La Xina és el mercat de vehicles elèctrics més gran del món amb més de 5,5 milions venuts al març de 2021. Això és bo en molts aspectes. La Xina té la majoria de cotxes del món i aquests estan substituint els gasos d'efecte hivernacle nocius. Però aquestes coses tenen les seves pròpies preocupacions de sostenibilitat. Hi ha la preocupació pel dany ambiental derivat de l'extracció d'elements com el liti i el cobalt. Però una altra preocupació que té a veure és el proper problema dels residus. La Xina comença a experimentar l'avantguarda d'aquest problema.
El 2020. Es van retirar 200.000 tones de bateries i es preveu que la xifra escrigui 780.000 tones el 2025. Mireu l'aspecte problema de residus de bateries dels vehicles elèctrics a la Xina i què està fent el mercat de vehicles elèctrics més gran del món.
Gairebé tots els de la XinaEls vehicles elèctrics funcionen amb bateries de ions de liti. Són lleugers, d'alta densitat d'energia i un cicle de vida llarg, els converteixen en la primera opció per als cotxes elèctrics. Les bateries tenen tres grans ccomponents i ànode, un càtode i un electròlit. Delsper tant, el càtode és el més car i significatiu. En gran part, distingim entre aquestes bateries en funció dels seus vaixells de gat. NNo cal aprofundir en això, però la majoria de les bateries de vehicles elèctrics de la Xina tenen càtodes fets de liti, níquel, manganès i òxids de cobalt, anomenats MCS. Aquestes bateries es retiren quan la seva capacitat arriba al voltant del 80% corresponent a la nostra vida útil d'uns 8 a 10 anys. Això, per descomptat, depèn de certs factors com la freqüència de càrrega, els hàbits de conducció i les condicions de la carretera.
Vaig pensar que t'agradaria saber-ho. Amb la primera gran onada de vehicles elèctricsEn sortir a la carretera en algun moment del 2010 al 2011, la infraestructura per a la recollida i processament d'aquestes bateries hauria d'estar a punt a finals de la dècada. Aquest va ser el repte i el calendari amb què va haver d'afrontar el govern xinès. Després dels Jocs Olímpics de Pequín, el govern xinès va començar a promoure la fabricació i l'ús de vehicles elèctrics al públic en general. En aquest moment, l'única normativa que han publicat són les normes de seguretat de la indústria. Com que molts components de la bateria són força tòxics. A principis de 2010 es va veure una creixent adopció del vehicle elèctric i, amb això, la necessitat, igualment ràpida, d'una manera de fer front als seus residus.
L'any 2012, vavernmeNo va publicar per primera vegada una guia política per a la indústria general dels vehicles elèctrics, la guia va subratllar la necessitat, entre altresr coses, un sistema de reciclatge de bateries de vehicles elèctrics que funcioni. L'any 2016, diversos ministeris es van unir per establir una direcció unificada per al problema de residus de la bateria dels vehicles elèctrics. Els fabricants de vehicles elèctrics serien els responsables de recuperar les bateries del seu cotxe. Han d'establir xarxes de servei postvenda pròpies o confiar en un tercer per recollir les bateries residuals dels vehicles elèctrics.
El govern xinès té tendència a declarar primer una política, una orientació o una direcció abans d'establir regles més específiques més endavant. La declaració de 2016 indica efectivament a les empreses de vehicles elèctrics que esperen més sobre això en els propers anys. Com a tal, el 2018, el seguiment del marc polític va sortir amb força, titulat Mesures provisionals per a la gestió del reciclatge i Ús de bateries d'energia dels vehicles de nova energia. Et preguntes si anomenes significat ràfec i també híbrids. L'òrgan d'execució seria el Ministeri d'Indústria i Tecnologia de la Informació o MIIT.
Ha promès tornarel 2016, el marc imposa en gran mesura la responsabilitat d'entitats privades com els fabricants de bateries d'EV i EV que s'ocupen d'aquest problema. El govern ho faràVegeu alguns aspectes tècnics de l'esforç, però no ho faran ells mateixos. Aquest marc es basa en una política general de govern que van adoptar els xinesos. Es diu responsabilitat ampliada del productor o EPR. El concepte espiritual és traslladar la responsabilitat aigües amunt des dels governs locals i provincials als propis productors.
El govern xinès va adoptar l'EPR, que crec que va sorgir de l'acadèmia occidental a principis dels anys 2000. Com a resposta a les directives de la UE sobre un problema creixent de residus E, i té sentit intuïtiu si sempre és el govern qui neteja tots aquests residus E. Les empreses que fabriquen els residus mai seran incentivades perquè les seves coses siguin més fàcils de reciclar. Així, en l'esperit de l'EPR, tots els fabricants de bateries de vehicles elèctrics han de dissenyar bateries que siguin fàcils de desmuntar i que proporcionin detalls tècnics al final de la vida útil als seus clients: els marcadors EVd els marcadors de vehicles elèctrics al seu torn per configurar i executar les seves pròpies xarxes de recollida i reciclatge de bateries o subcontractar-les a un tercer. El govern ajudarà a establir estàndards nacionals per racionalitzar el procés. El marc sembla força agradable a la superfície, però hi ha alguns inconvenients molt clars.
Ara que coneixem la història i la política, podem aprofundir en alguns detalls tècnics sobre el reciclatge de la bateria dels vehicles elèctrics. Les bateries fora de servei van entrar al sistema a través de dos canals des dels cotxes sotmesos a una substitució de les bateries i dels cotxes. Al final de la seva vida. Per a aquest últim, la bateria encara es troba dins del cotxe i s'elimina com a part del procés de desmuntatge al final de la vida útil. Aquest continua sent un procés molt manual, sobretot a la Xina. Després d'això, hi ha un pas anomenat pretractament. Les cèl·lules de la bateria s'han de treure del paquet i obrir-se, la qual cosa és un repte, ja que no hi ha un disseny estàndard de la bateria. Per tant, s'ha de fer a mà amb eines especialitzades.
Un cop retirada la bateriad, què passa next depèn del tipus de bateria d'ió de liti dins del cotxe. Comencem per la bateria NMC, la més comuna a la Xina. Quatre recicladors de bateries NMC volen recuperar. Els materials actius del càtode. L'anàlisi econòmica de 2019 estima que, tot i que només representen el 4% del pes de les bateries, representen més del 60% del valor total de recuperació de les bateries. Les tecnologies de reciclatge de NMC són relativament madures. Sony va ser pionera l'any 1999. Hi ha dos mètodes tecnològics principals, la pirometal·lúrgica i la hidrometal·lúrgica. Comencem amb Pyrometal·lúrgica. Pyro significa foc. La bateria es fon en un aliatge de ferro, coure, cobalt i níquel.
A continuació, les coses bones es recuperen mitjançant mètodes hidrometal·lúrgics. Els mètodes pirotecnics es cremen. Electròlits, plàstics i sals de liti. Així que no tot es pot recuperar. Allibera gasos tòxics que s'han de processar, i consumeix força energia, però ha estat àmpliament adoptat per la indústria. Els mètodes hidrometal·lúrgics utilitzen un dissolvent aquós per separar els materials desitjats pel cobalt del compost. Els dissolvents més utilitzats són l'àcid sulfúric i el peròxid d'hidrogen, però també n'hi ha molts d'altres. Cap d'aquests mètodes és ideal i cal treballar més per abordar les seves deficiències tècniques. Les bateries de fosfat de ferro de liti representen al voltant del 30% del mercat de vehicles elèctrics xinès a partir del 2019. La densitat d'energia d'aquestes bateries no és tan alta com les seves contraparts NMC, però estan lliures d'elements com el níquel i el cobalt. Probablement també hi ha més seguretat.
La Xina també és el líder mundialer en la ciència i comercialització de fosfat de ferro de liti, tecnologies de bateries, empresa xinesa, tecnologia d'amperes contemporània. És un dels líders de fabricació en aquesta àrea. Hauria de tenir sentit que la indústria del país també pugui reciclar aquestes cèl·lules. Dit això, reciclar aquestes coses ha resultat tècnicament més difícil del que s'esperava. Això es deu, en part, al fet que tenen una barreja de materials més variada, la qual cosa requereix un treball de pretractament addicional,i després econòmicament litiLes bateries de fosfat de ferro no tenen els mateixos metalls valuosos que les bateries NMC saben níquel, coure o cobalt. I ha provocat una escassetat d'inversió en el nínxol. Hi ha alguns experiments hidrometal·lúrgics prometedors que han pogut treure fins a un 85% del liti en forma de carbonat de liti.L'especulació és que costaria uns 650 dòlarsper processaruna tona de bateries de fosfat de ferro de liti gastades. Això inclou el cost de l'energia i el material, sense comptar el cost de la construcciófàbrica. La possible recuperació i revenda de liti podria ajudar a fer que el reciclatge sigui més viable econòmicament, però el jurat encara està pendent d'això. Aquests mètodes encara s'han d'implementar a escala comercial? El marc del 2018 exposa moltes coses, però deixa algunes coses a desitjar. Com tots sabem a la vida, no tot s'aixeca en un petit arc net. Hi falten alguns forats aquí, així que parlem una mica d'algunes de les qüestions polítiques que encara estan a l'aire. L'objectiu estadístic principal a les taxes d'alliberament o de recuperació de matèries primeres. 98% de níquel cobalt, 85% de manganès per al propi liti i 97% per a materials de terres rares. L'orèticament, tot això és possible. Per exemple, acabo de parlar de la recuperació del 85% o més del liti de les bateries de fosfat de ferro de liti. També he esmentat que serà difícil assolir aquest màxim teòric a causa de les ineficiències del món real i les diferències sobre el terreny. Recordeu que hi ha moltes maneres de fer cèl·lules de bateries. Empaquetat, venut i utilitzat. No hi ha enlloc de l'estandardització que veiem amb les bateries cilíndriques venudes al vostre 711. El marc polític no té subvencions concretes i suport nacional per fer-ho realitat. Una altra gran preocupació és que el marc de política econòmica not destinar diners a incentivar la recollida de piles usades. Hi ha uns quants programes pilot de recompra gestionats pels municipis, però res a nivell nacional. Això podria canviar, potser amb una taxa o un impost, però ara mateix els actors del sector privat ho han de finançar ells mateixos. Aquest és un problema perquè hi ha pocs incentius econòmics perquè aquests grans fabricants de vehicles elèctrics recullin i reciclin les seves bateries.
Del 2008 al 2015, el cost de fabricació i la bateria dels vehicles elèctrics va disminuir de 1.000 USD per quilowatt hora a 268. S'espera que aquesta tendència continuï durant els propers anys. La baixada de costos va fer encara més accessible que mai, però al mateix temps també han rebaixat l'incentiu per recollir i reciclar aquestes piles. I com que aquestes bateries també són diferents entre si, és difícil ampliar els processos de pretractament i reciclatge de la recollida, de manera que tota l'empresa resulta ser una pèrdua de costos per als seus fabricants. Qui ja treballa amb marges bastant ajustats per començar?
Independentment, els fabricants de vehicles elèctrics per llei són els primers en la línia de manipular i reciclar les seves velles bateries gastades i, malgrat el poc atractiu econòmic de tota l'empresa, han estat diligents en associar-se amb grans empreses per establir canals oficials per reciclar una bateria. Han sorgit algunes grans empreses de reciclatge. Alguns exemples inclouen el reciclatge de Tyson a Zhejiang Huayou Cobalt. Jiangxi Ganfeng liti, Hunan Brunp i líder del mercat GEM. Però malgrat l'existència d'aquestes grans empreses autoritzades, la majoria del sector del reciclatge xinès està format per tallers petits i sense llicència. Aquestes botigues informals no tenen les eines ni la formació adequada. Bàsicament van aUtilitzeu aquestes bateries per als seus materials de càtode, revenent-les al millor postor i abocant la resta. Òbviament, això és un risc massiu de seguretat i medi ambient. Com a resultat d'aquest marge de normes i regulacions, aquestes botigues de tall poden pagar més als propietaris de vehicles elèctrics per les seves bateries i, per tant, es prefereixen als canals oficials, citar i no citar. Així, la taxa de reciclatge d'ions de liti a la Xina es manté força baixa el 2015. Va ser d'un 2%. Des de llavors, ha crescut fins al 10% el 2019. Bat un pal afilat a l'ull, però això encara està lluny de ser ideal. I el marc del 2018 no estableix un objectiu sobre les taxes de recollida de bateries. Una omissió curiosa. La Xina ha estat lluitant amb aquest problema en un altre front de la bateria, la venerable bateria de plom àcid, aquesta tecnologia de 150 anys.s'utilitza molt habitualment a la Xina. Proporcionen la potència estrella per als seus automòbils i encara són molt populars per a les bicicletes E. Això malgrat les normatives recents per fomentar la seva substitució per ions de liti. De totes maneres, el reciclatge xinès de la bateria de plom àcid està molt per sota de les expectatives i els punts de referència. El 2017, es recicla menys del 30% dels 3,3 milions de tones de residus de bateries de plom àcid generades a la Xina. Els motius d'aquest baix percentatge de reciclatge són molt semblants al cas dels ions de liti. Les botigues informals de talles ignoren les normes i regulacions i, per tant, es poden permetre pagar molt més per les piles dels consumidors. Els romans han deixat clar que el plom no és precisament la substància més respectuosa amb el medi ambient que hi ha. La Xina ha experimentat múltiples incidents importants d'enverinament per plom en els darrers anys com a resultat d'aquesta manipulació inadequada. Així, el govern s'ha compromès recentment a reprimir aquestes botigues informals, de les quals s'estima que n'hi ha més de 200 a tot el país. L'objectiu és intentar aconseguir un percentatge de reciclatge del 40% el 2020 i el 70% el 2025. Tenint en compte que el percentatge de reciclatge de bateries de plom àcid a Amèrica ha estat del 99% des d'almenys el 2014, no hauria de ser tan difícil.
Tenint en compte els aspectes tècnics i ecològicsdificultats òmiques associades amb el reciclatge de bateries de vehicles elèctrics, la indústria ha pensat en maneres de fer més ús d'aquestes coses abans d'enviar-les a la tomba. L'opció de major potencial seria reutilitzar-los en projectes de xarxa elèctrica. Aquestes bateries encara tenen un 80% de capacitat al cap i a la fi i encara poden passar molts anys abans que finalment s'esgotin definitivament. Els Estats Units lideren el camí aquí. Després d'haver experimentat amb bateries de cotxe usades per a projectes d'emmagatzematge d'energia estacionari des del 2002. Però la Xina ha fet alguns projectes de demostració interessants. Un dels més llargs en funcionament és el projecte d'energia eòlica i solar de Zhangbei a la província de Hebei. El projecte de 1.300 milions de dòlars prové d'un esforç conjunt de l'empresa estatal xinesa State Grid i el fabricant de bateries EV BYD, en demostrar la viabilitat d'utilitzar bateries EV de Second Life per donar suport i gestionar una xarxa elèctrica. En els darrers anys s'han produït més projectes de reciclatge de bateries de vehicles elèctrics a Pequín, Jiangsu, a la ferralla i brilla. El govern s'està centrant molt en això, però crec que, en última instància, anticipa més el problema del reciclatge que el soluciona. Perquè el final inevitable de cada bateria és el reciclatge o l'abocador. El govern xinès ha fet un treball admirable per fomentar la creació d'aquest pròsper ecosistema. El país és el líder indiscutible en certs aspectes de la tecnologia de les bateries i, en particular, els V gegants es basen allà. Tenen l'oportunitat de doblegar realment la corba de les emissions dels automòbils. Per tant, d'alguna manera, aquest problema de reciclatge és un bon problema. És un indici de l'èxit de la Xina. Però el problema segueix sent un problema i la indústria ha anat arrossegant els peus i establint les xarxes, normatives i tecnologies de reciclatge adequades.
El govern xinès pot mirar a la política dels Estats Units per obtenir orientació i incentivar i habilitar hàbits adequats de reciclatge dels consumidors. I les subvencions s'han de repartir a les empreses de les indústries de la tecnologia de pretractament i reciclatge, no només a la fabricació. En cas contrari, l'ús d'energia i els danys ambientals associats amb aquestes eliminacions de bateries superaran qualsevol benefici que obtinguem de canviar a EV.
Hora de publicació: 01-agost-2023