China é o mercado de vehículos eléctricos máis grande do mundo con máis de 5,5 millóns vendidos en marzo de 2021. Isto é bo en moitos sentidos. China ten o maior número de coches do mundo e estes están a substituír os gases de efecto invernadoiro nocivos. Pero estas cousas teñen as súas propias preocupacións de sustentabilidade. Hai preocupacións sobre os danos ambientais derivados da extracción de elementos como o litio e o cobalto. Pero outra preocupación que ten que ver é o próximo problema dos residuos. China está empezando a experimentar a vangarda deste problema.
En 2020. 200.000 toneladas de baterías foron desmanteladas e prevese que a cifra escriba 780.000 toneladas para 2025. Mire o inminente problema de residuos de baterías de vehículos eléctricos en China e o que está a facer o mercado de vehículos eléctricos máis grande do mundo.
Case todos os de Chinaos vehículos eléctricos son alimentados por baterías de iones de litio. Son lixeiros, teñen unha alta densidade de enerxía e un ciclo de vida longo, o que os converte na primeira opción para os coches eléctricos. As baterías teñen tres principais ccomponentes e ánodo, un cátodo e un electrólito. Dase, o cátodo é o máis caro e significativo. Distinguimos en gran medida estas baterías en función dos seus barcos gato. NNon hai que mergullarse demasiado nisto, pero a maioría das baterías de vehículos eléctricos de China teñen cátodos feitos de óxidos de litio, níquel, manganeso ou cobalto, que se denominan MCS. Estas baterías son retiradas cando a súa capacidade alcanza preto do 80% correspondente á nosa vida útil duns 8 a 10 anos. Por suposto, isto depende de certos factores como a frecuencia de carga, os hábitos de condución e as condicións da estrada.
Pensei que che gustaría saber. Coa primeira gran onda de vehículos eléctricossaíndo á estrada nalgún momento de 2010 a 2011, a infraestrutura para recoller e procesar estas baterías debería estar pronto lista a finais da década. Ese foi o reto e o calendario co que tivo que facer fronte o goberno chinés. Despois dos Xogos Olímpicos de Pequín, o goberno chinés comezou a promover a fabricación e o uso de vehículos eléctricos para o público en xeral. Neste momento, a única normativa que poñen en marcha son as normas de seguridade da industria. Xa que moitos compoñentes da batería son bastante tóxicos. A principios de 2010 viu unha crecente adopción do vehículo eléctrico e, con iso, a necesidade igualmente crecente dunha forma de xestionar os seus residuos.
En 2012, andavernment publicou por primeira vez unha orientación política para a industria de vehículos eléctricos en xeral, a orientación destacou a necesidade de, entre outrasr cousas, un sistema de reciclaxe de baterías de vehículos eléctricos que funcione. En 2016, varios ministerios uníronse para establecer unha dirección unificada para o problema dos residuos da batería dos vehículos eléctricos. Os fabricantes de vehículos eléctricos serían os encargados de recuperar as baterías dos seus coches. Deben establecer redes de servizo posvenda propias ou confiar en terceiros para recoller os residuos de baterías de vehículos eléctricos.
O goberno chinés tende a declarar primeiro unha política, orientación ou dirección antes de establecer regras máis específicas máis tarde. A declaración de 2016 sinala efectivamente ás compañías de vehículos eléctricos que esperan máis sobre isto nos próximos anos. Así, en 2018, o seguimento do marco político saíu con forza, titulado Medidas provisionais para a xestión da reciclaxe e Utilización de baterías de enerxía dos vehículos de nova enerxía. Pregúntache se lle chamas significado aleiro e tamén híbridos. O órgano de execución sería o Ministerio de Industria e Tecnoloxías da Información ou MIIT.
Prometeuse de voltaen 2016, o marco coloca en gran parte a responsabilidad de entidades privadas como os fabricantes de baterías de vehículos eléctricos e eléctricos que se ocupan deste problema. O goberno vai superarVexa algúns aspectos técnicos do esforzo, pero non o van facer eles mesmos. Este marco constrúese sobre unha política xeral de goberno que adoptaron os chineses. Chamada Responsabilidade ampliada do produtor ou EPR. O concepto espiritual é trasladar a responsabilidade dos gobernos locais e provinciais aos propios produtores.
O goberno chinés adoptou a EPR, que creo que saíu da academia occidental a principios dos anos 2000. Como resposta ás directivas da UE sobre un problema crecente de residuos E, e ten sentido intuitivo se sempre é o goberno quen limpa todos estes residuos E. Nunca se incentivará ás empresas que fabrican o lixo para que as súas cousas sexan máis fáciles de reciclar. Así, no espírito de EPR, todos os fabricantes de baterías de vehículos eléctricos teñen que deseñar baterías que sexan fáciles de desmontar e proporcionar aos seus clientes detalles técnicos ao final da súa vida útil.d os marcadores de vehículos eléctricos á súa vez para configurar e executar as súas propias redes de recollida e reciclaxe de baterías ou subcontratalas a un terceiro. O goberno axudará a establecer normas nacionais para axilizar o proceso. O marco parece bastante agradable na superficie, pero hai algúns inconvenientes moi claros.
Agora que coñecemos o historial e a política, podemos mergullarse en algúns detalles técnicos sobre a reciclaxe da batería dos vehículos eléctricos. As baterías desactivadas entraron no sistema a través de dúas canles desde os coches sometidos a unha substitución de baterías e desde os coches. Ao final da súa vida. Para estes últimos, a batería aínda está dentro do coche e retírase como parte do proceso de desmontaxe ao final da súa vida útil. Este segue a ser un proceso moi manual, especialmente en China. Despois diso hai un paso chamado pretratamento. As pilas da batería teñen que ser retiradas do paquete e abertas, o que supón un desafío xa que non hai un deseño estándar de batería. Polo tanto, hai que facer a man utilizando ferramentas especializadas.
Unha vez retirada a bateríad, que pasa next depende do tipo de batería de iones de litio dentro do coche. Comecemos pola batería NMC, a máis común en China. Catro recicladores de baterías de NMC queren recuperar. Os materiais activos do cátodo. A análise económica de 2019 estima que, a pesar de representar só o 4% do peso das baterías, representan máis do 60% do valor total de recuperación das baterías. As tecnoloxías de reciclaxe de NMC son relativamente maduras. Sony foi pioneiro en 1999. Hai dous métodos tecnolóxicos principais, pirometalúrxico e hidrometalúrxico. Comecemos pola pirometalúrxica. Pyro significa lume. A batería fúndese nunha aliaxe de ferro, cobre, cobalto e níquel.
As cousas boas son entón recuperadas mediante métodos hidrometalúrxicos. Os métodos Pyro queiman. Electrolitos, plásticos e sales de litio. Así que non todo se pode recuperar. Libera gases tóxicos que precisan ser procesados e consume bastante enerxía, pero foi amplamente adoptado pola industria. Os métodos hidrometalúrxicos usan un disolvente acuoso para separar os materiais desexados mediante cobalto do composto. Os disolventes máis utilizados son o ácido sulfúrico e o peróxido de hidróxeno, pero tamén hai moitos outros. Ningún destes métodos é ideal e é necesario traballar máis para resolver as súas deficiencias técnicas. As baterías de fosfato de ferro de litio representan preto do 30% do mercado de vehículos eléctricos chinés a partir de 2019. A densidade de enerxía destas baterías non é tan alta como as súas contrapartes NMC, pero están libres de elementos como níquel e cobalto. Tamén hai probablemente máis seguro.
China tamén é líder mundialer na ciencia e comercialización de fosfato de ferro de litio, tecnoloxías de baterías, empresa chinesa, tecnoloxía de amperes contemporánea. É un dos líderes de fabricación nesta área. Debería ter sentido que a industria do país tamén poida reciclar estas células. Dito isto, reciclar estas cousas resultou técnicamente máis difícil do que se prevía. Isto débese en parte a que teñen unha mestura máis variada de materiais, o que require traballos de pretratamento adicionais e caros.e despois economicamente litioAs baterías de fosfato de ferro non teñen os mesmos metais valiosos que as baterías NMC saben níquel, cobre ou cobalto. E levou a unha escaseza de investimento no nicho. Hai algúns experimentos hidrometalúrxicos prometedores que foron capaces de lixiviar ata o 85% do litio en forma de carbonato de litio.A especulación é que custaría uns 650 dólaresprocesarunha tonelada de baterías de fosfato de ferro de litio gastadas. Isto inclúe o custo de enerxía e material, sen contar o custo da construciónfábrica. A potencial recuperación e revenda de litio podería axudar a facer que a reciclaxe sexa máis factible economicamente, pero o xurado aínda está pendente. Estes métodos aínda teñen que ser implementados a escala comercial? O marco de 2018 expón moito, pero deixa algunhas cousas que desexar. Como todos sabemos na vida, non todo se move nun pequeno arco ordenado. Faltan algúns buratos aquí, así que imos falar un pouco sobre algunhas das cuestións políticas que aínda están no aire. O obxectivo estatístico principal en taxas de liberación ou recuperación de materias primas. 98% de níquel cobalto, manganeso 85% para o propio litio e 97% para materiais de terras raras. En xeral, todo isto é posible. Por exemplo, acabo de falar de recuperar o 85% ou máis do litio das baterías de fosfato de ferro e litio. Tamén mencionei que será difícil acadar este máximo teórico debido ás ineficiencias do mundo real e ás diferenzas sobre o terreo. Lembra que hai moitas formas de facer pilas de batería. Empaquetado, vendido e usado. Non hai nada preto da estandarización que vemos coas baterías cilíndricas vendidas no teu 711. Ao marco de políticas faltan subvencións concretas e apoio nacional para que isto cobre vida real. Outra gran preocupación é o marco da política económica nont destinar cartos a incentivar a recollida de pilas usadas. Hai uns cantos programas piloto de recompra a cargo dos concellos, pero nada a nivel nacional. Isto podería cambiar, quizais cunha taxa ou un imposto, pero agora mesmo os actores do sector privado teñen que financialo eles mesmos. Este é un problema porque hai poucos incentivos económicos para que estes grandes fabricantes de vehículos eléctricos recollan e reciclen as súas baterías.
De 2008 a 2015, o custo de fabricación e da batería do vehículo eléctrico diminuíu de 1000 USD por quilowatt hora a 268. Espérase que esa tendencia continúe nos próximos anos. A baixada de custos fixo aínda máis accesible que nunca, pero ao mesmo tempo tamén baixaron o incentivo para recoller e reciclar estas pilas. E dado que estas baterías tamén son diferentes entre si, é difícil ampliar os procesos de pretratamento e reciclaxe da recollida, polo que toda a empresa resulta ser unha redución de custos para os seus fabricantes. Quen xa traballa con marxes bastante estreitas para comezar?
De todos os xeitos, os fabricantes de vehículos eléctricos por lei son os primeiros en manipular e reciclar as súas vellas baterías gastadas e, a pesar do pouco atractivo económico de toda a empresa, foron dilixentes en asociarse con grandes empresas para establecer canles oficiais para reciclar unha batería. Xurdiron algunhas grandes empresas de reciclaxe. Os exemplos inclúen a reciclaxe de Tyson a Zhejiang Huayou Cobalt. Jiangxi Ganfeng litio, Hunan Brunp e líder do mercado GEM. Pero a pesar da existencia destas grandes empresas con licenza, a maioría do sector da reciclaxe chinés está formado por pequenos talleres sen licenza. Estas tendas informais non teñen as ferramentas ou a formación adecuadas. Eles basicamente van awn nestas baterías para os seus materiais de cátodo, revendéndoas ao mellor postor e botando o resto. Obviamente, este é un risco enorme para a seguridade e o medio ambiente. Como resultado deste descoñecemento das normas e regulamentos, estas tendas de chop poden pagar máis aos propietarios de vehículos eléctricos polas súas baterías e, como tales, prefiren as canles oficiais, citar ou non citar. Así, a taxa de reciclaxe de ións de litio en China segue sendo bastante baixa en 2015. Foi preto do 2%. Desde entón creceu ata o 10% en 2019. Bate un pau afiado no ollo, pero isto aínda está lonxe de ser o ideal. E o marco de 2018 non establece un obxectivo sobre as taxas de recollida de baterías. Unha curiosa omisión. China estivo loitando con este problema noutra fronte da batería, a venerable batería de chumbo-ácido, esta tecnoloxía de 150 anos.úsase moi habitualmente en China. Ofrecen a potencia estrela para os seus automóbiles e aínda son moi populares para as bicicletas eléctricas. Isto é a pesar das recentes normativas para fomentar a súa substitución por iones de litio. De todos os xeitos, a reciclaxe chinesa da batería de chumbo-ácido está moi por debaixo das expectativas e dos puntos de referencia. En 2017, menos do 30% dos 3,3 millóns de toneladas de residuos de baterías de chumbo ácido xerados en China recíclase. Os motivos desta baixa porcentaxe de reciclaxe son moi similares ao caso do ión de litio. As tendas de chuletas informais ignoran as regras e regulamentos e, polo tanto, poden permitirse pagar moito máis polas baterías dos consumidores. Os romanos deixaron claro que o chumbo non é exactamente a substancia máis respectuosa co medio ambiente que existe. China experimentou varios incidentes importantes de intoxicación por chumbo nos últimos anos como resultado desta manipulación inadecuada. Así, o goberno comprometeuse recentemente a reprimir estes comercios informais, dos que se calcula que hai máis de 200 en todo o país. O obxectivo é tentar acadar unha porcentaxe de reciclaxe do 40% en 2020 e do 70% en 2025. Tendo en conta que a porcentaxe de reciclaxe de baterías de chumbo-ácido en América foi do 99% desde polo menos 2014, non debería ser tan difícil.
Considerando o técnico e ecolóxicodificultades económicas asociadas á reciclaxe de baterías de vehículos eléctricos, a industria pensou en formas de facer máis uso destas cousas antes de envialas á súa tumba. A opción de maior potencial sería reutilizalos en proxectos de rede eléctrica. Despois de todo, estas baterías aínda teñen un 80 % de capacidade e aínda poden pasar moitos anos antes de que se agoten definitivamente. Os Estados Unidos lideran o camiño aquí. Tendo experimentado con baterías de automóbiles usadas para proxectos de almacenamento de enerxía estacionaria desde 2002. Pero China fixo algúns proxectos de demostración interesantes. Un dos máis longos en funcionamento é o proxecto de enerxía eólica e solar de Zhangbei na provincia de Hebei. O proxecto de 1.300 millóns de dólares nace dun esforzo conxunto da empresa estatal chinesa State Grid e o fabricante de baterías de vehículos eléctricos BYD, que demostrou a viabilidade de usar baterías de Second Life EV para soportar e xestionar unha rede eléctrica. Nos últimos anos xurdiron máis proxectos de reciclaxe de baterías de vehículos eléctricos en Pequín, Jiangsu, para lixo e brilla. O goberno está poñendo moito foco nisto, pero creo que, en definitiva, prevén máis o problema da reciclaxe que o soluciona. Porque o final inevitable de cada batería é a reciclaxe ou o vertedoiro. O goberno chinés fixo un traballo admirable ao fomentar a creación deste próspero ecosistema. O país é o líder indiscutible en certos aspectos da tecnoloxía de baterías e, entre outros, os xigantes V están baseados alí. Teñen a oportunidade de dobrar realmente a curva das emisións dos automóbiles. Polo tanto, en certo modo, este problema da reciclaxe é un bo problema. É un indicio do éxito de China. Pero o problema segue sendo un problema e a industria foi arrastrando os pés e establecendo as redes, normativas e tecnoloxías de reciclaxe adecuadas.
O goberno chinés pode buscar na política dos Estados Unidos algunha orientación e incentivar e habilitar hábitos de reciclaxe adecuados para os consumidores. E hai que repartir subvencións ás empresas das industrias tecnolóxicas de pretratamento e reciclaxe, non só na fabricación. En caso contrario, o uso de enerxía e os danos ambientais asociados con estas eliminacións de baterías superarán calquera beneficio que obteñamos ao cambiar aos vehículos eléctricos.
Hora de publicación: 01-ago-2023