Китай е най-големият пазар на електромобили в света с над 5,5 милиона продадени към март 2021 г. Това е нещо добро в много отношения. Китай има най-много автомобили в света и те изместват вредните парникови газове. Но тези неща имат своите опасения за устойчивостта. Съществуват опасения относно екологичните щети в резултат на извличането на елементи като литий и кобалт. Но друга грижа е свързана с предстоящия проблем с отпадъците. Китай започва да изпитва преднина на този проблем.
През 2020 г. 200 000 тона батерии бяха изведени от експлоатация и се очаква цифрата да напише 780 000 тона до 2025 г. Вижте задаващия се проблем с отпадъците от батерии на EV в Китай и какво прави най-големият пазар на EV в света по въпроса.
Почти всички от Китайелектрическите превозни средства се захранват от литиево-йонни батерии. Те са леки, с висока енергийна плътност и дълъг цикъл на живот, което ги прави първият избор за електрически автомобили. Батериите имат три основни cкомпоненти и анод, катод и електролит. наse, катодът е най-скъпият и значим. До голяма степен правим разлика между тези батерии въз основа на техните лодки за котки. Нняма да се гмуркам твърде дълбоко в това, но повечето от китайските EV батерии имат катоди, направени от литиеви, никелови, манганови, кобалтови оксиди, наричани тук MCS. Тези батерии се оттеглят, когато капацитетът им достигне около 80%, съответстващ на нашия експлоатационен живот от около 8 до 10 години. Това, разбира се, зависи от определени фактори като честота на зареждане, навици на шофиране и пътни условия.
Мислех, че бихте искали да знаете. С първата голяма вълна от електромобилитръгвайки по пътя някъде през 2010 до 2011 г., инфраструктурата за събиране и обработка на тези батерии ще трябва скоро да бъде готова до края на десетилетието. Това беше предизвикателството и графикът, с които китайското правителство трябваше да се справи. След Олимпийските игри в Пекин китайското правителство започна да насърчава производството и използването на електромобили сред широката общественост. Понастоящем единствените разпоредби, които те излагат, са индустриалните стандарти за безопасност. Тъй като много компоненти на батерията са доста токсични. В началото на 2010 г. се наблюдава нарастващо навлизане на електрическите превозни средства и с това също толкова бързо нарастващата нужда от начин за справяне с отпадъците им.
През 2012 г. тръгватvernment публикува политически насоки за цялостната EV индустрия в него за първи път, насоките подчертаха необходимостта от, наред с другиr things, работеща система за рециклиране на EV батерии. През 2016 г. няколко министерства се обединиха, за да установят единна посока за проблема с отпадъците от батериите на електромобилите. Производителите на електромобили ще бъдат отговорни за възстановяването на батериите на автомобилите си. Те трябва да създадат свои собствени мрежи за следпродажбено обслужване или да се доверят на трета страна за събиране на отпадъци от EV батерии.
Китайското правителство има тенденция първо да декларира политика, насоки или насоки, преди да установи по-конкретни правила по-късно. Декларацията от 2016 г. ефективно сигнализира на компаниите за електромобили да очакват повече по този въпрос през следващите години. Като такава, през 2018 г. последващата рамка на политиката излезе бързо, озаглавена като временни мерки за управление на рециклирането и използването на батерии за захранване на нови енергийни превозни средства. Чудите се дали наричате значението стрехи, а също и хибриди. Правоприлагащият орган ще бъде Министерството на промишлеността и информационните технологии или MIIT.
Обещано е обратнопрез 2016 г. рамката до голяма степен поставя тежестта върху частни субекти като производителите на EV и EV батерии, които се занимават с този проблем. Правителството ще превъзмогневиждат някои технически аспекти на начинанието, но няма да го направят сами. Тази рамка е изградена върху обща политика на управление, която китайците възприеха. Нарича се разширена отговорност на производителя или EPR. Духовната концепция е да се прехвърли отговорността нагоре по веригата от местните и провинциалните власти към самите производители.
Китайското правителство прие EPR, което според мен излезе от западните академични среди в началото на 2000-те години. Като отговор на директивите на ЕС по отношение на нарастващия проблем с електронните отпадъци и има интуитивен смисъл, ако правителството винаги е това, което почиства всички тези електронни отпадъци. Компаниите, произвеждащи отпадъците, никога няма да бъдат стимулирани да направят своите неща по-лесни за рециклиране. По този начин в духа на EPR всички производители на EV батерии трябва да проектират батерии, които са лесни за разглобяване и да предоставят технически подробности за края на живота на своите клиенти – EV маркерите иd EV маркерите на свой ред или да създадат и управляват свои собствени мрежи за събиране и рециклиране на батерии, или да ги възложат на трета страна. Правителството ще помогне за установяването на национални стандарти за рационализиране на процеса. Рамката изглежда доста хубава на пръв поглед, но има някои много ясни недостатъци.
Сега, след като знаем историята и политиката, можем да се потопим в няколко технически подробности относно рециклирането на EV батерии. Излезли от експлоатация акумулатори са постъпили в системата по два канала от автомобили, на които се извършва смяна на батерии и от автомобили. В края на живота си. За последния батерията все още е вътре в колата и се отстранява като част от процеса на разглобяване в края на живота. Това остава много ръчен процес, особено в Китай. След това е стъпка, наречена предварителна обработка. Батерийните клетки трябва да бъдат извадени от опаковката и отворени, което е предизвикателство, тъй като няма стандартен дизайн на батерията. Следователно това трябва да се направи ръчно с помощта на специализирани инструменти.
След като батерията бъде изваденаd, какво се случва next зависи от вида на литиево-йонната батерия в автомобила. Нека започнем с батерията NMC, най-разпространената в Китай. Четирима компании за рециклиране на батерии NMC искат възстановяване. Катодните активни материали. Икономическият анализ от 2019 г. изчислява, че въпреки че съставляват само 4% от теглото на батериите, те съставляват над 60% от общата стойност на спасяването на батериите. Технологиите за рециклиране на NMC са относително зрели. Sony е пионер през 1999 г. Има два основни технологични метода, пирометалургичен и хидрометалургичен. Нека започнем с Pyro metallurgical. Пиро означава огън. Батерията се разтопява в сплав от желязо, мед, кобалт и никел.
Добрите неща след това се извличат с помощта на хидрометалургични методи. Пиро методите изгарят. Електролити, пластмаси и литиеви соли. Така че не всичко може да бъде възстановено. Той отделя токсични газове, които трябва да бъдат преработени, и е доста енергоемък, но е широко възприет от индустрията. Хидрометалургичните методи използват воден разтворител за отделяне на желаните материали чрез кобалт от съединението. Най-често използваните разтворители са сярна киселина и водороден пероксид, но има и много други. Нито един от тези методи не е идеален и е необходима допълнителна работа за отстраняване на техните технически недостатъци. Литиево-железно-фосфатните батерии представляват около 30% от китайския пазар на електромобили към 2019 г. Енергийната плътност на тези батерии не е толкова висока, колкото техните NMC аналози, но те не съдържат елементи като никел и кобалт. Там вероятно е и по-безопасно.
Китай също е лидер в светаe в науката и комерсиализацията на литиево-железен фосфат, батерийни технологии, китайска компания, съвременна амперна технология. Той е един от лидерите в производството в тази област. Трябва да има смисъл индустрията на страната да може да рециклира и тези клетки. Като се има предвид това, рециклирането на тези неща се оказа технически по-трудно, отколкото се очакваше. Това отчасти се дължи на това, че имат по-разнообразна комбинация от материали, което налага допълнителна скъпа работа по предварителна обработка,и след това икономично литийбатериите с железен фосфат не съдържат същите ценни метали като NMC батериите, които познават никел, мед или кобалт. И това доведе до недостиг на инвестиции в нишата. Има някои обещаващи хидрометалургични експерименти, които са успели да отделят до 85% от лития под формата на литиев карбонат.Спекулациите са, че ще струва около 650 долараза обработкаедин тон изразходвани литиево-железни фосфатни батерии. Това включва разходите за енергия и материали, без да се броят разходите за изграждане нафабрика. Потенциалното възстановяване и препродажба на литий може да помогне да се направи рециклирането по-икономически осъществимо, но журито все още не е наясно с това. Предстои ли тези методи да бъдат внедрени в търговски мащаб? Рамката за 2018 г. очертава много, но оставя още няколко неща, които да се желаят. Както всички знаем в живота, не всичко се изглажда в спретнат малък лък. Има няколко липсващи дупки тук, така че нека поговорим малко за някои от политическите въпроси, които все още витаят във въздуха. Главната статистическа цел при освобождаване или степен на възстановяване на суровината. 98% никел, кобалт, манган 85% за самия литий и 97% за редкоземни материали. Теоретично всичко това е възможно. Например, току-що говорих за възстановяване на 85% или повече от лития от литиево-железни фосфатни батерии. Споменах също, че ще бъде трудно да се постигне този теоретичен максимум поради неефективността в реалния свят и различията на място. Не забравяйте, че има много начини, по които могат да се направят батерийни клетки. Опаковани, продадени и използвани. Няма далеч от стандартизацията, която виждаме с цилиндричните батерии, продавани във вашия 711. В рамката на политиката липсват конкретни субсидии и национална подкрепа за превръщането на това в реален живот. Друго голямо безпокойство е, че рамката на икономическата политика не го правида отделя пари за стимулиране на събирането на използвани батерии. Има няколко пилотни програми за обратно изкупуване, управлявани от общините, но нищо на национално ниво. Това може да се промени, може би с такса или данък, но точно сега участниците в частния сектор трябва да го финансират сами. Това е проблем, защото има малък икономически стимул за тези големи производители на EV да събират и рециклират батериите си.
От 2008 г. до 2015 г. разходите за производство и EV батерия са намалели от 1000 USD за киловатчас до 268. Тази тенденция се очаква да продължи през следващите няколко години. Спадът в разходите направи още по-достъпни от всякога, но в същото време те също така намалиха стимула за събиране и рециклиране на тези батерии. И тъй като тези батерии също са различни една от друга, е трудно да се увеличат процесите на предварителна обработка и рециклиране на събиране, така че цялото начинание се оказва източване на разходите за техните производители. Кой вече работи с доста ниски маржове като начало?
Независимо от това, производителите на електромобили по закон са първи на опашката за обработка и рециклиране на старите си използвани батерии и въпреки икономическата непривлекателност на цялото начинание, те старателно си партнираха с големи компании, за да създадат официални канали за рециклиране на батерия. Поникнаха няколко големи компании за рециклиране. Примерите включват рециклирането на Tyson до Zhejiang Huayou Cobalt. Jiangxi Ganfeng литий, Hunan Brunp и пазарен лидер GEM. Но въпреки съществуването на тези лицензирани големи компании, по-голямата част от китайския сектор за рециклиране се състои от малки, нелицензирани работилници. Тези неофициални магазини нямат подходящите инструменти или обучение. Те основно отиват къмwn върху тези батерии за техните катодни материали, препродавайки ги на предложилия най-висока цена и изхвърляйки останалите. Очевидно това е огромен риск за безопасността и околната среда. В резултат на това заобикаляне на правилата и разпоредбите, тези магазини могат да плащат повече на собствениците на електромобили за техните батерии и като такива са предпочитани пред официалните канали. Така степента на рециклиране на литиево-йонни в Китай остава доста ниска през 2015 г. Тя беше около 2%. Оттогава е нараснал до 10% през 2019 г. Удря остра пръчка в окото, но това все още е далеч от идеалното. И рамката за 2018 г. не поставя цел за нивата на събиране на батерии. Любопитен пропуск. Китай се бори с този проблем на друг фронт на батерията, почтената оловно-киселинна батерия, тази 150-годишна технологиясе използва много често в Китай. Те осигуряват звездната мощност за своите автомобили и все още са много популярни за E велосипеди. Това е въпреки последните разпоредби за насърчаване на замяната им с литиево-йонни. Както и да е, китайското рециклиране на оловно-кисели батерии далеч не отговаря на очакванията и показателите. През 2017 г. по-малко от 30% от 3,3 милиона тона отпадъци от оловни батерии, генерирани в Китай, се рециклират. Причините за този нисък процент на рециклиране са много подобни на случая с литиево-йонните. Неофициалните магазини за котлети заобикалят правилата и разпоредбите и по този начин могат да си позволят да плащат много повече за потребителските батерии. Римляните са казали ясно, че оловото не е най-екологичното вещество. Китай е преживял множество големи инциденти с отравяне с олово през последните години в резултат на това неправилно боравене. По този начин правителството наскоро обеща да наложи мерки срещу тези неофициални магазини, които се оценяват на над 200 в цялата страна. Целта е да се опитаме да постигнем 40% процент на рециклиране през 2020 г. и 70% през 2025 г. Като се има предвид, че процентът на рециклиране на оловно-киселинни батерии в Америка е 99% поне от 2014 г., не би трябвало да е толкова трудно.
Имайки предвид техническите и екоНомни трудности, свързани с рециклирането на EV батерии, индустрията е помислила за начини да използва повече тези неща, преди да ги изпрати в гроба им. Най-потенциалната опция би била повторното им използване в проекти за електрическа мрежа. Тези батерии все още имат 80% капацитет в края на краищата и все още могат да изминат много години, преди най-накрая да се изтощят завинаги. Съединените щати са водещи тук. След като експериментира с употребявани автомобилни батерии за стационарни проекти за съхранение на енергия от 2002 г. Но Китай направи някои интересни демонстрационни проекти. Един от най-дълго работещите е проектът за вятърна и слънчева енергия Zhangbei в провинция Хъбей. Проектът на стойност 1,3 милиарда долара произтича от съвместните усилия на китайското държавно предприятие State Grid и производителя на батерии за електромобили BYD, който демонстрира осъществимостта на използването на батерии Second Life EV за поддръжка и управление на електрическа мрежа. Повече проекти за рециклиране на EV батерии се появиха през последните години в Пекин, Дзянсу и това блести. Правителството обръща голямо внимание на това, но мисля, че в крайна сметка по-предотвратява проблема с рециклирането, който го решава. Защото неизбежният край на всяка батерия е или рециклирането, или депото. Китайското правителство свърши възхитителна работа в насърчаването на създаването на тази процъфтяваща екосистема. Страната е безспорен лидер в някои аспекти на технологията за батерии и отделно V гигантите са базирани там. Те имат шанс наистина да променят кривата на автомобилните емисии. Така че в известен смисъл този проблем с рециклирането е хубав проблем. Това е показател за успеха на Китай. Но проблемът все още е проблем и индустрията се бави и установява правилните мрежи за рециклиране, разпоредби и технологии.
Китайското правителство може да се обърне към политиката на Съединените щати за някои насоки и стимулиране и създаване на подходящи потребителски навици за рециклиране. Субсидиите трябва да се предоставят на предприятия в индустриите за предварителна обработка и рециклиране, а не само в производството. В противен случай потреблението на енергия и щетите за околната среда, свързани с тези изхвърляния на батерии, ще надвишат всяка полза, която получаваме от преминаването към EV.
Време на публикуване: 01 август 2023 г