti celotnega podviga so se pridno povezovali z velikimi podjetji, da bi vzpostavili uradne kanale za recikliranje baterij. Pojavilo se je nekaj velikih podjetij za recikliranje. Primeri vključujejo Tyson recycling za Zhejiang Huayou Cobalt, Jiangxi Ganfeng lithium, Hunan Brunp in vodilnega na trgu GEM. Toda kljub obstoju teh licenciranih velikih podjetij večino kitajskega sektorja recikliranja sestavljajo majhne, nelicencirane delavnice. Te neformalne delavnice nimajo ustreznega orodja ali usposabljanja. V bistvu gredo vTe baterije kupujejo zaradi katodnih materialov, jih preprodajajo najvišjemu ponudniku in preostanek zavržejo. Očitno je to ogromno varnostno in okoljsko tveganje. Zaradi tega obhajanja pravil in predpisov lahko te delavnice za recikliranje lastnikom električnih vozil plačajo več za njihove baterije in so kot take prednostnejše od, citiram, uradnih kanalov. Stopnja recikliranja litij-ionskih baterij na Kitajskem je tako leta 2015 ostala precej nizka. Znašala je približno 2 %, od takrat pa se je leta 2019 povečala na 10 %. To je sicer malo verjetno, vendar je še vedno daleč od idealnega. Okvir iz leta 2018 pa ne določa cilja glede stopenj zbiranja baterij. Nenavadna opustitev. Kitajska se s to težavo spopada na drugem področju baterij, častitljivih svinčeno-kislinskih baterij, te 150 let stare tehnologije.se na Kitajskem zelo pogosto uporablja. Zagotavljajo zvezdniško moč za njihove avtomobile in so še vedno zelo priljubljeni za električna kolesa. To kljub nedavnim predpisom, ki spodbujajo njihovo zamenjavo z litij-ionskimi. Kakorkoli že, kitajsko recikliranje svinčevih baterij daleč zaostaja za pričakovanji in merili. Leta 2017 je bilo recikliranih manj kot 30 % od 3,3 milijona ton odpadnih svinčevih baterij, ustvarjenih na Kitajskem. Razlogi za ta nizek odstotek recikliranja so zelo podobni kot pri litij-ionskih baterijah. Neformalne delavnice zaobihajajo pravila in predpise ter si tako lahko privoščijo, da za potrošniške baterije plačajo veliko več. Rimljani so jasno povedali, da svinec ni ravno okolju prijazna snov. Kitajska je v zadnjih letih zaradi nepravilnega ravnanja doživela več večjih zastrupitev s svincem. Zato se je vlada pred kratkim zavezala, da bo ukrepala proti tem neformalnim delavnicam, ki jih je po ocenah po vsej državi več kot 200. Cilj je poskusiti doseči 40-odstotni odstotek recikliranja do leta 2020 in 70-odstotni do leta 2025. Glede na to, da je odstotek recikliranja svinčeno-kislinskih baterij v Ameriki vsaj od leta 2014 na 99 %, to ne bi smelo biti tako težko.
Glede na tehnične in ekološke vidikeZaradi gospodarskih težav, povezanih z recikliranjem baterij za električna vozila, je industrija razmišljala o načinih, kako te stvari bolje izkoristiti, preden jih je poslala v grob. Največja potencialna možnost bi bila njihova ponovna uporaba v projektih elektroenergetskega omrežja. Te baterije imajo navsezadnje še vedno 80-odstotno zmogljivost in lahko še vedno služijo več let, preden dokončno odpovedo. Združene države Amerike so pri tem vodilne. Kitajska je od leta 2002 eksperimentirala z rabljenimi avtomobilskimi baterijami za stacionarne projekte shranjevanja energije. Toda Kitajska je izvedla nekaj zanimivih demonstracijskih projektov. Eden najdlje delujočih je projekt vetrne in sončne energije Zhangbei v provinci Hebei. Projekt, vreden 1,3 milijarde dolarjev, izhaja iz skupnih prizadevanj kitajskega državnega podjetja State Grid in proizvajalca baterij za električna vozila BYD, ki so dokazali izvedljivost uporabe baterij Second Life EV za podporo in upravljanje elektroenergetskega omrežja. V zadnjih letih se je v Pekingu, Jiangsuju in okolici pojavilo več projektov recikliranja baterij za električna vozila, da bi jih zavrgli in zavrgli. Vlada se temu posveča veliko pozornosti, vendar mislim, da na koncu bolj preprečuje problem recikliranja, ki ga rešuje. Ker je neizogiben konec vsake baterije bodisi recikliranje bodisi odlagališče. Kitajska vlada je opravila občudovanja vredno delo pri spodbujanju ustvarjanja tega uspešnega ekosistema. Država je nedvomno vodilna na področju tehnologije baterij in tam imajo sedež številni velikani V. Imajo priložnost, da resnično spremenijo krivuljo emisij avtomobilov. Torej je to vprašanje recikliranja na nek način lep problem. Je znak kitajskega uspeha. Vendar problem ostaja problem in industrija je odlašala z vzpostavitvijo ustreznih mrež, predpisov in tehnologij za recikliranje.
Kitajska vlada se lahko za smernice ter spodbujanje in omogočanje ustreznih navad recikliranja potrošnikov zanese na politiko Združenih držav. Subvencije je treba dodeliti tudi podjetjem v panogah predobdelave in recikliranja, ne le v proizvodnji. V nasprotnem primeru bosta poraba energije in okoljska škoda, povezana s tem odlaganjem baterij, odtehtali vse koristi, ki jih bomo imeli od prehoda na električna vozila.
Čas objave: 1. avg. 2023