Çin, Mart 2021 itibarıyla 5,5 milyondan fazla satılan araçla dünyanın en büyük elektrikli araç pazarıdır. Bu birçok açıdan olumlu bir durum. Çin, dünyada en çok araca sahip ülke ve bu araçlar zararlı sera gazlarının yerini alıyor. Ancak bu durumların da kendi sürdürülebilirlik endişeleri var. Lityum ve kobalt gibi elementlerin çıkarılmasından kaynaklanan çevresel hasar endişeleri mevcut. Bir diğer endişe ise yaklaşan atık sorunuyla ilgili. Çin bu sorunun öncülerinden biri olmaya başlıyor.
2020 yılında 200.000 ton pil kullanım dışı bırakıldı ve bu rakamın 2025 yılına kadar 780.000 tona ulaşması bekleniyor. Çin'in yaklaşan elektrikli araç pili atık sorununa ve dünyanın en büyük elektrikli araç pazarının bu konuda neler yaptığına bir göz atalım.
Çin'in neredeyse tamamıElektrikli araçlar lityum iyon pillerle çalışır. Hafif olmaları, yüksek enerji yoğunlukları ve uzun ömürlü olmaları, onları elektrikli araçlar için ilk tercih haline getiriyor. Pillerin üç ana bileşeni vardır.Bileşenler ve anot, katot ve elektrolit.Yani, katot en pahalı ve en önemli olanıdır. Bu pilleri büyük ölçüde katotlarına göre ayırt ederiz. NKonuya çok derinlemesine girmeyelim ama Çin'deki elektrikli araç bataryalarının çoğunun katotları lityum, nikel, manganez veya kobalt oksitlerden (burada MCS olarak anılacaktır) yapılmıştır. Bu bataryalar, kapasiteleri yaklaşık %80'e ulaştığında, yani yaklaşık 8 ila 10 yıllık kullanım ömrüne ulaştıklarında kullanımdan kaldırılırlar. Bu süre, şarj sıklığı, sürüş alışkanlıkları ve yol koşulları gibi belirli faktörlere bağlıdır.
Bilmenizi istedim. İlk büyük elektrikli araç dalgasıyla birlikte...2010-2011 yılları arasında yollara çıkacak olan bu bataryaların toplanması ve işlenmesi için gerekli altyapının, on yılın sonuna kadar hazır olması gerekiyordu. Çin hükümetinin ele alması gereken zorluk ve zaman çizelgesi buydu. Pekin Olimpiyatları'ndan sonra Çin hükümeti, elektrikli araçların üretimini ve kullanımını genel halka tanıtmaya başladı. Bu dönemde çıkardıkları tek düzenleme, endüstri güvenlik standartlarıyla ilgiliydi. Çünkü birçok batarya bileşeni oldukça zehirlidir. 2010'ların başlarında elektrikli araçların kullanımında ve bununla birlikte atıklarının nasıl bertaraf edileceğine dair ihtiyaçta da hızlı bir artış görüldü.
2012'de, gidişvernmeNT, ilk kez elektrikli araç sektörünün tamamına yönelik bir politika kılavuzu yayınladı ve bu kılavuzda diğer hususların yanı sıra şunlara duyulan ihtiyaç vurgulandı:Öncelikle, işleyen bir elektrikli araç batarya geri dönüşüm sistemi gerekiyor. 2016 yılında, çeşitli bakanlıklar elektrikli araç batarya atığı sorununa yönelik birleşik bir yön belirlemek için bir araya geldi. Elektrikli araç üreticileri, araçlarının bataryalarını geri kazanmaktan sorumlu olacaklardı. Kendi satış sonrası servis ağlarını kurmalı veya atık elektrikli araç bataryalarını toplamak için üçüncü bir tarafa güvenmeliydiler.
Çin hükümeti, daha sonra daha spesifik kurallar belirlemeden önce bir politika, kılavuz veya yönlendirme ilan etme eğilimindedir. 2016'daki bildiri, elektrikli araç şirketlerine önümüzdeki yıllarda bu konuda daha fazlasını beklemeleri gerektiğinin sinyalini verdi. Bu nedenle, 2018'de, "Yeni Enerji Araçlarının Güç Bataryalarının Geri Dönüşümü ve Kullanımının Yönetimi için Geçici Tedbirler" başlıklı politika çerçevesi hızla yayınlandı. Bunun anlamının "eaves" ve "hibritler" olup olmadığını merak edebilirsiniz. Uygulama organı Sanayi ve Bilgi Teknolojileri Bakanlığı (MIIT) olacaktır.
Karşılıklı söz verdi.2016 yılında yürürlüğe giren çerçeve, bu sorunla ilgilenen elektrikli araç ve elektrikli araç batarya üreticileri gibi özel kuruluşlara büyük ölçüde sorumluluk yüklüyor. Hükümet ise bu konuda daha fazla sorumluluk üstlenecek.Bu girişimin bazı teknik yönlerini görecekler, ancak bunu kendileri yapmayacaklar. Bu çerçeve, Çinlilerin benimsediği genel bir yönetim politikası üzerine kurulmuştur. Buna Genişletilmiş Üretici Sorumluluğu veya EPR denir. Temel kavram, sorumluluğu yerel ve il hükümetlerinden üreticilerin kendisine kaydırmaktır.
Çin hükümeti, 2000'li yılların başlarında Batı akademisinden çıktığını düşündüğüm EPR'yi (Genişletilmiş Üretici Sorumluluğu) benimsedi. Bu, artan elektronik atık sorununa ilişkin AB direktiflerine bir yanıt olarak geldi ve hükümetin her zaman bu elektronik atıkları temizleyen taraf olması sezgisel olarak mantıklı geliyor. Atıkları üreten şirketler, ürünlerinin geri dönüşümünü kolaylaştırmak için asla teşvik edilmeyeceklerdir. Bu nedenle, EPR ruhuyla, tüm elektrikli araç batarya üreticilerinin sökülmesi kolay bataryalar tasarlamaları ve müşterilerine teknik, kullanım ömrü sonu bilgilerini sağlamaları gerekiyor.Elektrikli araç üreticilerinin de sırayla kendi pil toplama ve geri dönüşüm ağlarını kurup işletmeleri veya bu işi üçüncü bir tarafa devretmeleri gerekiyor. Hükümet, süreci kolaylaştırmak için ulusal standartların oluşturulmasına yardımcı olacak. Çerçeve ilk bakışta oldukça iyi görünüyor, ancak bazı çok açık dezavantajları da var.
Artık tarihçeyi ve politikayı bildiğimize göre, elektrikli araç bataryalarının geri dönüşümüyle ilgili bazı teknik detaylara dalabiliriz. Kullanım ömrünü tamamlamış bataryalar, batarya değişimi yapılan araçlardan ve kullanım ömrünü tamamlamış araçlardan olmak üzere iki kanaldan sisteme giriyor. İkinci durumda, batarya hala aracın içindedir ve kullanım ömrünün sonundaki söküm işleminin bir parçası olarak çıkarılır. Bu, özellikle Çin'de, oldukça manuel bir işlemdir. Bundan sonra ön işlem adı verilen bir adım vardır. Batarya hücrelerinin paketten çıkarılması ve açılması gerekir ki bu, standart bir batarya paketi tasarımı olmadığı için zorlu bir işlemdir. Bu nedenle, özel aletler kullanılarak elle yapılması gerekir.
Pil çıkarıldıktan sonrad, ne olur?Araç içindeki lityum iyon pilin türüne bağlı olarak değişir. Çin'de en yaygın olan NMC piliyle başlayalım. Dört NMC pil geri dönüştürücüsü, katot aktif malzemelerini geri kazanmak istiyor. 2019 ekonomik analizine göre, pillerin ağırlığının sadece %4'ünü oluşturmalarına rağmen, pillerin toplam kurtarma değerinin %60'ından fazlasını oluşturuyorlar. NMC geri dönüşüm teknolojileri nispeten olgunlaşmıştır. Sony 1999 yılında öncülük etmiştir. İki ana teknolojik yöntem vardır: Piro metalürjik ve hidro metalürjik. Piro metalürjik yöntemle başlayalım. Piro, ateş anlamına gelir. Pil, demir, bakır, kobalt ve nikel alaşımına eritilir.
İyi olan kısım daha sonra hidrometalurjik yöntemlerle geri kazanılır. Piro yöntemlerde ise elektrolitler, plastikler ve lityum tuzları yakılır. Yani her şey geri kazanılamaz. İşlenmesi gereken zehirli gazlar açığa çıkarır ve oldukça enerji yoğundur, ancak endüstri tarafından yaygın olarak benimsenmiştir. Hidrometalurjik yöntemler, istenen malzemeleri bileşikten kobalt ile ayırmak için sulu bir çözücü kullanır. En yaygın kullanılan çözücüler sülfürik asit ve hidrojen peroksittir, ancak başka birçok çözücü de vardır. Bu yöntemlerin hiçbiri ideal değildir ve teknik eksikliklerini gidermek için daha fazla çalışma gereklidir. Lityum demir fosfat piller, 2019 itibariyle Çin elektrikli araç pazarının yaklaşık %30'unu oluşturmaktadır. Bu pillerin enerji yoğunlukları NMC muadilleri kadar yüksek değildir, ancak nikel ve kobalt gibi elementlerden arındırılmıştır. Ayrıca muhtemelen daha güvenlidirler.
Çin aynı zamanda dünya lideri konumunda.Lityum demir fosfat pil teknolojilerinin bilimsel ve ticarileştirilmesi alanında uzmanlaşmış Çinli bir şirket olan Contemporary Ampere Technology, bu alanda üretim liderlerinden biridir. Ülke endüstrisinin bu pilleri de geri dönüştürebilmesi mantıklı görünmektedir. Bununla birlikte, bu pillerin geri dönüştürülmesinin beklenenden daha teknik olarak zor olduğu ortaya çıkmıştır. Bu durum kısmen, daha çeşitli malzeme karışımına sahip olmalarından kaynaklanmaktadır; bu da ek ve pahalı ön işlem çalışmalarını gerektirmektedir.ve sonra ekonomik olarak lityumDemir fosfat piller, NMC pillerinde bulunan nikel, bakır veya kobalt gibi değerli metalleri içermez. Bu da bu niş alana yapılan yatırımların azlığına yol açmıştır. Lityumun %85'ine kadarını lityum karbonat formunda ayrıştırmayı başaran bazı umut vadeden hidrometalurjik deneyler mevcuttur.Tahminlere göre maliyeti yaklaşık 650 dolar olacak.işlemekBir ton kullanılmış lityum demir fosfat pil. Buna enerji ve malzeme maliyeti dahildir, üretim maliyetini saymıyorum bile.Fabrika. Lityumun potansiyel geri kazanımı ve yeniden satışı, geri dönüşümü ekonomik olarak daha uygulanabilir hale getirmeye yardımcı olabilir, ancak bu konuda henüz kesin bir karar verilmedi. Bu yöntemler ticari ölçekte henüz uygulanmadı mı? 2018 çerçevesi birçok şeyi ortaya koyuyor, ancak bazı eksiklikleri de barındırıyor. Hayatta her şeyin düzgün bir şekilde sonuçlanmadığını hepimiz biliyoruz. Burada birkaç eksiklik var, bu yüzden hala havada olan bazı politika sorularından biraz bahsedelim. Yayınlandığında öne çıkan istatistiksel hedef veya ham madde geri kazanım oranları: nikel kobalt için %98, manganez için %85, lityumun kendisi için %97 ve nadir toprak elementleri için %97. Teorik olarak, bunların hepsi mümkün. Örneğin, lityum demir fosfat pillerden lityumun %85 veya daha fazlasını geri kazanmaktan bahsettim. Ayrıca, gerçek dünyadaki verimsizlikler ve sahadaki farklılıklar nedeniyle bu teorik maksimuma ulaşmanın zor olacağını da belirttim. Unutmayın, pil hücrelerinin üretilebileceği, paketlenebileceği, satılabileceği ve kullanılabileceği birçok yol var. Otomobilinizde satılan silindirik bataryalarda gördüğümüz standardizasyon seviyesine henüz yaklaşamadık. Politika çerçevesinde, bunun gerçek hayata geçmesi için somut teşvikler ve ulusal destek eksik. Bir diğer büyük endişe ise ekonomik politika çerçevesinin yetersiz kalması.Kullanılmış bataryaların toplanmasını teşvik etmek için para ayırmak gerekiyor. Belediyeler tarafından yürütülen birkaç geri alım pilot programı var, ancak ulusal düzeyde bir şey yok. Bu durum, belki bir vergi veya harçla değişebilir, ancak şu anda özel sektör oyuncuları bunu kendileri finanse etmek zorunda. Bu bir sorun çünkü bu büyük elektrikli araç üreticilerinin bataryalarını toplamaları ve geri dönüştürmeleri için ekonomik bir teşvik yok.
2008'den 2015'e kadar, elektrikli araç bataryalarının üretim maliyeti kilowatt saat başına 1000 ABD dolarından 268 ABD dolarına düştü. Bu trendin önümüzdeki birkaç yıl içinde de devam etmesi bekleniyor. Maliyetlerdeki düşüş, bataryaları her zamankinden daha erişilebilir hale getirdi, ancak aynı zamanda bu bataryaların toplanması ve geri dönüştürülmesi için teşviki de azalttı. Ayrıca bu bataryalar birbirinden farklı olduğu için, toplama, ön işlem ve geri dönüşüm süreçlerini ölçeklendirmek zorlaşıyor; bu nedenle tüm girişim, zaten oldukça düşük kar marjlarıyla çalışan üreticiler için bir maliyet yükü haline geliyor.
Bununla birlikte, yasalara göre elektrikli araç üreticileri eski, kullanılmış bataryalarını işleme ve geri dönüştürme konusunda önceliklidir ve tüm girişimin ekonomik açıdan cazip olmamasına rağmen, batarya geri dönüşümü için resmi kanallar kurmak üzere büyük şirketlerle ortaklık kurma konusunda gayret göstermişlerdir. Birkaç büyük geri dönüşüm şirketi ortaya çıkmıştır. Örnekler arasında Tyson'ın Zhejiang Huayou Cobalt'a geri dönüşümü, Jiangxi Ganfeng Litium, Hunan Brunp ve pazar lideri GEM yer almaktadır. Ancak bu lisanslı büyük şirketlerin varlığına rağmen, Çin geri dönüşüm sektörünün büyük çoğunluğu küçük, lisanssız atölyelerden oluşmaktadır. Bu gayri resmi atölyelerin uygun araçları veya eğitimi yoktur. Temelde şunlara giderler:Bu pillerin katot malzemelerini ele geçirip, en yüksek teklifi verene satarak geri kalanını çöpe atıyorlar. Açıkçası, bu büyük bir güvenlik ve çevre riski oluşturuyor. Kuralların ve düzenlemelerin bu şekilde ihlal edilmesi sonucunda, bu kaçakçılar elektrikli araç sahiplerine pilleri için daha fazla para ödeyebiliyor ve bu nedenle, tırnak içinde "resmi kanallar"a tercih ediliyorlar. Bu nedenle, Çin'deki lityum iyon pil geri dönüşüm oranı 2015 yılında oldukça düşük kaldı. Yaklaşık %2 idi. O zamandan beri 2019'da %10'a yükseldi. Göze batan bir çubuktan daha iyidir, ancak yine de ideal olmaktan çok uzak. Ve 2018 çerçevesi pil toplama oranları için bir hedef belirlemiyor. İlginç bir eksiklik. Çin, bu sorunla başka bir pil cephesinde, 150 yıllık bir teknoloji olan eski kurşun asit pilinde de mücadele ediyor.Kurşun asitli bataryalar Çin'de çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Otomobillerine güç kaynağı sağlamakta ve elektrikli bisikletlerde hala çok popülerdirler. Bu durum, lityum iyon bataryalarla değiştirilmelerini teşvik eden son düzenlemelere rağmen böyledir. Her neyse, Çin'deki kurşun asitli batarya geri dönüşümü beklentilerin ve ölçütlerin çok altında kalmaktadır. 2017 yılında, Çin'de üretilen 3,3 milyon ton kurşun asitli batarya atığının %30'undan azı geri dönüştürülmüştür. Bu düşük geri dönüşüm yüzdesinin nedenleri, lityum iyon bataryalarındaki duruma çok benzerdir. Kayıt dışı atölyeler kuralları ve düzenlemeleri ihlal ederek tüketicilerin bataryaları için çok daha fazla para ödeyebilmektedir. Romalılar, kurşunun çevre dostu bir madde olmadığını açıkça ortaya koymuştur. Çin, bu yanlış kullanım sonucu son yıllarda birçok büyük kurşun zehirlenmesi vakası yaşamıştır. Bu nedenle, hükümet son zamanlarda ülke genelinde 200'den fazla olduğu tahmin edilen bu kayıt dışı atölyelere karşı sert önlemler alacağına söz vermiştir. Hedef, 2020'de %40 ve 2025'te %70'lik bir geri dönüşüm oranına ulaşmaktır. Amerika'da kurşun asitli akü geri dönüşüm oranının en az 2014'ten beri %99 seviyesinde olduğu göz önüne alındığında, bu çok zor olmamalıdır.
Teknik ve ekonomik yönleri göz önünde bulundurarakElektrikli araç bataryalarının geri dönüşümüyle ilgili ekonomik zorluklar nedeniyle, sektör bu bataryaları tamamen kullanılmadan önce daha fazla değerlendirmenin yollarını düşünmeye başladı. En yüksek potansiyel seçenek, onları elektrik şebekesi projelerinde yeniden kullanmak olacaktır. Sonuçta bu bataryaların hala %80 kapasitesi var ve tamamen bozulmadan önce yıllarca çalışabilirler. Amerika Birleşik Devletleri bu konuda öncülük ediyor. 2002'den beri kullanılmış araç bataryalarını sabit enerji depolama projelerinde kullanıyor. Ancak Çin de bazı ilginç gösteri projeleri gerçekleştirdi. En uzun süredir faaliyette olanlardan biri, Hebei eyaletindeki Zhangbei rüzgar ve güneş enerjisi projesidir. 1,3 milyar dolarlık proje, Çin devlet şirketi State Grid ve elektrikli araç batarya üreticisi BYD'nin ortak çabasıyla ortaya çıktı ve ikinci ömürlü elektrikli araç bataryalarının bir elektrik şebekesini desteklemek ve yönetmek için kullanılmasının fizibilitesini gösterdi. Son yıllarda Pekin ve Jiangsu'da daha fazla elektrikli araç bataryası geri dönüşüm projesi ortaya çıktı. Hükümet buna çok odaklanıyor, ancak bence bu, geri dönüşüm sorununu çözmekten çok önlemeye yarıyor. Çünkü her pilin kaçınılmaz sonu ya geri dönüşüm ya da çöplüktür. Çin hükümeti, bu gelişen ekosistemin oluşturulmasını teşvik etmede takdire şayan bir iş çıkardı. Ülke, pil teknolojisinin bazı yönlerinde tartışmasız liderdir ve birçok büyük şirket orada bulunmaktadır. Otomobil emisyonlarında gerçekten de önemli bir değişim yaratma şansları var. Bu nedenle, bir bakıma bu geri dönüşüm sorunu güzel bir sorun. Çin'in başarısının bir göstergesi. Ancak sorun hala bir sorun ve sektör, uygun geri dönüşüm ağlarını, düzenlemelerini ve teknolojilerini kurmakta ayak sürüyor.
Çin hükümeti, doğru tüketici geri dönüşüm alışkanlıklarını teşvik etmek ve mümkün kılmak için ABD politikalarından rehberlik alabilir. Ayrıca, sadece üretim sektöründe değil, ön işlem ve geri dönüşüm teknolojisi sektörlerindeki işletmelere de sübvansiyonlar verilmelidir. Aksi takdirde, bu pil atıklarının enerji tüketimi ve çevresel zararı, elektrikli araçlara geçişten elde edeceğimiz faydadan daha fazla olacaktır.
Yayın tarihi: 01 Ağustos 2023