Китай є найбільшим у світі ринком електромобілів, станом на березень 2021 року було продано понад 5,5 мільйона одиниць. Це добре з багатьох причин. Китай має найбільше автомобілів у світі, і вони замінюють шкідливі парникові гази. Але ці речі мають свої власні проблеми щодо сталого розвитку. Існують побоювання щодо шкоди для навколишнього середовища внаслідок видобутку таких елементів, як літій та кобальт. Але ще одне занепокоєння пов'язане з майбутньою проблемою відходів. Китай починає відчувати на собі передову цю проблему.
У 2020 році було виведено з експлуатації 200 000 тонн акумуляторів, і очікується, що до 2025 року ця цифра сягне 780 000 тонн. Подивіться на проблему відходів акумуляторів для електромобілів, яка насувається на Китай, і що робить найбільший у світі ринок електромобілів для вирішення цієї проблеми.
Майже весь КитайЕлектромобілі живляться від літій-іонних акумуляторів. Вони легкі, мають високу щільність енергії та тривалий термін служби, що робить їх першим вибором для електромобілів. Акумулятори мають три основні характеристики...компоненти та анод, катод та електроліт. З нихтобто, катод є найдорожчим і найважливішим. Ми значною мірою розрізняємо ці акумулятори на основі їх катетерів. NНе варто заглиблюватися в це занадто глибоко, але більшість китайських акумуляторів для електромобілів мають катоди, виготовлені з оксидів літію, нікелю, марганцю або кобальту, які тут називають MCS. Ці акумулятори виводяться з експлуатації, коли їхня ємність досягає приблизно 80%, що відповідає терміну служби приблизно від 8 до 10 років. Звичайно, це залежить від певних факторів, таких як частота заряджання, звички водіння та дорожні умови.
Думав, тобі цікаво знати. З першою великою хвилею електромобіліввийшовши на дорогу десь у 2010-2011 роках, інфраструктура для збору та переробки цих акумуляторів мала бути готова до кінця десятиліття. Це було завданням і термінами, з якими мав зіткнутися китайський уряд. Після Олімпійських ігор у Пекіні китайський уряд почав просувати виробництво та використання електромобілів серед широкої громадськості. На той час єдиними правилами, які вони видали, були галузеві стандарти безпеки. Оскільки багато компонентів акумуляторів є досить токсичними, на початку 2010 року спостерігалося зростання популярності електромобілів, а разом з цим і така ж швидка потреба в способах утилізації їхніх відходів.
У 2012 році хідвернмеnt вперше опублікував політичні рекомендації для всієї галузі електромобілів, у яких, серед іншого, наголошується на необхідностіr речі, робоча система переробки акумуляторів для електромобілів. У 2016 році кілька міністерств об'єдналися, щоб встановити єдиний напрямок вирішення проблеми відходів акумуляторів для електромобілів. Виробники електромобілів будуть відповідальні за утилізацію акумуляторів своїх автомобілів. Вони повинні створити власні мережі післяпродажного обслуговування або довірити збір відпрацьованих акумуляторів для електромобілів третій стороні.
Китайський уряд має тенденцію спочатку оголошувати політику, рекомендації чи напрямки, перш ніж пізніше встановлювати більш конкретні правила. Декларація 2016 року фактично сигналізувала компаніям-виробникам електромобілів очікувати більшої активності в цьому напрямку в найближчі роки. Таким чином, у 2018 році швидко з'явилися подальші заходи щодо рамкової політики під назвою «Тимчасові заходи щодо управління переробкою та використанням акумуляторів транспортних засобів на нових джерелах енергії». Цікаво, чи мається на увазі під цим карнизи, а також гібриди. Органом, що відповідає за виконання, є Міністерство промисловості та інформаційних технологій або MIIT.
Воно обіцяло повернутисяУ 2016 році ця структура значною мірою покладає відповідальність на приватні організації, такі як виробники електромобілів та акумуляторів для електромобілів, які займаються цією проблемою. Уряд буде більшбачать деякі технічні аспекти цієї справи, але вони не збираються робити це самостійно. Ця структура побудована на основі загальної політики управління, яку прийняли китайці. Вона називається розширеною відповідальність виробника або РВВ. Духовна концепція полягає в тому, щоб перекласти відповідальність вище за течією від місцевих та провінційних органів влади до самих виробників.
Китайський уряд запровадив принцип розширеного розподілу відповідальності (РРВ), який, на мою думку, виник у західних академічних колах на початку 2000-х років. Це сталося у відповідь на директиви ЄС щодо зростаючої проблеми електронних відходів, і інтуїтивно зрозуміло, що уряд завжди займається прибиранням усіх цих електронних відходів. Компанії, які виробляють ці відходи, ніколи не матимуть стимулів робити свої продукти легшими для переробки. Таким чином, у дусі РРВ, усі виробники акумуляторів для електромобілів повинні розробляти акумулятори, які легко розібрати, та надавати своїм клієнтам технічну інформацію про закінчення терміну служби – маркери для електромобілів.d маркери електромобілів, у свою чергу, або створюють та керують власними мережами збору та переробки акумуляторів, або передають їх на аутсорсинг третій стороні. Уряд допоможе встановити національні стандарти для оптимізації процесу. Структура на перший погляд здається досить гарною, але є деякі дуже очевидні недоліки.
Тепер, коли ми знаємо історію та політику, ми можемо заглибитися в кілька технічних деталей щодо переробки акумуляторів електромобілів. Виведені з експлуатації акумулятори потрапляли в систему двома каналами: з автомобілів, що проходять заміну акумулятора, та з автомобілів, що завершують термін служби. В останніх випадках акумулятор все ще знаходиться всередині автомобіля та видаляється в рамках процесу демонтажу після закінчення терміну служби. Цей процес залишається дуже ручним, особливо в Китаї. Після цього відбувається етап, який називається попередньою обробкою. Елементи акумулятора необхідно витягнути з упаковки та відкрити, що є складним завданням, оскільки не існує стандартної конструкції акумуляторного блоку. Тому це доводиться робити вручну за допомогою спеціалізованих інструментів.
Після того, як акумулятор вийнятод, що відбувається next залежить від типу літій-іонного акумулятора всередині автомобіля. Почнемо з акумулятора NMC, найпоширенішого в Китаї. Чотири компанії з переробки акумуляторів NMC хочуть відновити. Катодні активні матеріали. Економічний аналіз 2019 року оцінює, що, незважаючи на те, що вони становлять лише 4% ваги акумуляторів, вони становлять понад 60% загальної вартості відновлених акумуляторів. Технології переробки NMC є відносно зрілими. Sony була піонером у 1999 році. Існує два основних технологічних методи: пірометалургійний та гідрометалургійний. Почнемо з пірометалургійного. Піро означає вогонь. Акумулятор плавиться у сплав заліза, міді, кобальту та нікелю.
Потім корисні речовини видобувають за допомогою гідрометалургійних методів. Піро-методи спалюють. Електроліти, пластмаси та солі літію. Тож не все можна відновити. Це виділяє токсичні гази, які потребують обробки, і це досить енергоємний процес, але він широко застосовується в промисловості. Гідрометалургійні методи використовують водний розчинник для відділення бажаних матеріалів за допомогою кобальту від сполуки. Найпоширенішими розчинниками є сірчана кислота та перекис водню, але є й багато інших. Жоден з цих методів не є ідеальним, і потрібна подальша робота для усунення їхніх технічних недоліків. Літій-залізофосфатні акумулятори становлять близько 30% китайського ринку електромобілів станом на 2019 рік. Щільність енергії цих акумуляторів не така висока, як у їхніх аналогів NMC, але вони не містять таких елементів, як нікель та кобальт. Вони також, ймовірно, безпечніші.
Китай також є світовим лідерому науці та комерціалізації літій-залізофосфату, акумуляторних технологій, китайської компанії, сучасної амперної технології. Є одним з лідерів виробництва в цій галузі. Має бути логічно, що промисловість країни також може переробляти ці елементи. З огляду на це, переробка цих речей виявилася технічно складнішою, ніж передбачалося. Частково це пов'язано з тим, що вони мають більш різноманітний склад матеріалів, що вимагає додаткової дорогої попередньої обробки, aа потім економічно літійЗалізофосфатні акумулятори не містять таких цінних металів, як акумулятори NMC, такі як нікель, мідь або кобальт. І це призвело до браку інвестицій у цю нішу. Існують деякі перспективні гідрометалургійні експерименти, в результаті яких вдалося вилуговувати до 85% літію у формі карбонату літію.Припускають, що це коштуватиме близько 650 доларівобробититонна відпрацьованих літій-залізофосфатних батарей. Це включає витрати на енергію та матеріали, не враховуючи вартість будівництвазавод. Потенційне відновлення та перепродаж літію можуть допомогти зробити переробку більш економічно доцільною, але остаточне рішення щодо цього питання ще не прийнято. Чи ці методи ще не впроваджені в комерційних масштабах? Структура 2018 року багато чого передбачає, але залишає бажати кращого. Як ми всі знаємо в житті, не все влаштовується в акуратний маленький бантик. Тут є кілька прогалин, тому давайте трохи поговоримо про деякі політичні питання, які все ще висять у повітрі. Головна статистична мета щодо рівня вивільнення або відновлення сировини. 98% нікелю кобальту, 85% марганцю для самого літію та 97% для рідкоземельних матеріалів. Теоретично все це можливо. Наприклад, я щойно говорив про відновлення 85% або більше літію з літій-залізофосфатних батарей. Я також згадав, що буде важко досягти цього теоретичного максимуму через реальну неефективність та відмінності на місцях. Пам'ятайте, що існує багато способів виготовлення акумуляторних елементів. Упакування, продаж та використання. Немає навіть близької стандартизації, яку ми бачимо з циліндричними батареями, що продаються у вашому 711. У політичній базі відсутні конкретні субсидії та національна підтримка для втілення цього в життя. Ще однією великою проблемою є те, що економічна політика не...не виділяти кошти на стимулювання збору використаних акумуляторів. Існує кілька пілотних програм викупу, які проводять муніципалітети, але нічого на національному рівні. Це може змінитися, можливо, за допомогою збору чи податку, але зараз гравці приватного сектору повинні фінансувати це самостійно. Це проблема, оскільки у цих великих виробників електромобілів мало економічних стимулів збирати та переробляти свої акумулятори.
З 2008 по 2015 рік вартість виробництва акумуляторів для електромобілів знизилася з 1000 доларів США за кіловат-годину до 268. Очікується, що ця тенденція продовжиться протягом наступних кількох років. Падіння витрат зробило їх ще доступнішими, ніж будь-коли, але водночас знизило стимул до збору та переробки цих акумуляторів. А оскільки ці акумулятори також відрізняються один від одного, важко масштабувати процеси попередньої обробки та переробки, тому вся ця справа виявляється витратною для їхніх виробників. Хто вже працює з досить низькою рентабельністю?
Незважаючи на це, виробники електромобілів за законом першими мають займатися обробкою та переробкою своїх старих використаних акумуляторів, і, незважаючи на економічну непривабливість усієї цієї справи, вони старанно співпрацюють з великими компаніями, щоб створити офіційні канали для переробки акумуляторів. З'явилося кілька великих компаній з переробки. Прикладами є Tyson Recycling для Zhejiang Huayou Cobalt, Jiangxi Ganfeng Lithium, Hunan Brunp та лідер ринку GEM. Але, незважаючи на існування цих ліцензованих великих компаній, більшість китайського сектору переробки складається з невеликих неліцензованих майстерень. Ці неофіційні майстерні не мають належних інструментів чи навчання. Вони, по суті, йдуть до...з цих акумуляторів заради катодних матеріалів, перепродаючи їх тому, хто запропонує найвищу ціну, а решту викидаючи. Очевидно, що це величезний ризик для безпеки та навколишнього середовища. В результаті такого ігнорування правил і норм, ці майстерні з переробки можуть платити власникам електромобілів більше за їхні акумулятори, і тому мають перевагу над, цитую, припиняю цитування, офіційними каналами. Таким чином, рівень переробки літій-іонних акумуляторів у Китаї залишається досить низьким у 2015 році. Він становив близько 2%. З того часу він зріс до 10% у 2019 році. Це не найкращий варіант, але це все ще далеко від ідеалу. А в рамках 2018 року не встановлено цільового показника щодо рівня збору акумуляторів. Цікаве упущення. Китай бореться з цією проблемою на іншому фронті акумуляторів – поважному свинцево-кислотному акумуляторі, цій 150-річній технології.дуже широко використовується в Китаї. Вони забезпечують зіркову потужність для їхніх автомобілів і досі дуже популярні для електровелосипедів. Це незважаючи на нещодавні правила, що заохочують їх заміну на літій-іонні. У будь-якому разі, китайська переробка свинцево-кислотних акумуляторів значно не відповідає очікуванням та контрольним показникам. У 2017 році було перероблено менше 30% з 3,3 мільйона тонн відходів свинцево-кислотних акумуляторів, що утворилися в Китаї. Причини такого низького відсотка переробки дуже схожі на випадок літій-іонних акумуляторів. Неофіційні майстерні з переробки обходять правила та норми і, таким чином, можуть дозволити собі платити набагато більше за споживчі акумулятори. Римляни чітко дали зрозуміти, що свинець не є найекологічнішою речовиною. За останні роки в Китаї сталося кілька серйозних випадків отруєння свинцем в результаті неправильного поводження. Тому уряд нещодавно пообіцяв припинити діяльність цих неофіційних майстерень, яких, за оцінками, по всій країні налічується понад 200. Мета полягає в тому, щоб спробувати досягти 40% відсотка переробки у 2020 році та 70% у 2025 році. Враховуючи, що відсоток переробки свинцево-кислотних акумуляторів в Америці становить 99% щонайменше з 2014 року, це не повинно бути так складно.
Враховуючи технічні та екологічніЧерез економічні труднощі, пов'язані з переробкою акумуляторів для електромобілів, галузь задумалася про способи більш широкого використання цих речей, перш ніж відправити їх у могилу. Найбільш перспективним варіантом було б повторне використання їх у проектах енергомережі. Зрештою, ці акумулятори все ще мають 80% ємності і можуть служити ще багато років, перш ніж остаточно вийти з ладу. Сполучені Штати є лідерами в цьому питанні. Експериментуючи з використаними автомобільними акумуляторами для стаціонарних проектів накопичення енергії з 2002 року, Китай реалізував кілька цікавих демонстраційних проектів. Одним з найдовших є проект вітрової та сонячної енергетики Чжанбей у провінції Хебей. Проект вартістю 1,3 мільярда доларів США є результатом спільних зусиль китайського державного підприємства State Grid та виробника акумуляторів для електромобілів BYD, який продемонстрував можливість використання акумуляторів Second Life EV для підтримки та управління енергомережею. В останні роки в Пекіні та Цзянсу з'явилося більше проектів з переробки акумуляторів для електромобілів, щоб викинути їх, і це сяє. Уряд приділяє цьому багато уваги, але я думаю, що зрештою це більше запобігає проблемі переробки, ніж вирішує її. Тому що неминучим кінцем кожного акумулятора є або переробка, або сміттєзвалище. Китайський уряд виконав чудову роботу у заохоченні створення цієї процвітаючої екосистеми. Країна є беззаперечним лідером у певних аспектах технології акумуляторів, і деякі гіганти V-подібної генерації базуються саме там. Вони мають шанс реально змінити криву викидів автомобілів. Тож певним чином це питання переробки є приємною проблемою. Це свідчить про успіх Китаю. Але проблема все ще залишається проблемою, і галузь зволікає зі створенням належних мереж, правил та технологій переробки.
Уряд Китаю може звернутися до політики Сполучених Штатів за певними рекомендаціями, стимулюванням та сприянням належним звичкам споживачів щодо переробки. Також необхідно надавати субсидії підприємствам у галузях попередньої обробки та переробки, а не лише у виробництві. В іншому випадку споживання енергії та шкода для навколишнього середовища, пов'язані з утилізацією акумуляторів, переважать будь-яку користь, яку ми отримаємо від переходу на електромобілі.
Час публікації: 01 серпня 2023 р.