ما هو حجم السوق في الصين لإعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية؟

تعد الصين أكبر سوق للسيارات الكهربائية في العالم حيث تم بيع أكثر من 5.5 مليون سيارة اعتبارًا من مارس 2021. وهذا أمر جيد من نواحٍ عديدة. تمتلك الصين أكبر عدد من السيارات في العالم، وهي تحل محل الغازات الدفيئة الضارة. لكن هذه الأشياء لها مخاوفها الخاصة بشأن الاستدامة. هناك مخاوف بشأن الأضرار البيئية الناجمة عن استخراج عناصر مثل الليثيوم والكوبالت. ولكن هناك قلق آخر يتعلق بمشكلة النفايات القادمة. وقد بدأت الصين تشهد ذروة هذه المشكلة.

في عام 2020، تم إيقاف تشغيل 200 ألف طن من البطاريات ومن المتوقع أن يصل الرقم إلى 780 ألف طن بحلول عام 2025. انظر إلى مشكلة نفايات بطاريات السيارات الكهربائية التي تلوح في الأفق في الصين وما يفعله أكبر سوق للسيارات الكهربائية في العالم حيال ذلك.

تقريبا كل الصينيتم تشغيل السيارات الكهربائية بواسطة بطاريات الليثيوم أيون. إنها خفيفة الوزن، وكثافة طاقة عالية، ودورة حياة طويلة، مما يجعلها الخيار الأول للسيارات التي تعمل بالطاقة الكهربائية. البطاريات لديها ثلاثة رئيسية جالمكونات والأنود والكاثود والكهارل. التابعبحد ذاته، الكاثود هو الأغلى والأكثر أهمية. نحن نميز إلى حد كبير بين هذه البطاريات بناءً على قوارب القطط الخاصة بها. نلا داعي للتعمق في هذا الأمر، لكن معظم بطاريات السيارات الكهربائية في الصين تحتوي على كاثودات مصنوعة من أكاسيد الليثيوم والنيكل والمنجنيز والكوبالت، والتي يشار إليها هنا باسم MCS. يتم إيقاف هذه البطاريات عندما تصل سعتها إلى حوالي 80%، وهو ما يتوافق مع عمر الخدمة لدينا الذي يتراوح بين 8 إلى 10 سنوات تقريبًا. ويعتمد هذا بالطبع على عوامل معينة مثل تردد الشحن وعادات القيادة وظروف الطريق.

اعتقدت أنك تريد أن تعرف. مع الموجة الرئيسية الأولى من المركبات الكهربائيةومع وصول هذه البطاريات إلى الطريق في وقت ما من عام 2010 إلى عام 2011، يجب أن تكون البنية التحتية لجمع ومعالجة هذه البطاريات جاهزة قريبًا بحلول نهاية العقد. كان هذا هو التحدي والجدول الزمني الذي كان على الحكومة الصينية التعامل معه. بعد أولمبياد بكين، بدأت الحكومة الصينية في الترويج لتصنيع واستخدام المركبات الكهربائية لعامة الناس. في هذا الوقت، اللوائح الوحيدة التي طرحوها هي معايير السلامة الصناعية. نظرًا لأن العديد من مكونات البطارية سامة جدًا. شهد أوائل عام 2010 إقبالاً متزايداً على السيارات الكهربائية ومع ذلك تزايدت الحاجة بسرعة متساوية إلى طريقة للتعامل مع نفاياتها.

في عام 2012، انطلقفيرميبعد إصدار توجيهات سياسية لصناعة السيارات الكهربائية بشكل عام للمرة الأولى، شددت التوجيهات على الحاجة إلى، من بين أمور أخرى،الأشياء، نظام إعادة تدوير بطارية السيارة الكهربائية. في عام 2016، اجتمعت عدة وزارات معًا لوضع اتجاه موحد لمشكلة نفايات بطارية السيارة الكهربائية. سيكون مصنعو المركبات الكهربائية مسؤولين عن استعادة بطاريات سياراتهم. يجب عليهم إنشاء شبكات خدمة ما بعد البيع خاصة بهم أو الثقة بطرف ثالث لجمع نفايات بطاريات السيارات الكهربائية.

تميل الحكومة الصينية إلى إعلان سياسة أو توجيه أو اتجاه أولاً قبل وضع قواعد أكثر تحديدًا لاحقًا. ويشير إعلان عام 2016 بشكل فعال إلى شركات السيارات الكهربائية لتوقع المزيد في هذا الشأن في السنوات المقبلة. على هذا النحو، في عام 2018، خرجت متابعة إطار السياسات بشكل سريع، بعنوان التدابير المؤقتة لإدارة إعادة التدوير والاستفادة من بطاريات الطاقة لمركبات الطاقة الجديدة. أنت تتساءل عما إذا كنت تسمي معنى الطنف وأيضًا الهجينة. وستكون هيئة التنفيذ هي وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات أو MIIT.

لقد وعد بالعودةفي عام 2016، وضع الإطار المسؤولية إلى حد كبير على عاتق الكيانات الخاصة مثل صانعي السيارات الكهربائية والبطاريات الكهربائية التي تتعامل مع هذه المشكلة. الحكومة سوف تفييرون بعض الجوانب الفنية لهذا المسعى، لكنهم لن يفعلوا ذلك بأنفسهم. ويرتكز هذا الإطار على سياسة الحوكمة العامة التي تبنتها الصين. تسمى مسؤولية المنتج الموسعة أو EPR. ويتمثل المفهوم الروحي في نقل المسؤولية من الحكومات المحلية والإقليمية إلى المنتجين أنفسهم.

تبنت الحكومة الصينية EPR، والذي أعتقد أنه خرج من الأوساط الأكاديمية الغربية في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. كاستجابة لتوجيهات الاتحاد الأوروبي فيما يتعلق بمشكلة النفايات الإلكترونية المتزايدة، فمن المنطقي أن تكون الحكومة هي التي تقوم دائمًا بتنظيف كل هذه النفايات الإلكترونية. لن يتم تحفيز الشركات التي تصنع النفايات أبدًا لجعل إعادة تدوير أغراضها أسهل. وبالتالي، انطلاقًا من روح EPR، يتعين على جميع صانعي بطاريات السيارات الكهربائية تصميم بطاريات يسهل تفكيكها وتوفير تفاصيل فنية عن نهاية العمر الافتراضي لعملائهم - علامات EVد تقوم علامات EV بدورها إما بإعداد وتشغيل شبكات تجميع وإعادة تدوير البطاريات الخاصة بها أو الاستعانة بمصادر خارجية لطرف ثالث. وستساعد الحكومة في وضع معايير وطنية لتبسيط العملية. يبدو الإطار جميلًا جدًا على السطح، ولكن هناك بعض العيوب الواضحة جدًا.

الآن بعد أن عرفنا التاريخ والسياسة، يمكننا بعد ذلك التعمق في بعض التفاصيل الفنية حول إعادة تدوير بطاريات المركبات الكهربائية. تدخل البطاريات التي تم إيقاف تشغيلها إلى النظام من خلال قناتين من السيارات التي تخضع لاستبدال البطارية ومن السيارات. في نهاية حياتهم. بالنسبة للأخيرة، لا تزال البطارية داخل السيارة ويتم إزالتها كجزء من عملية التفكيك عند انتهاء عمرها الافتراضي. تظل هذه عملية يدوية للغاية، خاصة في الصين. بعد ذلك تأتي خطوة تسمى المعالجة المسبقة. يجب سحب خلايا البطارية من العبوة وفتحها، وهو ما يمثل تحديًا نظرًا لعدم وجود تصميم قياسي لحزمة البطارية. وبالتالي يجب أن يتم ذلك يدويًا باستخدام أدوات متخصصة.

بمجرد إزالة البطاريةد، ماذا يحدث شمال شرقxt يعتمد على نوع بطارية الليثيوم أيون الموجودة داخل السيارة. لنبدأ ببطارية NMC، الأكثر شيوعًا في الصين. تريد أربع شركات لإعادة تدوير بطاريات NMC التعافي. المواد الفعالة الكاثود. تشير تقديرات التحليل الاقتصادي لعام 2019 إلى أنه على الرغم من أنها تشكل 4% فقط من وزن البطاريات، إلا أنها تشكل أكثر من 60% من القيمة الإجمالية للبطاريات. تقنيات إعادة التدوير NMC ناضجة نسبيًا. كانت شركة Sony رائدة في عام 1999. هناك طريقتان تكنولوجيتان رئيسيتان، المعادن الحرارية والمعادن المائية. لنبدأ مع بايرو ميتالورجيكال. بايرو يعني النار يتم صهر البطارية لتتحول إلى سبيكة من الحديد والنحاس والكوبالت والنيكل.

يتم بعد ذلك استرجاع الأشياء الجيدة باستخدام الطرق المعدنية المائية. طرق بايرو تحترق. الشوارد والبلاستيك وأملاح الليثيوم. لذلك لا يمكن استرداد كل شيء. إنها تطلق غازات سامة تحتاج إلى معالجة، وهي تستهلك الكثير من الطاقة، ولكن تم اعتمادها على نطاق واسع في الصناعة. تستخدم الطرق المعدنية المائية مذيبًا مائيًا لفصل المواد المطلوبة بواسطة الكوبالت من المركب. المذيبات الأكثر استخدامًا هي حمض الكبريتيك وبيروكسيد الهيدروجين، ولكن هناك العديد من المذيبات الأخرى أيضًا. لا تعتبر أي من هذه الأساليب مثالية، وهناك حاجة إلى مزيد من العمل لمعالجة أوجه القصور التقنية فيها. تشكل بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد حوالي 30% من سوق السيارات الكهربائية الصينية اعتبارًا من عام 2019. كثافة طاقة هذه البطاريات ليست عالية مثل نظيراتها من NMC، لكنها خالية من عناصر مثل النيكل والكوبالت. ربما يكون هناك أيضًا أكثر أمانًا.

والصين هي أيضا رائدة العالميعمل في علم وتسويق فوسفات الحديد الليثيوم، وتقنيات البطاريات، والشركة الصينية، وتكنولوجيا الأمبير المعاصرة. هي واحدة من قادة التصنيع في هذا المجال. ومن المنطقي أن تكون الصناعة في البلاد قادرة على إعادة تدوير هذه الخلايا أيضًا. ومع ذلك، فقد تبين أن إعادة تدوير هذه الأشياء أكثر صعوبة من الناحية الفنية مما كان متوقعًا. ويرجع ذلك جزئيًا إلى وجود مزيج أكثر تنوعًا من المواد، مما يتطلب أعمال معالجة مسبقة إضافية باهظة الثمن، أوثم الليثيوم اقتصاديالا تحتوي بطاريات فوسفات الحديد على نفس المعادن الثمينة مثل بطاريات NMC التي تعرف النيكل أو النحاس أو الكوبالت. وقد أدى ذلك إلى ندرة الاستثمار في هذا المجال. هناك بعض التجارب المعدنية المائية الواعدة التي تمكنت من ترشيح ما يصل إلى 85٪ من الليثيوم في شكل كربونات الليثيوم.وتشير التكهنات إلى أن السعر سيكلف حوالي 650 دولارًالمعالجةطن من بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد المستهلكة. ويشمل ذلك تكلفة الطاقة والمواد، دون حساب تكلفة بناءمصنع. يمكن أن يساعد الاسترداد المحتمل للليثيوم وإعادة بيعه في جعل إعادة التدوير أكثر جدوى من الناحية الاقتصادية، لكن هيئة المحلفين لا تزال غير متأكدة من هذا الأمر. هل لم يتم بعد تنفيذ هذه الأساليب على نطاق تجاري؟ يحدد إطار عمل 2018 الكثير، لكنه يترك بعض الأشياء إلى المستوى المرغوب. كما نعلم جميعًا في الحياة، ليس كل شيء يتحسن في قوس صغير أنيق. هناك بعض الثغرات المفقودة هنا، لذا دعونا نتحدث قليلاً عن بعض الأسئلة السياسية التي لا تزال مطروحة في الهواء. الهدف الإحصائي الرئيسي عند الإطلاق أو معدلات استرداد المواد الخام. 98% من النيكل والكوبالت والمنجنيز 85% لليثيوم نفسه و97% للمواد الأرضية النادرة. ومن الناحية النظرية، كل هذا ممكن. على سبيل المثال، تحدثت للتو عن استعادة 85% أو أكثر من الليثيوم من بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم. وذكرت أيضًا أنه سيكون من الصعب تحقيق هذا الحد الأقصى النظري بسبب عدم الكفاءة والاختلافات في العالم الحقيقي على أرض الواقع. تذكر أن هناك العديد من الطرق التي يمكن من خلالها صنع خلايا البطارية. معبأة وتباع وتستخدم. لا يوجد أي شيء قريب من التوحيد القياسي الذي نراه مع البطاريات الأسطوانية التي تباع في طائراتكم 711. ويفتقد إطار السياسة إلى الدعم الملموس والدعم الوطني لجعل هذا الأمر واقعاً على أرض الواقع. مصدر قلق كبير آخر هو أن إطار السياسة الاقتصادية لا يفعل ذلكتخصيص أموال لتحفيز جمع البطاريات المستعملة. هناك عدد قليل من البرامج التجريبية لإعادة الشراء التي تديرها البلديات، ولكن لا شيء على المستوى الوطني. يمكن أن يتغير هذا، ربما بفرض ضريبة أو ضريبة، ولكن في الوقت الحالي يتعين على اللاعبين في القطاع الخاص تمويل ذلك بأنفسهم. وهذه مشكلة لأنه لا يوجد حافز اقتصادي كبير لصانعي السيارات الكهربائية الكبار لجمع بطارياتهم وإعادة تدويرها.

ومن عام 2008 إلى عام 2015، انخفضت تكلفة التصنيع وبطاريات السيارات الكهربائية من 1000 دولار أمريكي لكل كيلووات في الساعة إلى 268 دولارًا أمريكيًا. ومن المتوقع أن يستمر هذا الاتجاه خلال السنوات القليلة المقبلة. لقد أصبح انخفاض التكاليف أكثر سهولة من أي وقت مضى، ولكنه في الوقت نفسه أدى أيضًا إلى انخفاض الحافز لجمع هذه البطاريات وإعادة تدويرها. وبما أن هذه البطاريات تختلف أيضًا عن بعضها البعض، فمن الصعب توسيع نطاق عمليات المعالجة المسبقة وإعادة التدوير، لذلك يتبين أن المشروع بأكمله يمثل استنزافًا للتكلفة على الشركات المصنعة لها. من الذي يعمل بالفعل على هوامش ضيقة جدًا في البداية؟

بغض النظر، فإن صانعي السيارات الكهربائية، بموجب القانون، هم أول من يتعامل مع بطارياتهم القديمة المستهلكة وإعادة تدويرها، وعلى الرغم من عدم الجاذبية الاقتصادية للمشروع بأكمله، فقد كانوا مجتهدين في الشراكة مع الشركات الكبيرة لإنشاء قنوات رسمية لإعادة تدوير البطارية. وقد ظهرت بعض شركات إعادة التدوير الكبيرة. تشمل الأمثلة إعادة تدوير تايسون إلى Zhejiang Huayou Cobalt. جيانغشي جانفنغ الليثيوم، هونان برونب والرائدة في السوق GEM. ولكن على الرغم من وجود هذه الشركات الكبيرة المرخصة، فإن غالبية قطاع إعادة التدوير الصيني يتكون من ورش صغيرة غير مرخصة. لا تمتلك هذه المتاجر غير الرسمية الأدوات أو التدريب المناسب. يذهبون في الأساس إلىالحصول على هذه البطاريات لمواد الكاثود الخاصة بها، وإعادة بيعها لمن يدفع أعلى سعر والتخلص من الباقي. من الواضح أن هذا يمثل خطرًا كبيرًا على السلامة والبيئة. نتيجة لهذا الالتفاف على القواعد واللوائح، يمكن لمحلات القطع هذه أن تدفع لأصحاب المركبات الكهربائية المزيد مقابل بطارياتهم، وبالتالي يتم تفضيلها على القنوات الرسمية. وبالتالي، فإن معدل إعادة تدوير أيونات الليثيوم في الصين لا يزال منخفضًا جدًا في عام 2015. وكان حوالي 2٪. وقد نما منذ ذلك الحين إلى 10% في عام 2019. وهو يفوق عصا حادة في العين، لكن هذا لا يزال بعيدًا عن المثالية. ولا يحدد إطار عمل 2018 هدفًا لمعدلات تجميع البطارية. إغفال غريب. وتكافح الصين هذه المشكلة على جبهة أخرى للبطارية، وهي بطارية الرصاص الحمضية الموقرة، وهذه التكنولوجيا التي يبلغ عمرها 150 عامًايستخدم بشكل شائع جدًا في الصين. إنهم يوفرون القوة النجمية لسياراتهم ولا يزالون يتمتعون بشعبية كبيرة بالنسبة للدراجات الإلكترونية. وهذا على الرغم من اللوائح الأخيرة لتشجيع استبدالها بأيون الليثيوم. على أية حال، فإن إعادة تدوير بطاريات الرصاص الحمضية في الصين أقل بكثير من التوقعات والمعايير. في عام 2017، تم إعادة تدوير أقل من 30% من 3.3 مليون طن من نفايات بطاريات الرصاص الحمضية المتولدة في الصين. أسباب هذه النسبة المنخفضة لإعادة التدوير مشابهة جدًا لحالة أيون الليثيوم. تتجنب محلات القطع غير الرسمية القواعد واللوائح، وبالتالي يمكنها دفع مبالغ أكبر بكثير مقابل بطاريات المستهلكين. لقد أوضح الرومان أن الرصاص ليس المادة الأكثر صداقة للبيئة الموجودة على الإطلاق. وقد شهدت الصين العديد من حوادث التسمم بالرصاص الكبرى في السنوات الأخيرة نتيجة لهذا التعامل غير السليم. وهكذا، تعهدت الحكومة مؤخرًا بقمع هذه المحلات التجارية غير الرسمية، والتي يقدر عددها بأكثر من 200 في جميع أنحاء البلاد. الهدف هو محاولة الوصول إلى نسبة إعادة التدوير بنسبة 40% في عام 2020 و70% في عام 2025. وبالنظر إلى أن نسبة إعادة تدوير بطاريات الرصاص الحمضية في أمريكا بلغت 99% منذ عام 2014 على الأقل، فلا ينبغي أن يكون الأمر بهذه الصعوبة.

النظر في التقنية والبيئيةنظرًا للصعوبات الاقتصادية المرتبطة بإعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية، فكرت الصناعة في طرق للاستفادة بشكل أكبر من هذه الأشياء قبل إرسالها إلى قبرها. وسيكون الخيار المحتمل الأعلى هو إعادة استخدامها في مشاريع شبكات الطاقة. لا تزال هذه البطاريات تتمتع بقدرة 80% على كل حال، ويمكن أن تستمر لسنوات عديدة قبل أن تنفد نهائيًا. والولايات المتحدة تقود الطريق هنا. بعد أن جربت بطاريات السيارات المستعملة لمشاريع تخزين الطاقة الثابتة منذ عام 2002. لكن الصين قامت ببعض المشاريع التجريبية المثيرة للاهتمام. أحد أطول المشاريع تشغيلاً هو مشروع Zhangbei لطاقة الرياح والطاقة الشمسية في مقاطعة Hebei. ينبع المشروع الذي تبلغ قيمته 1.3 مليار دولار من جهد مشترك بين مؤسسة State Grid المملوكة للدولة الصينية وشركة BYD لصناعة بطاريات السيارات الكهربائية، حيث أظهر جدوى استخدام بطاريات Second Life EV لدعم وإدارة شبكة الطاقة. لقد ظهرت المزيد من مشاريع إعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية في السنوات الأخيرة في بكين وجيانغسو لتتخلص من النفايات وتتألق. تركز الحكومة كثيرًا على هذا الأمر، لكنني أعتقد أنه في نهاية المطاف سيمنع مشكلة إعادة التدوير التي تحلها. لأن النهاية الحتمية لكل بطارية هي إما إعادة التدوير أو دفن النفايات. لقد قامت الحكومة الصينية بعمل رائع في تشجيع إنشاء هذا النظام البيئي المزدهر. تعد الدولة رائدة بلا منازع في بعض جوانب تكنولوجيا البطاريات، ويوجد هناك العديد من الشركات العملاقة V. لديهم فرصة لثني المنحنى في انبعاثات السيارات. لذا، بطريقة ما، تعتبر مشكلة إعادة التدوير هذه مشكلة لطيفة. وهذا مؤشر على نجاح الصين. لكن المشكلة لا تزال مشكلة، وكانت الصناعة تتباطأ في إنشاء شبكات وأنظمة وتقنيات إعادة التدوير المناسبة.

يمكن للحكومة الصينية أن تتطلع إلى سياسة الولايات المتحدة للحصول على بعض التوجيهات وتحفيز وتمكين عادات إعادة التدوير المناسبة للمستهلك. ولابد من توزيع إعانات الدعم على الشركات العاملة في صناعات تكنولوجيا المعالجة المسبقة وإعادة التدوير، وليس فقط في مجال التصنيع. وبخلاف ذلك، فإن استخدام الطاقة والأضرار البيئية المرتبطة بعمليات التخلص من البطاريات هذه سوف تفوق أي فائدة نحصل عليها من التحول إلى السيارات الكهربائية.