China es el mercado de vehículos eléctricos más grande del mundo, con más de 5,5 millones vendidos en marzo de 2021. Esto es algo bueno en muchos sentidos. China tiene la mayor cantidad de automóviles del mundo y estos están reemplazando los dañinos gases de efecto invernadero. Pero estas cosas tienen sus propias preocupaciones de sostenibilidad. Existe la preocupación por el daño ambiental resultante de la extracción de elementos como el litio y el cobalto. Pero otra preocupación tiene que ver con el inminente problema de los residuos. China está empezando a experimentar la vanguardia de este problema.
En 2020, se retiraron de servicio 200.000 toneladas de baterías y se prevé que la cifra alcance las 780.000 toneladas para 2025. Mire el inminente problema de desperdicio de baterías de vehículos eléctricos en China y lo que el mercado de vehículos eléctricos más grande del mundo está haciendo al respecto.
Casi todos los chinosLos vehículos eléctricos funcionan con baterías de iones de litio. Son livianos, tienen una alta densidad de energía y un ciclo de vida prolongado, lo que los convierte en la primera opción para los automóviles eléctricos. Las baterías tienen tres c principalescomponentes y ánodo, un cátodo y un electrolito. DelAsí, el cátodo es el más caro y significativo. Distinguimos en gran medida entre estas baterías según sus botes para gatos. norteNo quiero profundizar demasiado en esto, pero la mayoría de las baterías de vehículos eléctricos de China tienen cátodos hechos de óxidos de litio, níquel, manganeso y cobalto, a los que en adelante nos referiremos como MCS. Estas baterías se retiran cuando su capacidad alcanza aproximadamente el 80% correspondiente a nuestra vida útil de aproximadamente 8 a 10 años. Por supuesto, esto depende de ciertos factores como la frecuencia de carga, los hábitos de conducción y las condiciones de la carretera.
Pensé que te gustaría saberlo. Con la primera gran ola de vehículos eléctricosSi las baterías llegaran a la carretera en algún momento entre 2010 y 2011, la infraestructura para recolectar y procesar estas baterías tendría que estar lista pronto para fines de la década. Ese fue el desafío y el cronograma que el gobierno chino tuvo que afrontar. Después de los Juegos Olímpicos de Beijing, el gobierno chino comenzó a promover la fabricación y el uso de vehículos eléctricos entre el público en general. En este momento, las únicas regulaciones que publicaron son las normas de seguridad de la industria. Ya que muchos componentes de la batería son bastante tóxicos. A principios de 2010 se produjo una creciente adopción del vehículo eléctrico y, con ello, una necesidad igualmente creciente de encontrar una forma de gestionar sus residuos.
En 2012, el irverment publicó por primera vez una guía de políticas para la industria de vehículos eléctricos en general, la guía destacó la necesidad de, entre otras cosas,r cosas, un sistema de reciclaje de baterías de vehículos eléctricos que funcione. En 2016, varios ministerios se unieron para establecer una dirección unificada para el problema de los residuos de baterías de vehículos eléctricos. Los fabricantes de vehículos eléctricos serían responsables de recuperar las baterías de sus coches. Deben establecer redes de servicio posventa propias o confiar en un tercero para que recoja las baterías de vehículos eléctricos desechadas.
El gobierno chino tiende a declarar primero una política, orientación o dirección antes de establecer reglas más específicas más adelante. La declaración de 2016 indica efectivamente a las empresas de vehículos eléctricos que esperen más al respecto en los próximos años. Así, en 2018, el marco de políticas de seguimiento salió a la luz con fuerza, titulado Medidas provisionales para la gestión del reciclaje y la utilización de baterías eléctricas de vehículos de nueva energía. Te preguntas si al significado le llamas alero y también híbridos. El organismo de aplicación sería el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información o MIIT.
Ha prometido volverEn 2016, el marco asigna en gran medida la responsabilidad a entidades privadas como los vehículos eléctricos y los fabricantes de baterías para vehículos eléctricos que se ocupan de este problema. El gobierno superaráVen algunos aspectos técnicos del esfuerzo, pero no lo van a hacer ellos mismos. Este marco se construye sobre una política de gobernanza general que adoptaron los chinos. Se llama Responsabilidad Extendida del Productor o EPR. El concepto espiritual es trasladar la responsabilidad de los gobiernos locales y provinciales a los propios productores.
El gobierno chino adoptó la EPR, que creo que surgió de la academia occidental a principios de la década de 2000. Como respuesta a las directivas de la UE sobre un creciente problema de desechos electrónicos, tiene sentido intuitivo si el gobierno es siempre el que limpia todos estos desechos electrónicos. Las empresas que generan residuos nunca serán incentivadas a hacer que sus productos sean más fáciles de reciclar. Por lo tanto, en el espíritu de EPR, todos los fabricantes de baterías para vehículos eléctricos deben diseñar baterías que sean fáciles de desmontar y proporcionar detalles técnicos sobre el final de su vida útil a sus clientes.d los marcadores de vehículos eléctricos a su vez para configurar y administrar sus propias redes de recolección y reciclaje de baterías o subcontratarlas a un tercero. El gobierno ayudará a establecer estándares nacionales para agilizar el proceso. El marco parece bastante bueno en la superficie, pero hay algunos inconvenientes muy claros.
Ahora que conocemos la historia y la política, podemos profundizar en algunos detalles técnicos sobre el reciclaje de baterías de vehículos eléctricos. Las baterías fuera de servicio ingresaron al sistema a través de dos canales desde los automóviles en proceso de reemplazo de baterías y desde los automóviles. Al final de su vida. Para este último, la batería todavía está dentro del automóvil y se retira como parte del proceso de desmantelamiento al final de su vida útil. Este sigue siendo un proceso muy manual, especialmente en China. Después de eso viene un paso llamado pretratamiento. Es necesario sacar las celdas de la batería del paquete y abrirlas, lo cual es un desafío ya que no existe un diseño de paquete de batería estándar. Por tanto, debe realizarse a mano utilizando herramientas especializadas.
Una vez que se retira la bateríad, que pasa next depende del tipo de batería de iones de litio que hay dentro del coche. Empecemos por la batería NMC, la más común en China. Cuatro recicladores de baterías de NMC quieren recuperarse. Los materiales activos del cátodo. El análisis económico de 2019 estima que, a pesar de representar solo el 4% del peso de las baterías, representan más del 60% del valor de recuperación total de las baterías. Las tecnologías de reciclaje de NMC están relativamente maduras. Sony fue pionera en 1999. Existen dos métodos tecnológicos principales, pirometalúrgico e hidrometalúrgico. Empecemos por la pirometalúrgica. Pyro significa fuego. La batería se funde en una aleación de hierro, cobre, cobalto y níquel.
Luego, lo bueno se recupera mediante métodos hidrometalúrgicos. Los métodos pirotécnicos se queman. Electrolitos, plásticos y sales de litio. Entonces no todo se puede recuperar. Libera gases tóxicos que deben procesarse y consume bastante energía, pero ha sido ampliamente adoptado por la industria. Los métodos hidrometalúrgicos utilizan un disolvente acuoso para separar los materiales deseados mediante cobalto del compuesto. Los disolventes más utilizados son el ácido sulfúrico y el peróxido de hidrógeno, pero también existen muchos otros. Ninguno de estos métodos es ideal y es necesario seguir trabajando para abordar sus deficiencias técnicas. Las baterías de fosfato de hierro y litio representan aproximadamente el 30% del mercado chino de vehículos eléctricos en 2019. Las densidades de energía de estas baterías no son tan altas como las de sus contrapartes NMC, pero están libres de elementos como níquel y cobalto. Probablemente también sea más seguro.
China también es líder mundialer en la ciencia y comercialización de fosfato de hierro y litio, tecnologías de baterías, empresa china, tecnología de amperios contemporánea. Es uno de los líderes de fabricación en esta área. Debería tener sentido que la industria del país también pueda reciclar estas células. Dicho esto, reciclar estas cosas ha resultado ser técnicamente más difícil de lo que se esperaba. Esto se debe en parte a que tienen una mezcla más variada de materiales, lo que requiere un costoso trabajo de pretratamiento adicional, uny luego económicamente litioLas baterías de fosfato de hierro no tienen los mismos metales valiosos que las baterías NMC, sí conocen níquel, cobre o cobalto. Y ha provocado una escasez de inversión en este nicho. Existen algunos experimentos hidrometalúrgicos prometedores que han podido lixiviar hasta el 85% del litio en forma de carbonato de litio.Se especula que costaría unos 650 dólares.procesaruna tonelada de baterías gastadas de fosfato de hierro y litio. Eso incluye el costo de energía y materiales, sin contar el costo de construir elfábrica. La posible recuperación y reventa de litio podría ayudar a que el reciclaje sea más viable desde el punto de vista económico, pero aún no hay consenso sobre esto. ¿Estos métodos aún no se han implementado a escala comercial? El marco de 2018 establece muchas cosas, pero deja algunas cosas que desear. Como todos sabemos en la vida, no todo se arregla en un pequeño y ordenado arco. Aquí faltan algunos agujeros, así que hablemos un poco sobre algunas de las cuestiones políticas que aún están en el aire. El objetivo estadístico principal en las tasas de liberación o recuperación de materia prima. 98% de níquel cobalto, 85% de manganeso para el propio litio y 97% para materiales de tierras raras. Teóricamente, todo esto es posible. Por ejemplo, acabo de hablar de recuperar el 85% o más del litio de las baterías de fosfato de hierro y litio. También mencioné que será difícil alcanzar este máximo teórico debido a las ineficiencias del mundo real y las diferencias sobre el terreno. Recuerde, hay muchas formas de fabricar celdas de batería. Embalado, vendido y usado. No hay nada parecido a la estandarización que vemos con las baterías cilíndricas que se venden en el 711. Al marco político le faltan subsidios concretos y apoyo nacional para que esto se convierta en realidad. Otra gran preocupación es que el marco de política económica not asignar dinero para incentivar la recolección de baterías usadas. Hay algunos programas piloto de recompra administrados por los municipios, pero ninguno a nivel nacional. Esto podría cambiar, tal vez con un gravamen o impuesto, pero ahora mismo los actores del sector privado tienen que financiarlo ellos mismos. Esto es un problema porque hay pocos incentivos económicos para que estos grandes fabricantes de vehículos eléctricos recojan y reciclen sus baterías.
De 2008 a 2015, el coste de fabricación y de la batería de los vehículos eléctricos disminuyó de 1.000 dólares por kilovatio hora a 268. Se espera que esa tendencia continúe en los próximos años. La bajada de costes las hizo aún más accesibles que nunca, pero al mismo tiempo también han bajado el incentivo para recoger y reciclar estas baterías. Y dado que estas baterías también son diferentes entre sí, es difícil ampliar los procesos de pretratamiento y reciclaje de recolección, por lo que toda la empresa resulta ser una pérdida de costos para sus fabricantes. ¿Quiénes ya trabajan con márgenes bastante ajustados para empezar?
De todos modos, los fabricantes de vehículos eléctricos por ley son los primeros en manejar y reciclar sus baterías gastadas y, a pesar del poco atractivo económico de toda la empresa, han sido diligentes al asociarse con grandes empresas para establecer canales oficiales para reciclar una batería. Han surgido algunas grandes empresas de reciclaje. Los ejemplos incluyen el reciclaje de Tyson a Zhejiang Huayou Cobalt. Litio Jiangxi Ganfeng, Hunan Brunp y líder del mercado GEM. Pero a pesar de la existencia de estas grandes empresas autorizadas, la mayor parte del sector del reciclaje chino está formado por pequeños talleres sin licencia. Estos talleres informales no cuentan con las herramientas ni la capacitación adecuada. Básicamente van aUtilizan estas baterías para sus materiales catódicos, las revenden al mejor postor y se deshacen del resto. Obviamente, este es un riesgo enorme para la seguridad y el medio ambiente. Como resultado de este elusión de las reglas y regulaciones, estos talleres pueden pagar más a los propietarios de vehículos eléctricos por sus baterías y, como tales, son preferidos a los canales oficiales, entre comillas. Por lo tanto, la tasa de reciclaje de iones de litio en China sigue siendo bastante baja en 2015: alrededor del 2%. Desde entonces, ha crecido hasta el 10% en 2019. Es mucho más que un palo afilado en el ojo, pero todavía está lejos de ser ideal. Y el marco de 2018 no establece un objetivo sobre las tasas de recogida de baterías. Una omisión curiosa. China ha estado luchando con este problema en otro frente de baterías, la venerable batería de plomo-ácido, esta tecnología de 150 años de antigüedad.Se usa muy comúnmente en China. Proporcionan el poder de las estrellas para sus automóviles y siguen siendo muy populares para las bicicletas eléctricas. Esto a pesar de las recientes regulaciones para fomentar su sustitución por iones de litio. De todos modos, el reciclaje chino de la batería de plomo-ácido está muy por debajo de las expectativas y los puntos de referencia. En 2017, se recicla menos del 30% de los 3,3 millones de toneladas de residuos de baterías de plomo-ácido generados en China. Las razones de este bajo porcentaje de reciclaje son muy similares a las del caso de los iones de litio. Los desguaces informales eluden las normas y reglamentos y, por tanto, pueden permitirse el lujo de pagar mucho más por las baterías de los consumidores. Los romanos dejaron claro que el plomo no es precisamente la sustancia más respetuosa con el medio ambiente que existe. China ha experimentado múltiples incidentes importantes de envenenamiento por plomo en los últimos años como resultado de este manejo inadecuado. Por ello, el gobierno se ha comprometido recientemente a tomar medidas enérgicas contra estos comercios informales, de los cuales se estima que hay más de 200 en todo el país. El objetivo es intentar alcanzar un porcentaje de reciclaje del 40% en 2020 y del 70% en 2025. Teniendo en cuenta que el porcentaje de reciclaje de baterías de plomo-ácido en Estados Unidos ha sido del 99% desde al menos 2014, no debería ser tan difícil.
Teniendo en cuenta los aspectos técnicos y ecológicos.Debido a las dificultades económicas asociadas con el reciclaje de baterías de vehículos eléctricos, la industria ha pensado en formas de hacer un mayor uso de estas cosas antes de enviarlas a la tumba. La opción con mayor potencial sería reutilizarlos en proyectos de redes eléctricas. Después de todo, estas baterías todavía tienen un 80% de capacidad y aún pueden pasar muchos años antes de que finalmente se agoten para siempre. Estados Unidos lidera el camino aquí. Después de haber experimentado con baterías de automóviles usadas para proyectos de almacenamiento de energía estacionario desde 2002, China ha realizado algunos proyectos de demostración interesantes. Uno de los que lleva más tiempo en funcionamiento es el proyecto de energía eólica y solar de Zhangbei en la provincia de Hebei. El proyecto de 1.300 millones de dólares surge de un esfuerzo conjunto de la empresa estatal china State Grid y el fabricante de baterías para vehículos eléctricos BYD, que demostró la viabilidad de utilizar baterías para vehículos eléctricos de Second Life para respaldar y gestionar una red eléctrica. En los últimos años han surgido más proyectos de reciclaje de baterías de vehículos eléctricos en Beijing, Jiangsu y la basura sigue brillando. El gobierno se está centrando mucho en esto, pero creo que, en última instancia, es más lo que previene el problema del reciclaje que lo que lo resuelve. Porque el final inevitable de toda batería es el reciclaje o el vertedero. El gobierno chino ha hecho un trabajo admirable al fomentar la creación de este próspero ecosistema. El país es líder indiscutible en ciertos aspectos de la tecnología de baterías y, además, los gigantes V tienen su sede allí. Tienen la posibilidad de cambiar realmente la curva de las emisiones de los automóviles. Entonces, en cierto modo, este problema del reciclaje es un buen problema. Es una indicación del éxito de China. Pero el problema sigue siendo un problema y la industria ha estado dando largas y estableciendo las redes, regulaciones y tecnologías de reciclaje adecuadas.
El gobierno chino puede recurrir a la política de los Estados Unidos para obtener orientación e incentivar y permitir hábitos adecuados de reciclaje por parte de los consumidores. Y es necesario repartir subsidios a empresas de las industrias de tecnología de pretratamiento y reciclaje, no sólo a las manufactureras. De lo contrario, el uso de energía y el daño ambiental asociados con esta eliminación de baterías superarán cualquier beneficio que obtengamos al cambiar a vehículos eléctricos.
Hora de publicación: 01-ago-2023