Čína je největším světovým trhem EV s více než 5,5 miliony prodaných kusů k březnu 2021. To je v mnoha ohledech dobrá věc. Čína má nejvíce aut na světě a ty nahrazují škodlivé skleníkové plyny. Ale tyto věci mají své vlastní obavy z udržitelnosti. Existují obavy z poškození životního prostředí v důsledku těžby prvků, jako je lithium a kobalt. Ale další obava souvisí s nadcházejícím problémem plýtvání. Čína začíná pociťovat přední okraj tohoto problému.
V roce 2020. 200 000 tun baterií bylo vyřazeno z provozu a očekává se, že do roku 2025 to bude 780 000 tun. Podívejte se na hrozící problém odpadu z baterií EV v Číně a na to, co s tím dělá největší světový trh EV.
Téměř celá Čínaelektrická vozidla jsou poháněna lithium-iontovými bateriemi. Jsou lehké, mají vysokou energetickou hustotu a dlouhou životnost, což z nich dělá první volbu pro elektromobily. Baterie mají tři hlavní csoučástky a anoda, katoda a elektrolyt. zkatoda je nejdražší a nejvýznamnější. Tyto baterie do značné míry rozlišujeme podle jejich kočičích člunů. NAbychom se do toho ponořili příliš hluboko, ale většina čínských baterií pro elektromobily má katody vyrobené z oxidů lithia, niklu, manganu nebo kobaltu, které se zde označují jako MCS. Tyto baterie jsou vyřazeny, když jejich kapacita dosáhne cca 80 %, což odpovídá naší životnosti cca 8 až 10 let. To samozřejmě závisí na určitých faktorech, jako je frekvence nabíjení, jízdní návyky a stav vozovky.
Myslel jsem, že bys to rád věděl. S první velkou vlnou EVKdyž se objeví někdy v letech 2010 až 2011, infrastruktura pro sběr a zpracování těchto baterií bude muset být brzy připravena do konce desetiletí. To byla výzva a časový plán, se kterým se musela čínská vláda vypořádat. Po olympijských hrách v Pekingu začala čínská vláda propagovat výrobu a používání EV pro širokou veřejnost. V současné době jsou jedinými předpisy, kterými se zabývají, průmyslové bezpečnostní normy. Protože mnoho součástí baterie je docela toxických. Počátkem roku 2010 došlo k rostoucímu zavádění elektrických vozidel a s tím stejně rychle rostoucí potřeba způsobu, jak se vypořádat s jejich odpadem.
V roce 2012 jdětevernment poprvé zveřejnila pokyny pro celý průmysl EV, tyto pokyny zdůraznily potřebu mimo jinér věcí, fungující systém recyklace baterií EV. V roce 2016 se několik ministerstev spojilo, aby stanovilo jednotný směr pro problém odpadu z baterií EV. Výrobci elektromobilů by byli zodpovědní za obnovu baterií svých vozů. Musí vytvořit vlastní sítě poprodejních služeb nebo důvěřovat třetí straně, že sbírá odpadní baterie elektromobilů.
Čínská vláda má tendenci nejprve deklarovat politiku, pokyny nebo směr, než později stanoví konkrétnější pravidla. Prohlášení z roku 2016 v podstatě signalizuje společnostem EV, aby v nadcházejících letech očekávaly více. V roce 2018 tak rychle vyšly následné kroky politického rámce s názvem prozatímní opatření pro řízení recyklace a využití napájecích baterií nových energetických vozidel. Přemýšlíte, jestli význam nazýváte okapy a také hybridy. Donucovacím orgánem by bylo Ministerstvo průmyslu a informačních technologií nebo MIIT.
Slíbilo to zpětv roce 2016 tento rámec z velké části klade břemeno na soukromé subjekty, jako jsou výrobci elektromobilů a baterií pro elektromobily, kteří se tímto problémem zabývají. Vláda bude overvidět některé technické aspekty tohoto snažení, ale sami to neudělají. Tento rámec je postaven na obecné politice vládnutí, kterou Číňané přijali. Nazývá se rozšířená odpovědnost výrobce nebo EPR. Duchovní koncept spočívá v přenesení odpovědnosti z místních a provinčních vlád na samotné výrobce.
Čínská vláda přijala EPR, o kterém se domnívám, že vzešel ze západní akademické sféry na počátku 21. století. Jako odpověď na směrnice EU týkající se rostoucího problému s elektroodpadem a dává intuitivní smysl, pokud je vláda vždy tím, kdo uklízí všechen tento elektroodpad. Společnosti, které tento odpad produkují, nebudou nikdy motivovány, aby usnadnily recyklaci jejich věcí. V duchu EPR tak musí všichni výrobci baterií pro elektromobily navrhovat baterie, které se snadno rozebírají a poskytují svým zákazníkům technické podrobnosti o konci životnosti – značky elektromobilůd značky EV pak buď založí a provozují vlastní sítě pro sběr a recyklaci baterií, nebo je zadají třetí straně. Vláda pomůže vytvořit národní standardy pro zefektivnění procesu. Rámec vypadá na povrchu docela hezky, ale má několik velmi jasných nedostatků.
Nyní, když známe historii a zásady, můžeme se dále ponořit do několika technických podrobností o recyklaci baterií EV. Vyřazené baterie se do systému dostaly dvěma kanály z vozů procházejících výměnou baterie a z automobilů. Na konci jejich života. V druhém případě je baterie stále uvnitř vozu a je vyjmuta v rámci procesu demontáže na konci životnosti. Toto zůstává velmi manuální proces, zejména v Číně. Poté následuje krok zvaný předúprava. Bateriové články je nutné vytáhnout z obalu a otevřít, což je problém, protože neexistuje standardní konstrukce bateriového bloku. Musí se tedy provádět ručně pomocí speciálních nástrojů.
Jakmile je baterie vyjmutad, co se stane next závisí na typu lithium-iontové baterie uvnitř vozu. Začněme baterií NMC, nejběžnější v Číně. Čtyři recyklátoři baterií NMC chtějí obnovit. Katodové aktivní materiály. Ekonomická analýza z roku 2019 odhaduje, že přestože tvoří pouze 4 % hmotnosti baterií, tvoří více než 60 % celkové hodnoty záchrany baterií. Technologie recyklace NMC jsou poměrně vyspělé. Společnost Sony se stala průkopníkem v roce 1999. Existují dvě hlavní technologické metody, pyrometalurgická a hydrometalurgická. Začněme s Pyro metalurgical. Pyro znamená oheň. Baterie je roztavena do slitiny železa, mědi, kobaltu a niklu.
Dobré věci se pak získávají pomocí hydrometalurgických metod. Pyro metody vyhoří. Elektrolyty, plasty a lithné soli. Takže ne všechno se dá obnovit. Uvolňuje toxické plyny, které je třeba zpracovat, a je poměrně energeticky náročný, ale průmysl jej široce přijal. Hydrometalurgické metody používají vodné rozpouštědlo k oddělení požadovaných materiálů kobaltem ze sloučeniny. Nejčastěji používanými rozpouštědly jsou kyselina sírová a peroxid vodíku, ale existuje mnoho dalších. Ani jedna z těchto metod není ideální a je třeba dále pracovat na odstranění jejich technických nedostatků. Lithium-železofosfátové baterie tvoří v roce 2019 asi 30 % čínského trhu s elektromobily. Energetická hustota těchto baterií není tak vysoká jako u jejich protějšků NMC, ale neobsahují prvky jako nikl a kobalt. Tam je také pravděpodobně bezpečnější.
Čína je také světovým lídremer ve vědě a komercializaci fosforečnanu lithného a železa, bateriové technologie, čínská společnost, současná ampérová technologie. Je jedním z lídrů ve výrobě v této oblasti. Mělo by dávat smysl, aby byl průmysl země schopen recyklovat i tyto buňky. Jak již bylo řečeno, ukázalo se, že recyklace těchto věcí je technicky obtížnější, než se nepříznivě očekávalo. Částečně je to způsobeno tím, že mají rozmanitější směs materiálů, což vyžaduje další drahé předúpravy,a pak ekonomicky lithiumželezité fosfátové baterie nemají stejné cenné kovy jako baterie NMC znají nikl, měď nebo kobalt. A to vedlo k nedostatku investic do výklenku. Existují slibné hydrometalurgické experimenty, které dokázaly vyluhovat až 85 % lithia ve formě uhličitanu lithného.Spekuluje se, že by to stálo asi 650 dolarůzpracovattunu použitých lithium-železofosfátových baterií. To zahrnuje náklady na energii a materiál, nepočítaje náklady na výstavbutovárna. Potenciální obnova a další prodej lithia by mohla pomoci k tomu, aby byla recyklace ekonomicky proveditelná, ale porota je v tom stále mimo. Musí být tyto metody ještě implementovány v komerčním měřítku? Rámec pro rok 2018 nabízí mnoho, ale ponechává několik věcí, které je třeba splnit. Jak všichni v životě víme, ne všechno se vyřeší úhlednou úklonou. Je zde několik chybějících děr, takže si pojďme trochu promluvit o některých otázkách týkajících se politiky, které jsou stále ve vzduchu. Hlavní statistický cíl při uvolňování nebo míře využití surovin. 98 % nikl kobalt, mangan 85 % pro samotné lithium a 97 % pro materiály vzácných zemin. Oreticky je to všechno možné. Například jsem právě mluvil o obnově 85 % nebo více lithia z lithium-železofosfátových baterií. Také jsem zmínil, že bude těžké dosáhnout tohoto teoretického maxima kvůli reálné neefektivitě a rozdílům v terénu. Pamatujte, že existuje mnoho způsobů, jak vyrobit bateriové články. Zabaleno, prodáno a použité. Neexistuje nikde blízko standardizace, kterou vidíme u cylindrických baterií prodávaných ve vašem 711. V politickém rámci chybí konkrétní dotace a národní podpora, aby se to stalo skutečným životem. Dalším velkým problémem je, že rámec hospodářské politiky net přidělovat peníze na pobídky ke sběru použitých baterií. Existuje několik pilotních programů zpětného odkupu, které provozují obce, ale nic na národní úrovni. To by se mohlo změnit, možná odvodem nebo daní, ale právě teď to musí financovat hráči ze soukromého sektoru sami. To je problém, protože pro tyto velké výrobce elektromobilů existuje malá ekonomická pobídka, aby sbírali a recyklovali své baterie.
Od roku 2008 do roku 2015 klesly náklady na výrobu a EV baterii z 1 000 USD za kilowatthodinu na 268. Očekává se, že tento trend bude v příštích několika letech pokračovat. Pokles nákladů učinil ještě dostupnější než kdy jindy, ale zároveň také snížil motivaci ke sběru a recyklaci těchto baterií. A protože se tyto baterie také od sebe liší, je těžké rozšířit procesy předúpravy a recyklace sběru, takže se celý podnik ukazuje jako zátěž pro jejich výrobce. Kdo již pracuje na velmi úzkých okrajích?
Bez ohledu na to jsou výrobci elektromobilů ze zákona první na řadě, kdo manipuluje se svými starými vybitými bateriemi a recykluje je, a navzdory ekonomické neatraktivnosti celého podniku pilně spolupracují s velkými společnostmi, aby vytvořili oficiální kanály pro recyklaci baterií. Vzniklo několik velkých recyklačních společností. Příklady zahrnují recyklaci Tyson do Zhejiang Huayou Cobalt. Jiangxi Ganfeng lithium, Hunan Brunp a lídr na trhu GEM. Ale navzdory existenci těchto licencovaných velkých společností tvoří většinu čínského recyklačního sektoru malé, nelicencované dílny. Tyto neformální obchody nemají vhodné nástroje ani školení. V podstatě jdou dona tyto baterie za jejich katodové materiály, dále je prodá zájemci s nejvyšší nabídkou a zbytek vyhodí. Je zřejmé, že se jedná o obrovské bezpečnostní a ekologické riziko. V důsledku tohoto obcházení pravidel a předpisů mohou tyto specializované prodejny platit majitelům elektromobilů více za jejich baterie, a jako takové jsou upřednostňovány před, cituji, necitovanými oficiálními kanály. Míra recyklace lithium-iontů v Číně tedy zůstává v roce 2015 poměrně nízká. Byla asi 2 %. Od té doby vzrostl na 10 % v roce 2019. Poráží ostrý hůl v oku, ale k ideálu to má stále daleko. A rámec pro rok 2018 nestanoví cíl ohledně míry sběru baterií. Zvláštní opomenutí. Čína se potýká s tímto problémem na jiné frontě baterie, úctyhodné olověné baterii, této 150 let staré technologiise v Číně velmi běžně používá. Poskytují hvězdnou sílu pro své automobily a jsou stále velmi oblíbené pro E kola. A to navzdory nedávným předpisům, které podporují jejich nahrazení lithium-iontovými. Čínská recyklace olověných baterií každopádně daleko zaostává za očekáváními a měřítky. V roce 2017 se v Číně recykluje méně než 30 % z 3,3 milionů tun odpadu z olověných baterií. Důvody tohoto nízkého procenta recyklace jsou velmi podobné jako u lithiových iontů. Neformální prodejny obcházejí pravidla a předpisy, a proto si mohou dovolit platit mnohem více za spotřebitelské baterie. Římané dali jasně najevo, že olovo není zrovna nejekologičtější látka. Čína zažila v posledních letech několik závažných případů otravy olovem v důsledku tohoto nesprávného zacházení. Vláda se proto nedávno zavázala zasáhnout proti těmto neformálním obchodům, kterých je podle odhadů po celé zemi přes 200. Cílem je pokusit se dosáhnout 40% procenta recyklace v roce 2020 a 70% v roce 2025. Vzhledem k tomu, že procento recyklace olověných baterií v Americe je minimálně od roku 2014 na 99 %, nemělo by to být tak těžké.
S ohledem na technické a ekologickéVzhledem k obtížím spojeným s recyklací baterií elektromobilů se průmysl zamyslel nad způsoby, jak tyto věci více využít, než je pošle do hrobu. Nejvyšší potenciální možností by bylo jejich opětovné použití v projektech energetických sítí. Tyto baterie mají přece jen 80% kapacitu a mohou trvat mnoho let, než se definitivně vyčerpají. Spojené státy zde vedou. Od roku 2002 jsme experimentovali s použitými autobateriemi pro projekty stacionárního skladování energie. Čína však provedla několik zajímavých demonstračních projektů. Jedním z nejdéle fungujících je projekt větrné a solární energie Zhangbei v provincii Che-pej. Projekt v hodnotě 1,3 miliardy dolarů vychází ze společného úsilí čínského státního podniku State Grid a výrobce baterií pro elektromobily BYD, který prokázal proveditelnost použití baterií Second Life EV pro podporu a správu elektrické sítě. V Pekingu v Jiangsu se v posledních letech objevily další projekty na recyklaci baterií EV a svítí to dál. Vláda se na to hodně zaměřuje, ale myslím si, že v konečném důsledku spíše předchází problému recyklace, který to řeší. Protože nevyhnutelným koncem každé baterie je buď recyklace, nebo skládka. Čínská vláda odvedla obdivuhodnou práci při podpoře vytváření tohoto prosperujícího ekosystému. Země je nezpochybnitelným lídrem v určitých aspektech technologie baterií a mimo jiné zde sídlí giganti V. Mají šanci skutečně ohnout křivku automobilových emisí. Takže svým způsobem je tato otázka recyklace pěkný problém. Je to známka úspěchu Číny. Ale problém je stále problémem a průmysl se tahá za nohy a zavádí správné recyklační sítě, předpisy a technologie.
Čínská vláda se může spolehnout na politiku Spojených států, aby poskytla určité pokyny a pobídky a umožnila správné návyky spotřebitelů v oblasti recyklace. A dotace musí být rozdány podnikům v odvětvích technologií předúpravy a recyklace, nejen ve výrobě. V opačném případě spotřeba energie a škody na životním prostředí spojené s touto likvidací baterií převáží jakýkoli přínos, který získáme z přechodu na EV.
Čas odeslání: srpen-01-2023