Kitajska je največji trg električnih vozil na svetu z več kot 5,5 milijona prodanih od marca 2021. To je v mnogih pogledih dobra stvar.Kitajska ima največ avtomobilov na svetu in ti nadomeščajo škodljive toplogredne pline.Toda te stvari imajo lastne pomisleke glede trajnosti.Obstajajo pomisleki glede okoljske škode, ki je posledica pridobivanja elementov, kot sta litij in kobalt.Druga skrb pa je povezana s prihajajočim problemom odpadkov.Kitajska se začenja soočati s tem problemom.
Leta 2020 je bilo razgrajenih 200.000 ton baterij, do leta 2025 pa naj bi številka znašala 780.000 ton. Poglejte grozečo težavo Kitajske z odpadnimi baterijami električnih vozil in kaj glede tega počne največji svetovni trg električnih vozil.
Skoraj vsa kitajskaelektrična vozila poganjajo litij-ionske baterije.Zaradi svoje lahke teže, visoke energijske gostote in dolge življenjske dobe so prva izbira za avtomobile na električni pogon.Baterije imajo tri glavne ckomponente in anoda, katoda in elektrolit.OdSe, katoda je najdražja in pomembna.Te baterije v veliki meri razlikujemo glede na njihove mačje čolne.nNe da bi se preveč poglabljal v to, vendar ima večina kitajskih baterij za električna vozila katode iz litijevih, nikljevih, manganovih in kobaltovih oksidov, ki jih tukaj imenujemo MCS.Te baterije se umaknejo, ko njihova zmogljivost doseže približno 80 %, kar ustreza naši življenjski dobi 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 rad vedel.S prvim večjim valom električnih vozilki bo na cesti prišla nekje v letih 2010 do 2011, bo morala biti infrastruktura za zbiranje in predelavo teh baterij kmalu pripravljena do konca desetletja.To je bil izziv in časovni okvir, s katerima se je morala soočiti kitajska vlada.Po olimpijskih igrah v Pekingu je kitajska vlada začela spodbujati proizvodnjo in uporabo električnih vozil širši javnosti.Trenutno so edini predpisi, ki so jih izdali, industrijski varnostni standardi.Ker je veliko komponent baterije precej strupenih.V začetku leta 2010 je prišlo do vse večjega uveljavljanja električnih vozil in s tem enako hitro naraščajoče potrebe po načinu ravnanja z njihovimi odpadki.
V letu 2012, government je prvič izdal politične smernice za celotno industrijo električnih vozil, smernice pa so med drugim poudarile potrebo por stvari, delujoč sistem za recikliranje baterij EV.Leta 2016 se je več ministrstev združilo, da bi vzpostavilo enotno usmeritev za problem odpadne baterije električnih vozil.Proizvajalci električnih vozil bi bili odgovorni za obnovitev baterij svojih avtomobilov.Vzpostaviti morajo lastno mrežo poprodajnih storitev ali zaupati tretji osebi zbiranje odpadnih baterij za električna vozila.
Kitajska vlada je nagnjena k temu, da najprej razglasi politiko, smernice ali usmeritve, preden kasneje določi natančnejša pravila.Deklaracija iz leta 2016 podjetjem, ki se ukvarjajo z električnimi vozili, dejansko sporoča, da pričakujejo več o tem v prihodnjih letih.Tako je leta 2018 prišlo do hitrega spremljanja političnega okvira z naslovom Začasni ukrepi za upravljanje recikliranja in uporabe električnih baterij vozil z novo energijo.Sprašujete se, če pomenu rečete napušč in tudi hibridi.Izvršilni organ bi bilo Ministrstvo za industrijo in informacijsko tehnologijo ali MIIT.
Obljubljeno je nazajleta 2016 okvir v veliki meri nalaga odgovornost zasebnim subjektom, kot so proizvajalci električnih vozil in baterij za električna vozila, ki se ukvarjajo s to težavo.Vlada bo nadvidijo 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 prenos odgovornosti navzgor z lokalnih in pokrajinskih vlad na same proizvajalce.
Kitajska vlada je sprejela EPR, ki je po mojem mnenju izšla iz zahodne akademije v zgodnjih 2000-ih.Kot odgovor na direktive EU v zvezi z naraščajočim problemom E-odpadkov in intuitivno je logično, da je vlada vedno tista, ki čisti vse te E-odpadke.Podjetja, ki proizvajajo odpadke, ne bodo nikoli spodbujena, da bi svoje stvari lažje reciklirala.Tako morajo v duhu EPR vsi izdelovalci baterij za električna vozila oblikovati baterije, ki jih je enostavno razstaviti, in svojim strankam zagotoviti tehnične podrobnosti o koncu življenjske dobe – oznake za električna vozila ind markerji električnih vozil, da vzpostavijo in vodijo lastna omrežja za zbiranje in recikliranje baterij ali pa jih oddajajo tretji osebi.Vlada bo pomagala vzpostaviti nacionalne standarde za racionalizacijo postopka.Ogrodje se na videz zdi precej lepo, vendar ima nekaj zelo očitnih pomanjkljivosti.
Zdaj, ko poznamo zgodovino in politiko, se lahko poglobimo v nekaj tehničnih podrobnosti o recikliranju baterij EV.Odsluženi akumulatorji so v sistem prišli po dveh kanalih iz avtomobilov, ki so bili v postopku menjave akumulatorjev, in iz avtomobilov.Ob koncu življenja.Pri slednjem je akumulator še vedno v avtomobilu in se odstrani kot del postopka razstavljanja ob koncu življenjske dobe.To ostaja zelo ročni postopek, zlasti na Kitajskem.Sledi korak, imenovan predobdelava.Baterijske celice je treba potegniti iz paketa in odpreti, kar je izziv, saj standardne zasnove baterijskega paketa ni.Zato je treba to storiti ročno z uporabo posebnih orodij.
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 predelovalci baterij NMC želijo obnoviti.Aktivne katodne snovi.Ekonomska analiza iz leta 2019 ocenjuje, da kljub temu, da predstavljajo samo 4 % teže baterij, predstavljajo več kot 60 % celotne vrednosti reševanja baterij.Tehnologije recikliranja NMC so razmeroma zrele.Sony je bil pionir leta 1999. Obstajata dve glavni tehnološki metodi, pirometalurška in hidrometalurška.Začnimo s Pyro metalurgijo.Pyro pomeni ogenj.Baterija je pretopljena v zlitino železa, bakra, kobalta in niklja.
Dobre stvari se nato pridobijo s hidrometalurškimi metodami.Piro metode izgorejo.Elektroliti, plastika in litijeve soli.Vsega torej ni mogoče povrniti.Sprošča strupene pline, ki jih je treba obdelati, in je precej energetsko intenziven, vendar ga je industrija na široko sprejela.Hidrometalurške metode uporabljajo vodno topilo za ločevanje želenih materialov s kobaltom iz spojine.Najpogosteje uporabljeni topili sta žveplova kislina in vodikov peroksid, obstaja pa tudi veliko drugih.Nobena od teh metod ni idealna in potrebno je nadaljnje delo za odpravo njihovih tehničnih pomanjkljivosti.Litij-železo-fosfatne baterije od leta 2019 predstavljajo približno 30 % kitajskega trga električnih vozil. Energijske gostote teh baterij niso tako visoke kot pri njihovih analogih NMC, vendar ne vsebujejo elementov, kot sta nikelj in kobalt.Tam je verjetno tudi varneje.
Kitajska je tudi vodilna v svetuer v znanosti in komercializaciji litijevega železovega fosfata, baterijskih tehnologijah, kitajskem podjetju, sodobni amperski tehnologiji.Je eden vodilnih v proizvodnji na tem področju.Smiselno bi moralo biti, da bi lahko tudi industrija v državi reciklirala te celice.Kljub temu se je izkazalo, da je recikliranje teh stvari tehnično težje, kot je bilo pričakovano.To je delno zato, ker imajo bolj raznoliko mešanico materialov, kar zahteva dodatno drago predobdelavo,nd potem ekonomično litijželezove fosfatne baterije nimajo enakih dragocenih kovin kot NMC baterije poznajo nikelj, baker ali kobalt.In to je povzročilo pomanjkanje naložb v to nišo.Obstaja nekaj obetavnih hidrometalurških poskusov, s katerimi je uspelo izlužiti do 85 % litija v obliki litijevega karbonata.Špekulacije so, da bi stal približno 650 dolarjevobdelatitono izrabljenih litij železofosfatnih baterij.To vključuje stroške energije in materiala, ne da bi upoštevali stroške gradnjetovarna.Morebitna predelava in ponovna prodaja litija bi lahko pripomogla k temu, da bi bilo recikliranje ekonomsko izvedljivo, vendar se o tem še vedno odloča.Ali te metode še niso bile uvedene v komercialnem obsegu?Okvir za leto 2018 določa veliko stvari, vendar pušča nekaj nezaželenih.Kot vsi vemo v življenju, se vse ne pospravi v čeden majhen lok.Tukaj manjka nekaj lukenj, zato se pogovorimo o nekaterih političnih vprašanjih, ki še vedno visijo v zraku.Glavni statistični cilj pri stopnjah izpusta ali pridobivanja surovin.98 % niklja, kobalta, 85 % mangana za sam litij in 97 % za materiale redkih zemelj.Teoretično je vse to mogoče.Na primer, pravkar sem govoril o pridobivanju 85 % ali več litija iz litij železofosfatnih baterij.Omenil sem tudi, da bo ta teoretični maksimum težko doseči zaradi neučinkovitosti v realnem svetu in razlik na terenu.Ne pozabite, da obstaja veliko načinov za izdelavo baterijskih celic.Zapakirano, prodano in rabljeno.Ni blizu standardizacije, ki jo vidimo pri cilindričnih baterijah, ki se prodajajo v vašem 711. V okviru politike manjkajo konkretne subvencije in nacionalna podpora, da bi to uresničili.Druga velika skrb je, da okvir ekonomske politike ne delujet dodeliti denar za spodbujanje zbiranja izrabljenih baterij.Obstaja nekaj pilotnih programov odkupa, ki jih izvajajo občine, vendar nič na nacionalni ravni.To bi se lahko spremenilo, morda z dajatvijo ali davkom, vendar morajo zdaj akterji iz zasebnega sektorja to financirati sami.To je težava, ker je za te velike proizvajalce električnih vozil malo ekonomske spodbude, da zbirajo in reciklirajo svoje baterije.
Od leta 2008 do 2015 so se stroški proizvodnje in baterije za električna vozila znižali s 1000 USD na kilovatno uro na 268. Ta trend naj bi se nadaljeval v naslednjih nekaj letih.Padec stroškov je naredil še bolj dostopen kot kdaj koli prej, hkrati pa so zmanjšali tudi spodbudo za zbiranje in recikliranje teh baterij.In ker se te baterije med seboj tudi razlikujejo, je težko povečati postopke predhodne obdelave zbiranja in recikliranja, zato se celoten podvig izkaže za obremenitev njihovih proizvajalcev.Kdo že dela na precej nizkih maržah?
Ne glede na to so izdelovalci električnih vozil po zakonu prvi v vrsti za ravnanje in recikliranje svojih starih izrabljenih baterij in kljub ekonomski neprivlačnosti celotnega podviga so pridno sodelovali z velikimi podjetji, da bi vzpostavili uradne poti za recikliranje baterije.Nastalo je nekaj velikih podjetij za recikliranje.Primeri vključujejo recikliranje Tysona v Zhejiang Huayou Cobalt.Jiangxi Ganfeng litij, Hunan Brunp in vodilni na trgu GEM.Toda kljub obstoju teh licenciranih velikih podjetij večino kitajskega sektorja recikliranja sestavljajo majhne delavnice brez licence.Te neformalne trgovine nimajo ustreznega orodja ali usposabljanja.V bistvu gredo nate baterije za njihove katodne materiale, jih preproda najboljšemu ponudniku, ostalo pa zavrže.Očitno je to ogromno varnostno in okoljsko tveganje.Zaradi tega obrobja pravil in predpisov lahko te prodajalne lastnikom električnih vozil plačajo več za njihove baterije in imajo kot take prednost pred uradnimi kanali, kotirajo, preklicani.Tako ostaja stopnja recikliranja litij-ionov na Kitajskem leta 2015 precej nizka. Bila je približno 2 %.Od takrat je leta 2019 narasel na 10 %. Z njim udari ostro palico v oko, vendar je to še daleč od idealnega.Poleg tega okvir za leto 2018 ne določa cilja glede stopnje zbiranja baterij.Nenavadna opustitev.Kitajska se spopada s to težavo na drugi fronti baterij, častitljivi svinčevi bateriji, tej 150 let stari tehnologijise zelo pogosto uporablja na Kitajskem.Zagotavljajo zvezdniško moč za svoje avtomobile in so še vedno zelo priljubljeni za E kolesa.To je kljub nedavnim predpisom, ki spodbujajo njihovo zamenjavo z litijevimi ioni.Kakorkoli že, kitajsko recikliranje svinčevo-kislinskih baterij je daleč od pričakovanj in meril.Leta 2017 je bilo recikliranih manj kot 30 % od 3,3 milijona ton odpadnih svinčenih akumulatorjev, ustvarjenih na Kitajskem.Razlogi za ta nizek odstotek recikliranja so zelo podobni kot pri litij-ionskem primeru.Neformalne trgovine se izogibajo pravilom in predpisom in si tako lahko privoščijo, da za potrošniške baterije plačajo veliko več.Že Rimljani so jasno povedali, da svinec ni ravno najbolj okolju prijazna snov.Kitajska je v zadnjih letih doživela več večjih zastrupitev s svincem zaradi tega nepravilnega ravnanja.Tako se je vlada nedavno zavezala, da bo zatrla te neformalne trgovine, ki jih je po ocenah več kot 200 po vsej državi.Cilj je poskušati doseči 40-odstotni delež recikliranja leta 2020 in 70-odstoten leta 2025. Glede na to, da je odstotek recikliranja svinčenih baterij v Ameriki vsaj od leta 2014 99-odstoten, ne bi smelo biti tako težko.
Glede na tehnično in ekoNomičnimi težavami, povezanimi z recikliranjem baterij za električna vozila, je industrija razmišljala o načinih, kako te stvari bolj izkoristiti, preden jih pošlje v grob.Najbolj potencialna možnost bi bila njihova ponovna uporaba v projektih električnega omrežja.Te baterije imajo navsezadnje še vedno 80-odstotno zmogljivost in lahko trajajo še mnogo let, preden se dokončno izpraznijo.Tu vodijo ZDA.Od leta 2002 je eksperimentiral z rabljenimi avtomobilskimi baterijami za stacionarne projekte shranjevanja energije. Toda Kitajska je izvedla nekaj zanimivih predstavitvenih projektov.Eden najdlje delujočih je projekt vetrne in sončne energije Zhangbei v provinci Hebei.1,3 milijarde dolarjev vreden projekt izvira iz skupnega prizadevanja kitajskega državnega podjetja State Grid in proizvajalca baterij za električna vozila BYD, ki je pokazal izvedljivost uporabe akumulatorjev Second Life EV za podporo in upravljanje električnega omrežja.V zadnjih letih se je v Pekingu, Jiangsuju pojavilo več projektov recikliranja baterij za električna vozila in blesti.Vlada se temu zelo osredotoča, vendar mislim, da na koncu bolj prepreči problem recikliranja, ki ga rešuje.Ker je neizogiben konec vsake baterije recikliranje ali odlaganje na odlagališče.Kitajska vlada je opravila občudovanja vredno delo pri spodbujanju ustvarjanja tega uspešnega ekosistema.Država je nedvomno vodilna v nekaterih vidikih tehnologije baterij in v nekaterih primerih imajo tam sedež velikani V.Imajo priložnost, da resnično ukrivijo krivuljo avtomobilskih emisij.Torej je na nek način to vprašanje recikliranja prijeten problem.To je pokazatelj uspeha Kitajske.Toda problem je še vedno problem in industrija je odlašala z vzpostavljanjem ustreznih mrež za recikliranje, predpisov in tehnologij.
Kitajska vlada se lahko obrne na politiko Združenih držav za nekaj smernic in spodbujanja ter omogočanja ustreznih navad recikliranja potrošnikov.Subvencije je treba dodeliti podjetjem v panogah tehnologije predobdelave in recikliranja, ne samo v proizvodnji.V nasprotnem primeru bosta poraba energije in okoljska škoda, povezana s temi odlaganji baterij, odtehtala vse koristi, ki jih imamo s prehodom na električna vozila.
Čas objave: 1. avgusta 2023