Thị trường tái chế pin EV ở Trung Quốc lớn như thế nào?

Trung Quốc là thị trường xe điện lớn nhất thế giới với hơn 5,5 triệu xe được bán ra tính đến tháng 3 năm 2021. Đây là một tín hiệu tích cực trên nhiều phương diện. Trung Quốc sở hữu nhiều ô tô nhất thế giới và chúng đang góp phần thay thế các loại khí thải nhà kính độc hại. Tuy nhiên, những vấn đề này cũng có những lo ngại riêng về tính bền vững. Có những lo ngại về tác động tiêu cực đến môi trường do việc khai thác các nguyên tố như lithium và coban. Nhưng một mối lo ngại khác liên quan đến vấn đề rác thải. Trung Quốc đang bắt đầu phải đối mặt với những thách thức hàng đầu trong vấn đề này.

Vào năm 2020, 200.000 tấn pin đã ngừng hoạt động và con số này dự kiến ​​sẽ lên tới 780.000 tấn vào năm 2025. Hãy xem xét vấn đề rác thải pin EV đang nổi lên ở Trung Quốc và thị trường EV lớn nhất thế giới đang làm gì để giải quyết vấn đề này.

Hầu như tất cả Trung QuốcXe điện được cung cấp năng lượng bởi pin lithium-ion. Với trọng lượng nhẹ, mật độ năng lượng cao và tuổi thọ dài, pin lithium-ion là lựa chọn hàng đầu cho xe điện. Pin có ba ưu điểm chính:các thành phần và anot, catot và chất điện phân. CủaVì vậy, cực âm là loại đắt tiền và quan trọng nhất. Chúng ta chủ yếu phân biệt các loại pin này dựa trên loại pin cat-boat của chúng.Không muốn đi sâu vào vấn đề này, nhưng hầu hết pin xe điện của Trung Quốc đều có catốt làm bằng oxit lithium, niken, mangan và coban, được gọi là MCS. Những loại pin này được loại bỏ khi dung lượng đạt khoảng 80%, tương ứng với tuổi thọ khoảng 8 đến 10 năm. Tất nhiên, điều này còn phụ thuộc vào một số yếu tố như tần suất sạc, thói quen lái xe và điều kiện đường xá.

Tôi nghĩ bạn muốn biết. Với làn sóng xe điện lớn đầu tiênDự kiến ​​xe điện sẽ lăn bánh trên đường vào khoảng năm 2010 đến 2011, cơ sở hạ tầng thu gom và xử lý những viên pin này sẽ sớm được hoàn thiện vào cuối thập kỷ. Đó là thách thức và thời hạn mà chính phủ Trung Quốc phải đối mặt. Sau Thế vận hội Bắc Kinh, Chính phủ Trung Quốc bắt đầu thúc đẩy sản xuất và sử dụng xe điện cho công chúng. Vào thời điểm đó, quy định duy nhất mà họ đưa ra chỉ xoay quanh các tiêu chuẩn an toàn trong ngành. Vì nhiều thành phần pin khá độc hại, nên đầu năm 2010 chứng kiến ​​sự gia tăng nhanh chóng của xe điện, kéo theo nhu cầu xử lý chất thải cũng tăng theo.

Vào năm 2012, đivernment đã lần đầu tiên ban hành hướng dẫn chính sách cho toàn bộ ngành công nghiệp EV, trong đó nhấn mạnh đến nhu cầu, trong số nhữngr things, một hệ thống tái chế pin EV đang hoạt động. Năm 2016, một số bộ đã cùng nhau thiết lập một định hướng thống nhất cho vấn đề pin EV phế thải. Các nhà sản xuất EV sẽ chịu trách nhiệm thu hồi pin xe của họ. Họ phải thiết lập mạng lưới dịch vụ sau bán hàng của riêng mình hoặc ủy thác cho bên thứ ba thu gom pin EV phế thải.

Chính phủ Trung Quốc có xu hướng ban hành chính sách, hướng dẫn hoặc chỉ đạo trước khi đưa ra các quy định cụ thể hơn sau này. Tuyên bố năm 2016 thực sự báo hiệu cho các công ty xe điện kỳ ​​vọng nhiều hơn vào điều này trong những năm tới. Do đó, vào năm 2018, khung chính sách tiếp theo đã được ban hành nhanh chóng, có tên là "Các biện pháp tạm thời để quản lý việc tái chế và sử dụng pin của xe năng lượng mới". Bạn tự hỏi liệu có nên gọi ý nghĩa này là mái hiên và cả xe hybrid hay không. Cơ quan thực thi sẽ là Bộ Công nghiệp và Công nghệ Thông tin (MIIT).

Nó đã hứa sẽ quay lạivào năm 2016, khuôn khổ này phần lớn đặt gánh nặng lên các thực thể tư nhân như các nhà sản xuất xe điện và pin xe điện, những đơn vị giải quyết vấn đề này. Chính phủ sẽ yêuHọ thấy một số khía cạnh kỹ thuật của nỗ lực này, nhưng họ sẽ không tự mình thực hiện. Khung này được xây dựng dựa trên chính sách quản trị chung mà Trung Quốc đã áp dụng. Được gọi là Trách nhiệm mở rộng của nhà sản xuất (EPR). Khái niệm tinh thần là chuyển giao trách nhiệm từ chính quyền địa phương và tỉnh sang chính người sản xuất.

Chính phủ Trung Quốc đã áp dụng EPR, mà tôi tin là bắt nguồn từ giới học thuật phương Tây vào đầu những năm 2000. Để ứng phó với các chỉ thị của EU liên quan đến vấn đề rác thải điện tử ngày càng gia tăng, và điều này hoàn toàn dễ hiểu nếu chính phủ luôn là bên xử lý tất cả rác thải điện tử này. Các công ty sản xuất loại rác thải này sẽ không bao giờ được khuyến khích cải tiến sản phẩm của họ để dễ tái chế hơn. Vì vậy, theo tinh thần EPR, tất cả các nhà sản xuất pin EV phải thiết kế pin dễ tháo rời và cung cấp thông tin kỹ thuật về thời điểm kết thúc vòng đời cho khách hàng của họ - Các dấu hiệu EVCác nhà sản xuất xe điện lần lượt thiết lập và vận hành mạng lưới thu gom và tái chế pin của riêng mình hoặc thuê ngoài cho một bên thứ ba. Chính phủ sẽ hỗ trợ thiết lập các tiêu chuẩn quốc gia để đơn giản hóa quy trình. Nhìn bề ngoài, khuôn khổ này có vẻ khá ổn, nhưng có một số nhược điểm rất rõ ràng.

Giờ đây, khi đã nắm rõ lịch sử và chính sách, chúng ta có thể tìm hiểu sâu hơn về một vài chi tiết kỹ thuật liên quan đến việc tái chế pin xe điện. Pin đã ngừng hoạt động được đưa vào hệ thống thông qua hai kênh: từ những chiếc xe đang được thay pin và từ những chiếc xe đã hết vòng đời. Đối với trường hợp sau, pin vẫn nằm bên trong xe và được tháo ra trong quá trình tháo dỡ cuối vòng đời. Đây vẫn là một quy trình rất thủ công, đặc biệt là ở Trung Quốc. Sau đó là một bước gọi là tiền xử lý. Các cell pin phải được kéo ra khỏi hộp và mở ra, đây là một thách thức vì không có thiết kế hộp pin tiêu chuẩn. Do đó, việc này phải được thực hiện thủ công bằng các công cụ chuyên dụng.

Sau khi tháo pin rad, chuyện gì xảy ra next phụ thuộc vào loại pin lithium-ion bên trong xe. Hãy bắt đầu với pin NMC, loại phổ biến nhất ở Trung Quốc. Bốn nhà tái chế pin NMC muốn thu hồi. Vật liệu hoạt tính catốt. Phân tích kinh tế năm 2019 ước tính rằng mặc dù chỉ chiếm 4% trọng lượng pin, nhưng chúng chiếm hơn 60% tổng giá trị thu hồi của pin. Công nghệ tái chế NMC tương đối hoàn thiện. Sony là người tiên phong vào năm 1999. Có hai phương pháp công nghệ chính: luyện kim Pyro và luyện kim thủy. Hãy bắt đầu với luyện kim Pyro. Pyro có nghĩa là lửa. Pin được nấu chảy thành hợp kim của sắt, đồng, coban và niken.

Sau đó, những thứ tốt được thu hồi bằng phương pháp luyện kim thủy lực. Phương pháp Pyro đốt cháy. Chất điện phân, nhựa và muối lithium. Vì vậy, không phải mọi thứ đều có thể được thu hồi. Nó thải ra các loại khí độc cần được xử lý và khá tốn năng lượng, nhưng đã được ngành công nghiệp áp dụng rộng rãi. Phương pháp luyện kim thủy lực sử dụng dung môi nước để tách các vật liệu mong muốn bằng coban khỏi hợp chất. Các dung môi được sử dụng phổ biến nhất là axit sulfuric và hydro peroxide, nhưng cũng có nhiều loại khác. Cả hai phương pháp này đều không lý tưởng và cần phải nghiên cứu thêm để giải quyết những thiếu sót về mặt kỹ thuật của chúng. Pin lithium sắt phosphate chiếm khoảng 30% thị trường EV của Trung Quốc tính đến năm 2019. Mật độ năng lượng của những loại pin này không cao bằng các loại pin NMC tương tự, nhưng chúng không chứa các nguyên tố như niken và coban. Chúng cũng có thể an toàn hơn.

Trung Quốc cũng là nước dẫn đầu thế giớiCông ty Trung Quốc này là một trong những công ty hàng đầu trong lĩnh vực khoa học và thương mại hóa lithium sắt phosphate, công nghệ pin, công ty Trung Quốc, công nghệ ampe hiện đại. Là một trong những nhà sản xuất hàng đầu trong lĩnh vực này. Việc ngành công nghiệp trong nước cũng có thể tái chế những cell pin này là điều dễ hiểu. Tuy nhiên, việc tái chế những thứ này hóa ra lại khó khăn hơn về mặt kỹ thuật so với dự đoán. Điều này một phần là do chúng có hỗn hợp vật liệu đa dạng hơn, đòi hỏi công đoạn tiền xử lý tốn kém hơn,và sau đó về mặt kinh tế lithiumPin sắt phosphate không chứa các kim loại quý như pin NMC (niken, đồng hoặc coban). Điều này dẫn đến tình trạng thiếu hụt đầu tư vào lĩnh vực này. Có một số thí nghiệm thủy luyện đầy hứa hẹn có thể chiết xuất tới 85% lithium dưới dạng lithium cacbonat.Người ta đồn đoán rằng nó sẽ có giá khoảng 650 đô lađể xử lýmột tấn pin lithium sắt phosphate đã qua sử dụng. Con số này bao gồm chi phí năng lượng và vật liệu, chưa kể chi phí xây dựng.Nhà máy. Khả năng thu hồi và bán lại lithium có thể giúp việc tái chế khả thi hơn về mặt kinh tế, nhưng vẫn chưa có kết luận chắc chắn về vấn đề này. Liệu những phương pháp này đã được triển khai ở quy mô thương mại chưa? Khung năm 2018 đã vạch ra rất nhiều điều, nhưng vẫn còn một vài điều cần cải thiện. Như chúng ta đều biết trong cuộc sống, không phải mọi thứ đều diễn ra suôn sẻ. Vẫn còn một vài lỗ hổng, vì vậy hãy cùng thảo luận một chút về một số câu hỏi chính sách vẫn còn bỏ ngỏ. Mục tiêu thống kê nổi bật khi phát hành hoặc Tỷ lệ thu hồi nguyên liệu thô. 98% niken, coban, mangan, 85% đối với bản thân lithium và 97% đối với vật liệu đất hiếm. Về mặt lý thuyết, tất cả điều này đều có thể. Ví dụ, tôi vừa nói về việc thu hồi 85% hoặc hơn lithium từ pin lithium sắt phosphate. Tôi cũng đã đề cập rằng sẽ khó đạt được mức tối đa lý thuyết này do sự kém hiệu quả và khác biệt thực tế. Hãy nhớ rằng, có rất nhiều cách để chế tạo pin. Đóng gói, bán và sử dụng. Không hề có sự chuẩn hóa nào gần với những gì chúng ta thấy với pin hình trụ được bán trong 711 của bạn. Khung chính sách còn thiếu các khoản trợ cấp cụ thể và hỗ trợ quốc gia để biến điều này thành hiện thực. Một mối lo ngại lớn khác là khung chính sách kinh tế không cóCần phân bổ ngân sách để khuyến khích việc thu gom pin đã qua sử dụng. Có một vài chương trình thí điểm mua lại pin do các thành phố thực hiện, nhưng chưa có chương trình nào ở cấp quốc gia. Điều này có thể thay đổi, có lẽ bằng một khoản thuế hoặc phí, nhưng hiện tại, các công ty tư nhân phải tự bỏ tiền túi ra. Đây là một vấn đề bởi vì các nhà sản xuất xe điện lớn này có rất ít động lực kinh tế để thu gom và tái chế pin.

Từ năm 2008 đến năm 2015, chi phí sản xuất và pin EV đã giảm từ 1000 USD/kilowatt giờ xuống còn 268 USD/kilowatt giờ. Xu hướng này dự kiến ​​sẽ tiếp tục trong vài năm tới. Việc giảm chi phí khiến việc tiếp cận pin trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết, nhưng đồng thời cũng làm giảm động lực thu gom và tái chế loại pin này. Và vì các loại pin này cũng khác nhau, nên việc mở rộng quy mô thu gom, xử lý sơ bộ và tái chế rất khó khăn, do đó toàn bộ dự án này hóa ra lại là gánh nặng chi phí cho các nhà sản xuất. Ai đã làm việc với biên lợi nhuận khá eo hẹp ngay từ đầu?

Bất chấp điều đó, theo luật, các nhà sản xuất xe điện được ưu tiên xử lý và tái chế pin đã qua sử dụng, và bất chấp tính kém hấp dẫn về mặt kinh tế của toàn bộ dự án, họ vẫn tích cực hợp tác với các công ty lớn để thiết lập các kênh chính thức nhằm tái chế pin. Một vài công ty tái chế lớn đã mọc lên. Ví dụ như Tyson tái chế cho Zhejiang Huayou Cobalt, Jiangxi Ganfeng lithium, Hunan Brunp và GEM, công ty dẫn đầu thị trường. Tuy nhiên, bất chấp sự tồn tại của những công ty lớn được cấp phép này, phần lớn ngành tái chế của Trung Quốc vẫn là các xưởng nhỏ, không có giấy phép. Những xưởng không chính thức này không có công cụ hoặc đào tạo phù hợp. Về cơ bản, họ tìm đếnwn trên các loại pin này để lấy vật liệu catốt của chúng, bán lại cho người trả giá cao nhất và bán phá giá phần còn lại. Rõ ràng, đây là một rủi ro lớn về an toàn và môi trường. Do việc lách luật và quy định này, các cửa hàng sửa chữa này có thể trả cho chủ sở hữu xe điện nhiều hơn cho pin của họ và do đó được ưu tiên hơn, trích dẫn, trích dẫn các kênh chính thức. Do đó, tỷ lệ tái chế lithium-ion ở Trung Quốc vẫn khá thấp vào năm 2015. Nó chỉ khoảng 2%. Kể từ đó, nó đã tăng lên 10% vào năm 2019. Nó tốt hơn là bị một cây gậy nhọn đâm vào mắt, nhưng điều này vẫn còn xa mới lý tưởng. Và khuôn khổ năm 2018 không đặt mục tiêu về tỷ lệ thu gom pin. Một sự thiếu sót kỳ lạ. Trung Quốc đã phải vật lộn với vấn đề này trên một mặt trận pin khác, pin axit chì đáng kính, công nghệ 150 năm tuổi nàyđược sử dụng rất phổ biến ở Trung Quốc. Chúng cung cấp năng lượng cho ô tô và vẫn rất phổ biến cho xe đạp điện. Điều này bất chấp các quy định gần đây khuyến khích thay thế chúng bằng pin lithium ion. Dù sao đi nữa, việc tái chế pin axit chì của Trung Quốc vẫn chưa đáp ứng được kỳ vọng và tiêu chuẩn. Năm 2017, chưa đến 30% trong số 3,3 triệu tấn chất thải pin axit chì được tạo ra ở Trung Quốc được tái chế. Lý do cho tỷ lệ tái chế thấp này rất giống với trường hợp pin lithium ion. Các cửa hàng bán pin không chính thức lách luật và quy định, do đó có thể trả nhiều tiền hơn cho pin của người tiêu dùng. Người La Mã đã nói rõ rằng chì không phải là chất thân thiện với môi trường nhất. Trung Quốc đã trải qua nhiều vụ ngộ độc chì lớn trong những năm gần đây do việc xử lý không đúng cách này. Do đó, chính phủ gần đây đã cam kết sẽ trấn áp các cửa hàng không chính thức này, ước tính có hơn 200 cửa hàng trên khắp cả nước. Mục tiêu là cố gắng đạt tỷ lệ tái chế 40% vào năm 2020 và 70% vào năm 2025. Xét đến việc tỷ lệ tái chế pin axit chì ở Mỹ đã đạt 99% kể từ ít nhất năm 2014, thì mục tiêu này không quá khó.

Xem xét về mặt kỹ thuật và sinh tháiTrước những khó khăn về kinh tế liên quan đến việc tái chế pin EV, ngành công nghiệp đã nghĩ ra nhiều cách để tận dụng tối đa những thứ này trước khi chúng bị vứt bỏ. Giải pháp tiềm năng nhất là tái sử dụng chúng trong các dự án lưới điện. Xét cho cùng, những loại pin này vẫn còn 80% dung lượng và có thể sử dụng được nhiều năm trước khi hỏng hẳn. Hoa Kỳ đang dẫn đầu trong lĩnh vực này. Họ đã thử nghiệm sử dụng pin ô tô đã qua sử dụng cho các dự án lưu trữ năng lượng cố định từ năm 2002. Tuy nhiên, Trung Quốc cũng đã thực hiện một số dự án trình diễn thú vị. Một trong những dự án hoạt động lâu nhất là dự án năng lượng gió và mặt trời Trương Bắc ở tỉnh Hà Bắc. Dự án trị giá 1,3 tỷ đô la này là kết quả của nỗ lực chung giữa doanh nghiệp nhà nước Trung Quốc State Grid và nhà sản xuất pin EV BYD, nhằm chứng minh tính khả thi của việc sử dụng pin EV Second Life để hỗ trợ và quản lý lưới điện. Nhiều dự án tái chế pin EV đã xuất hiện trong những năm gần đây tại Bắc Kinh, Giang Tô và đang được triển khai mạnh mẽ. Chính phủ đang tập trung rất nhiều vào vấn đề này, nhưng tôi nghĩ rằng cuối cùng, nó chỉ ngăn chặn vấn đề tái chế mà không giải quyết được vấn đề. Bởi vì kết cục tất yếu của mọi loại pin là hoặc được tái chế hoặc bị chôn lấp. Chính phủ Trung Quốc đã làm rất tốt việc khuyến khích tạo ra hệ sinh thái đang phát triển mạnh mẽ này. Quốc gia này là người dẫn đầu không thể tranh cãi trong một số lĩnh vực của công nghệ pin, và nhiều tập đoàn lớn của Trung Quốc cũng đặt trụ sở tại đây. Họ có cơ hội thực sự làm thay đổi đường cong phát thải ô tô. Vì vậy, theo một cách nào đó, vấn đề tái chế này là một vấn đề đáng quan tâm. Nó là dấu hiệu cho thấy sự thành công của Trung Quốc. Nhưng vấn đề vẫn là vấn đề, và ngành công nghiệp vẫn đang chậm chạp trong việc thiết lập mạng lưới, quy định và công nghệ tái chế phù hợp.

Chính phủ Trung Quốc có thể tham khảo chính sách của Hoa Kỳ để được hướng dẫn, khuyến khích và tạo điều kiện cho thói quen tái chế đúng đắn của người tiêu dùng. Và cần phải có các khoản trợ cấp cho các doanh nghiệp trong ngành công nghệ tiền xử lý và tái chế, chứ không chỉ riêng trong lĩnh vực sản xuất. Nếu không, mức tiêu thụ năng lượng và thiệt hại môi trường liên quan đến việc xử lý pin này sẽ lớn hơn bất kỳ lợi ích nào chúng ta nhận được khi chuyển sang sử dụng xe điện.