China is die wêreld se grootste EV-mark met meer as 5,5 miljoen verkoop vanaf Maart 2021. Dit is in baie opsigte 'n goeie ding. China het die meeste motors ter wêreld en dit vervang skadelike kweekhuisgasse. Maar hierdie dinge het hul eie bekommernisse oor volhoubaarheid. Daar is kommer oor omgewingskade as gevolg van die onttrekking van elemente soos litium en kobalt. Maar 'n ander bekommernis het te doen met die komende probleem van vermorsing. China begin die voorpunt van hierdie probleem ervaar.
In 2020. 200 000 ton batterye is uit diens gestel en die syfer sal na verwagting 'n 780 000 ton teen 2025 skryf. Kyk na China se dreigende EV-battery-afvalprobleem en wat die wêreld se grootste EV-mark daaraan doen.
Byna almal van Chinaelektriese voertuie word deur litiumioonbatterye aangedryf. Hulle is liggewig, hoë energiedigtheid en lang sikluslewe, maak hulle die eerste keuse vir elektriese aangedrewe motors. Batterye het drie groot componente en anode, 'n katode en 'n elektroliet. Van diese, die katode is die duurste en beduidendste. Ons onderskei grootliks tussen hierdie batterye op grond van hul katbote. Not om te diep hierin te duik, maar die meeste van China se EV-batterye het katodes gemaak van óf litium-, nikkel-, mangaan-, kobaltoksiede, hierby na verwys as 'n MCS. Hierdie batterye word afgetree wanneer hul kapasiteit ongeveer 80% bereik wat ooreenstem met ons dienslewe van ongeveer 8 tot 10 jaar. Dit is natuurlik afhanklik van sekere faktore soos laaifrekwensie, bestuursgewoontes en padtoestande.
Gedink jy wil graag weet. Met die eerste groot golf van EV'swat iewers in 2010 tot 2011 op die pad kom, sal die infrastruktuur vir die versameling en verwerking van hierdie batterye binnekort gereed moet wees teen die einde van die dekade. Dit was die uitdaging en tydlyn wat die Chinese regering moes hanteer. Na die Olimpiese Spele in Beijing het die Chinese regering begin om die vervaardiging en gebruik van EV's aan die algemene publiek te bevorder. Op hierdie stadium is die enigste regulasies wat hulle uitgegee het, die industrie se veiligheidstandaarde. Aangesien baie batterykomponente redelik giftig is. Die vroeë 2010 het 'n groeiende opname van die elektriese voertuig en daarmee saam die ewe vinnig groeiende behoefte aan 'n manier om hul afval te hanteer.
In 2012, die gaanvernment vir die eerste keer 'n beleidsleiding vir die algehele EV-industrie daarin vrygestel het, het die leiding die behoefte beklemtoon vir o.a.r dinge, 'n werkende EV battery herwinning stelsel. In 2016 het verskeie ministeries saamgespan om 'n verenigde rigting vir die EV-battery se afvalprobleem daar te stel. EV-vervaardigers sal verantwoordelik wees vir die herwinning van hul motor se batterye. Hulle moet hul eie na-verkope diensnetwerke vestig of die derde party vertrou om afval EV-batterye in te samel.
Die Chinese regering het 'n neiging om eers 'n beleid, leiding of rigting te verklaar voordat meer spesifieke reëls later uiteengesit word. Die 2016-verklaring dui effektief aan die EV-maatskappye om in die komende jare meer hieroor te verwag. As sodanig het die beleidsraamwerkopvolging in 2018 vinnig uitgekom, getiteld die tussentydse maatreëls vir die bestuur van herwinning en Benutting van kragbatterye van nuwe energievoertuie. Jy wonder of jy betekenis dakrand en ook basters noem. Die toepassingsliggaam sal die Ministerie van Nywerheid en Inligtingstegnologie of MIIT wees.
Dit het terugbeloofin 2016 plaas die raamwerk grootliks die onus op private entiteite soos die EV- en EV-batteryvervaardigers wat hierdie probleem hanteer. Die regering sal oorrsien 'n paar tegniese aspekte van die poging, maar hulle gaan dit nie self doen nie. Hierdie raamwerk is gebou bo-op 'n algemene bestuursbeleid wat die Chinese aanvaar het. Genoem uitgebreide vervaardigersverantwoordelikheid of EPR. Die geestelike konsep is om verantwoordelikheid stroomop van die plaaslike en provinsiale regerings na die produsente self te verskuif.
Die Chinese regering het EPR aangeneem, wat ek glo in die vroeë 2000's uit die Westerse akademie gekom het. As 'n reaksie op EU-voorskrifte rakende 'n groeiende E-afvalprobleem, en dit maak intuïtief sin as die regering altyd die een is wat al hierdie E-afval skoonmaak. Die maatskappye wat maak dat die afval nooit aangespoor sal word om hul goed makliker te maak om te herwin nie. Dus in die gees van EPR moet al die EV-batteryvervaardigers batterye ontwerp wat maklik is om uitmekaar te haal en tegniese, einde-van-lewe besonderhede aan hul kliënte te verskaf – Die EV merkers 'nd die EV-merkers op hul beurt om óf hul eie battery-insameling- en herwinningsnetwerke op te stel en te bestuur óf dit aan 'n derde party uit te kontrakteer. Die regering sal help om nasionale standaarde te vestig om die proses te stroomlyn. Die raamwerk lyk redelik mooi op die oppervlak, maar daar is 'n paar baie duidelike nadele.
Noudat ons die geskiedenis en beleid ken, kan ons volgende in 'n paar tegniese besonderhede oor EV-battery herwinning duik. Batterye wat uit diens gestel is, het die stelsel deur twee kanale binnegekom vanaf motors wat 'n batteryvervanging ondergaan het en vanaf motors. Aan die einde van hul lewe. Vir laasgenoemde is die battery steeds in die motor en word dit verwyder as deel van die einde van die lewe aftakeling proses. Dit bly 'n baie handmatige proses, veral in China. Daarna is 'n stap genaamd voorbehandeling. Die batteryselle moet uit die pak getrek en oopgemaak word, wat 'n uitdaging is aangesien daar geen standaard batterypakontwerp is nie. Dit moet dus met die hand gedoen word met behulp van gespesialiseerde gereedskap.
Sodra die battery verwyder isd, wat gebeur next hang af van die tipe litium-ioonbattery in die motor. Kom ons begin met die NMC-battery, die algemeenste in China. Vier NMC-batteryherwinners wil herwin. Die katode aktiewe materiale. 2019 se ekonomiese ontleding skat dat hulle, ondanks die feit dat dit slegs 4% van die batterygewig uitmaak, meer as 60% van die battery se algehele bergingswaarde uitmaak. NMC-herwinningstegnologieë is relatief volwasse. Sony het in 1999 baanbrekerswerk gedoen. Daar is twee belangrike tegnologiese metodes, Pyro-metallurgiese en hidro-metallurgiese. Kom ons begin met Pyro metallurgiese. Pyro beteken vuur. Die battery word gesmelt tot 'n legering van yster, koper, kobalt en nikkel.
Die goeie goed word dan met hidrometallurgiese metodes herwin. Pyro-metodes brand af. Elektroliete, plastiek en litiumsoute. Dus kan nie alles verhaal word nie. Dit stel giftige gasse vry wat verwerk moet word, en dit is redelik energie-intensief, maar dit is wyd deur die bedryf aangeneem. Hidrometallurgiese metodes gebruik 'n waterige oplosmiddel om die gewenste materiale deur kobalt van die verbinding te skei. Die mees algemeen gebruikte oplosmiddels is swaelsuur en waterstofperoksied, maar daar is ook baie ander. Nie een van hierdie metodes is ideaal nie en verdere werk is nodig om hul tegniese tekortkominge aan te spreek. Litium-ysterfosfaatbatterye maak sowat 30% van die Chinese EV-mark uit vanaf 2019. Hierdie batterye se energiedigthede is nie so hoog soos hul NMC-eweknieë nie, maar hulle is vry van elemente soos nikkel en kobalt. Daar ook seker veiliger.
China is ook die wêreldleierer in die wetenskap en kommersialisering van litium yster fosfaat, battery tegnologie, Chinese maatskappy, kontemporêre ampere tegnologie. Is een van die vervaardigingsleiers op hierdie gebied. Dit behoort sin te maak dat die land se bedryf ook hierdie selle kan herwin. Dit gesê, die herwinning van hierdie dinge was tegnies moeiliker as wat verwag is. Dit is deels te wyte daaraan dat hulle 'n meer gevarieerde mengsel van materiale het, wat bykomende duur voorbehandelingswerk noodsaak, 'nen dan ekonomies litiumysterfosfaatbatterye het nie dieselfde waardevolle metale soos die NMC-batterye nikkel, koper of kobalt ken nie. En dit het gelei tot 'n gebrek aan belegging in die nis. Daar is 'n paar belowende hidrometallurgiese eksperimente wat tot 85% van die litium in die vorm van litiumkarbonaat kon uitloog.Bespiegeling is dat dit sowat $650 sal koste verwerk'n ton gebruikte litium-ysterfosfaatbatterye. Dit sluit energie- en materiaalkoste in, nie die koste van die bou van diefabriek. Die potensiële herwinning en herverkoop van litium kan help om herwinning meer ekonomies haalbaar te maak, maar die jurie is nog steeds uit hieroor. Moet hierdie metodes nog op kommersiële skaal geïmplementeer word? Die 2018-raamwerk lê baie uiteen, maar dit laat 'n paar dinge te wense oor. Soos ons almal in die lewe weet, word nie alles in 'n netjiese strikkie opgeruim nie. Daar is 'n paar ontbrekende gate hier, so kom ons praat 'n bietjie oor sommige van die beleidsvrae wat nog in die lug is. Die hoofopskrif statistiese doelwit by vrystelling of Grondstofherwinningskoerse. 98% nikkelkobalt, mangaan 85% vir litium self en 97% vir seldsame aardmateriale. Die oreties, dit is alles moontlik. Ek het byvoorbeeld net gepraat oor die herwinning van 85% of meer van die litium uit litium-ysterfosfaatbatterye. Ek het ook genoem dat dit moeilik sal wees om hierdie teoretiese maksimum te bereik as gevolg van werklike ondoeltreffendheid en verskille op die grond. Onthou, daar is baie maniere waarop batteryselle gemaak kan word. Verpak, verkoop en gebruik. Daar is nie naastenby die standaardisering wat ons sien met silindriese batterye wat in jou 711 verkoop word nie. Die beleidsraamwerk ontbreek konkrete subsidies en nasionale ondersteuning om dit tot werklike lewe te maak. Nog 'n groot bekommernis is die ekonomiese beleidsraamwerk niet geld toewys om die versameling van gebruikte batterye aan te moedig. Daar is 'n paar terugkoop-loodsprogramme wat deur die munisipaliteite bestuur word, maar niks op nasionale vlak nie. Dit kan verander, miskien met 'n heffing of belasting, maar op die oomblik moet die privaatsektor-spelers dit self finansier. Dit is 'n probleem, want daar is min ekonomiese aansporing vir hierdie groot EV-vervaardigers om hul batterye in te samel en te herwin.
Van 2008 tot 2015 het die vervaardigingskoste en EV-battery van 1000 USD per kilowattuur tot 268 gedaal. Daar word verwag dat daardie neiging oor die volgende paar jaar sal voortduur. Die daling in koste het selfs meer toeganklik as ooit gemaak, maar terselfdertyd het hulle ook die aansporing verlaag om hierdie batterye in te samel en te herwin. En aangesien hierdie batterye ook van mekaar verskil, is dit moeilik om die insamelingsvoorbehandeling en herwinningsprosesse op te skaal, so die hele onderneming blyk 'n koste-inname op hul vervaardigers te wees. Wie werk om mee te begin reeds op redelike klein marges?
Ongeag, die EV-vervaardigers is volgens wet eerste in die ry om hul ou gebruikte batterye te hanteer en te herwin, en ten spyte van die ekonomiese onaantreklikheid van die hele onderneming, was hulle ywerig in vennootskap met groot maatskappye om amptelike kanale op te stel om 'n battery te herwin. ’n Paar groot herwinningsmaatskappye het ontstaan. Voorbeelde sluit in Tyson-herwinning na Zhejiang Huayou Cobalt. Jiangxi Ganfeng litium, Hunan Brunp en markleier GEM. Maar ten spyte van die bestaan van hierdie gelisensieerde groot maatskappye, bestaan die meerderheid van die Chinese herwinningsektor uit klein, ongelisensieerde werkswinkels. Hierdie informele winkels het nie die regte gereedskap of opleiding nie. Hulle gaan basies na aanwen op hierdie batterye vir hul katode materiaal, verkoop dit aan die hoogste bieër en gooi die res. Dit is natuurlik 'n groot veiligheids- en omgewingsrisiko. As gevolg van hierdie omlyn van reëls en regulasies, kan hierdie kapwinkels EV-eienaars meer betaal vir hul batterye, en as sodanig word hulle verkies bo, kwoteer, kwoteer amptelike kanale. Dus bly die litium-ioon-herwinningskoers in China redelik laag in 2015. Dit was sowat 2%. Dit het sedertdien gegroei tot 10% in 2019. Dit klop 'n skerp stok in die oog, maar dit is nog lank nie ideaal nie. En die 2018-raamwerk stel nie 'n teiken op battery-insamelingkoerse nie. 'n Eienaardige weglating. China sukkel met hierdie probleem op 'n ander batteryfront, die eerbiedwaardige loodsuurbattery, hierdie 150 jaar oue tegnologieword baie algemeen in China gebruik. Hulle verskaf die sterkrag vir hul motors en is steeds baie gewild vir E-fietse. Dit is ten spyte van onlangse regulasies om aan te moedig om dit met litiumioon te vervang. In elk geval, Chinese herwinning van die loodsuurbattery skiet ver tekort aan verwagtinge en maatstawwe. In 2017 word minder as 30% van die 3,3 miljoen ton loodsuurbatteryafval wat in China gegenereer word, herwin. Die redes vir hierdie lae herwinningspersentasie stem baie ooreen met die litiumioonkas. Informele tjoppie-winkels omring die reëls en regulasies en kan dus bekostig om baie meer vir verbruikers se batterye te betaal. Die Romeine het dit duidelik gemaak dat lood nie juis die mees omgewingsvriendelike stof daar buite is nie. China het die afgelope paar jaar verskeie groot loodvergiftigingsvoorvalle ervaar as gevolg van hierdie onbehoorlike hantering. Die regering het dus onlangs onderneem om hierdie informele winkels, waarvan daar na raming meer as 200 regoor die land is, toe te slaan. Die doelwit is om 'n 40%-herwinningspersentasie in 2020 en 70% in 2025 te probeer bereik. As in ag geneem word dat die loodsuurbattery-herwinningspersentasie in Amerika sedert minstens 2014 op 99% was, behoort dit nie so moeilik te wees nie.
Met inagneming van die tegniese en ekoNomiese probleme wat verband hou met die herwinning van EV-batterye, het die bedryf oor maniere gedink om meer van hierdie dinge gebruik te maak voordat dit na hul graf gestuur word. Die hoogste potensiële opsie sou wees om dit in kragnetwerkprojekte te hergebruik. Hierdie batterye het tog nog steeds 80% kapasiteit, en kan nog baie jare gaan voordat hulle uiteindelik vir goed uitkom. Die Verenigde State lei hier die pad. Eksperimenteer met gebruikte motorbatterye vir stilstaande energiebergingsprojekte sedert 2002. Maar China het 'n paar interessante demonstrasieprojekte gedoen. Een van die langste bedryfsprojekte is die Zhangbei-wind- en sonenergieprojek in die Hebei-provinsie. Die $1,3 miljard-projek spruit uit 'n gesamentlike poging van die Chinese staatsonderneming State Grid en EV-batteryvervaardiger BYD, en het die haalbaarheid gedemonstreer om Second Life EV-batterye te gebruik om 'n kragnetwerk te ondersteun en te bestuur. Meer EV-batteryherwinningsprojekte het die afgelope paar jaar in Beijing, Jiangsu, tot rommel gekom en dit skyn aan. Die regering plaas baie fokus hierop, maar ek dink uiteindelik voorkom dit meer die herwinningsprobleem wat dit oplos. Want die onvermydelike einde van elke battery is óf herwinning óf die stortingsterrein. Die Chinese regering het 'n bewonderenswaardige werk gedoen om die skepping van hierdie florerende ekosisteem aan te moedig. Die land is die onbetwiste leier in sekere aspekte van batterytegnologie en afsonderlik is V-reuse daar gebaseer. Hulle het 'n kans om die kromme in motor-emissies regtig te buig. So op 'n manier is hierdie herwinningskwessie 'n lekker probleem om te hê. Dit is 'n aanduiding van China se sukses. Maar die probleem is steeds 'n probleem en die bedryf het sy voete gesleep en die behoorlike herwinningsnetwerke, regulasies en tegnologieë daargestel.
Die Chinese regering kan na die beleid van die Verenigde State kyk vir 'n mate van leiding en aansporing en behoorlike verbruikersherwinningsgewoontes moontlik maak. En subsidies moet uitgedeel word aan ondernemings in die voorbehandelings- en herwinningstegnologiebedrywe, nie net in die vervaardiging nie. Andersins sal die energieverbruik en omgewingskade wat verband hou met hierdie batteryverwydering swaarder weeg as die voordeel wat ons kry uit die oorskakeling na EV.
Postyd: Aug-01-2023