Kina je najveće svjetsko tržište električnih vozila s više od 5,5 milijuna prodanih od ožujka 2021. To je dobra stvar na mnogo načina. Kina ima najviše automobila na svijetu i oni zamjenjuju štetne stakleničke plinove. Ali te stvari imaju vlastite probleme u pogledu održivosti. Postoji zabrinutost zbog štete za okoliš koja je posljedica ekstrakcije elemenata poput litija i kobalta. Ali još jedna zabrinutost povezana je s nadolazećim problemom otpada. Kina počinje doživljavati vodeću oštricu ovog problema.
U 2020. 200.000 tona baterija je stavljeno izvan pogona, a očekuje se da će brojka iznositi 780.000 tona do 2025. Pogledajte prijeteći kineski problem rasipanja baterija za EV i što najveće svjetsko tržište EV radi po tom pitanju.
Gotovo sve kineskeelektrična vozila pokreću litij-ionske baterije. Oni su lagani, visoke gustoće energije i dugog vijeka trajanja, što ih čini prvim izborom za automobile na električni pogon. Baterije imaju tri glavna ckomponente i anoda, katoda i elektrolit. odse, katoda je najskuplja i značajna. Uvelike razlikujemo ove baterije na temelju njihovih cat čamaca. NNe bih previše ulazio u ovo, ali većina kineskih EV baterija ima katode izrađene od litija, nikla, mangana, kobaltnih oksida, koje se ovdje nazivaju MCS. Ove baterije se povlače kada njihov kapacitet dosegne oko 80%, što odgovara našem životnom vijeku od oko 8 do 10 godina. To, naravno, ovisi o određenim čimbenicima kao što su učestalost punjenja, vozačke navike i uvjeti na cesti.
Mislio sam da bi volio znati. S prvim velikim valom električnih vozilaKrene na cestu negdje od 2010. do 2011., infrastruktura za prikupljanje i obradu ovih baterija trebala bi uskoro biti spremna do kraja desetljeća. To je bio izazov i vremenski raspored s kojim se kineska vlada morala nositi. Nakon Olimpijskih igara u Pekingu, kineska vlada počela je promicati proizvodnju i korištenje električnih vozila široj javnosti. U ovom trenutku jedini propisi kojima se bave su industrijski sigurnosni standardi. Budući da su mnoge komponente baterije prilično otrovne. Početkom 2010. došlo je do sve većeg prihvaćanja električnih vozila, a time i podjednako brzo rastuće potrebe za načinom rješavanja njihovog otpada.
U 2012. government je po prvi put objavio smjernice politike za cjelokupnu industriju električnih vozila, smjernice su naglasile potrebu za, između ostalog,r stvari, funkcionalni sustav recikliranja baterija za EV. Godine 2016. nekoliko se ministarstava udružilo kako bi uspostavilo jedinstveni smjer za problem otpadnih baterija električnih vozila. Proizvođači električnih vozila bili bi odgovorni za oporavak baterija svojih automobila. Moraju uspostaviti vlastitu mrežu postprodajnih usluga ili povjeriti trećoj strani prikupljanje istrošenih EV baterija.
Kineska vlada ima tendenciju prvo objaviti politiku, smjernice ili smjernice prije nego što kasnije postavi konkretnija pravila. Deklaracija iz 2016. učinkovito signalizira tvrtkama za električna vozila da očekuju više o tome u nadolazećim godinama. Kao takav, u 2018. godini žustro je izašao nastavak političkog okvira, pod nazivom privremene mjere za upravljanje recikliranjem i iskorištavanjem baterija novih energetskih vozila. Pitate se nazivate li značenje strehe i hibride. Tijelo za provedbu bilo bi Ministarstvo industrije i informacijske tehnologije ili MIIT.
Obećano je natragu 2016., okvir uvelike stavlja teret na privatne subjekte kao što su EV i proizvođači EV baterija koji se bave ovim problemom. Vlada će ovećivide neke tehničke aspekte pothvata, ali oni to neće učiniti sami. Ovaj okvir je izgrađen na vrhu opće politike upravljanja koju su Kinezi usvojili. Zove se proširena odgovornost proizvođača ili EPR. Duhovni koncept je prebaciti odgovornost uzvodno s lokalnih i pokrajinskih vlasti na same proizvođače.
Kineska vlada prihvatila je EPR, za koji vjerujem da je proizašao iz zapadne akademije ranih 2000-ih. Kao odgovor na direktive EU-a u vezi s rastućim problemom E-otpada, i intuitivno ima smisla ako je vlada uvijek ta koja čisti sav ovaj E-otpad. Tvrtke koje proizvode taj otpad nikada neće biti potaknute da svoje stvari lakše recikliraju. Stoga, u duhu EPR-a, svi proizvođači baterija za električna vozila moraju dizajnirati baterije koje je lako rastaviti i pružiti svojim kupcima tehničke podatke o kraju životnog vijeka – Oznake za električna vozila id markeri električnih vozila zauzvrat ili da uspostave i vode vlastite mreže za prikupljanje i recikliranje baterija ili da ih povjere trećoj strani. Vlada će pomoći uspostaviti nacionalne standarde kako bi se pojednostavio proces. Okvir se čini prilično lijep na površini, ali postoje neki vrlo jasni nedostaci.
Sada kada znamo povijest i politiku, možemo se upustiti u nekoliko tehničkih detalja o recikliranju baterija za EV. Istrošene baterije ušle su u sustav kroz dva kanala iz automobila na kojima se mijenja baterija i iz automobila. Na kraju njihova života. Za potonje, baterija je još uvijek unutar automobila i uklanja se kao dio procesa rastavljanja na kraju životnog vijeka. To je i dalje vrlo ručni proces, posebno u Kini. Nakon toga slijedi korak koji se naziva predobrada. Baterijske ćelije moraju se izvući iz pakiranja i otvoriti, što je izazov jer ne postoji standardni dizajn paketa baterija. Stoga se to mora učiniti ručno pomoću specijaliziranih alata.
Nakon što je baterija uklonjenad, što se događa next ovisi o vrsti litij-ionske baterije u automobilu. Počnimo s NMC baterijom, najčešćom u Kini. Četiri tvrtke za recikliranje NMC baterija žele se oporaviti. Katodni aktivni materijali. Ekonomska analiza iz 2019. procjenjuje da, unatoč tome što čine samo 4% težine baterija, one čine više od 60% ukupne ponovljene vrijednosti baterija. NMC tehnologije recikliranja su relativno zrele. Sony je bio pionir 1999. Postoje dvije glavne tehnološke metode, pirometalurška i hidrometalurška. Počnimo s Pyro metalurgijom. Pyro znači vatra. Baterija je pretopljena u leguru željeza, bakra, kobalta i nikla.
Dobre stvari se zatim izvlače hidrometalurškim metodama. Piro metode izgaraju. Elektroliti, plastika i litijeve soli. Dakle, ne može se sve vratiti. Oslobađa otrovne plinove koje je potrebno preraditi i prilično je energetski intenzivan, ali ga je industrija široko usvojila. Hidrometalurške metode koriste vodeno otapalo za odvajanje željenih materijala pomoću kobalta iz spoja. Najčešće korištena otapala su sumporna kiselina i vodikov peroksid, ali postoje i mnoga druga. Nijedna od ovih metoda nije idealna i potreban je daljnji rad na rješavanju njihovih tehničkih nedostataka. Litij željezo fosfatne baterije čine oko 30% kineskog tržišta električnih vozila od 2019. Gustoće energije ovih baterija nisu tako visoke kao njihove NMC analogne baterije, ali ne sadrže elemente poput nikla i kobalta. Tamo je vjerojatno i sigurnije.
Kina je također vodeća u svijetuer u znanosti i komercijalizaciji litij željezo fosfata, baterijske tehnologije, kineska tvrtka, suvremena amper tehnologija. Jedan je od vodećih u proizvodnji na ovom području. Trebalo bi imati smisla da i industrija u zemlji može reciklirati te ćelije. Uz to, pokazalo se da je recikliranje ovih stvari tehnički teže nego što se očekivalo. To je djelomično zbog toga što imaju raznovrsniju mješavinu materijala, što zahtijeva dodatne skupe radove predobrade,nd zatim ekonomično litijželjezo-fosfatne baterije nemaju iste vrijedne metale kao što NMC baterije poznaju nikal, bakar ili kobalt. I to je dovelo do nedostatka ulaganja u nišu. Postoje neki obećavajući hidrometalurški eksperimenti koji su uspjeli isprati do 85% litija u obliku litijeva karbonata.Nagađa se da bi koštao oko 650 dolaraobradititona istrošenih litij željezo fosfatnih baterija. To uključuje troškove energije i materijala, ne računajući troškove izgradnjetvornica. Potencijalni oporavak i preprodaja litija mogli bi pomoći da se recikliranje učini ekonomski izvedivim, ali porota još uvijek nije u vezi s tim. Jesu li ove metode tek trebale biti implementirane u komercijalnoj mjeri? Okvir za 2018. postavlja mnogo toga, ali ostavlja nekoliko stvari za poželjeti. Kao što svi znamo u životu, ne može se sve posložiti u lijepoj maloj mašni. Ovdje nedostaje nekoliko rupa, pa popričajmo malo o nekim političkim pitanjima koja su još uvijek u zraku. Glavni statistički cilj pri otpuštanju ili stopama povrata sirovog materijala. 98% nikla i kobalta, mangan 85% za sam litij i 97% za materijale rijetke zemlje. Teoretski, sve je to moguće. Na primjer, upravo sam govorio o obnavljanju 85% ili više litija iz litij željezo fosfatnih baterija. Također sam spomenuo da će biti teško postići ovaj teoretski maksimum zbog neučinkovitosti u stvarnom svijetu i razlika na terenu. Zapamtite, postoji mnogo načina na koje se mogu izraditi baterije. Zapakiran, prodan i korišten. Nema ni blizu standardizacije koju vidimo s cilindričnim baterijama koje se prodaju u vašem 711. Političkom okviru nedostaju konkretne subvencije i nacionalna potpora kako bi ovo zaživjelo. Još jedna velika zabrinutost je što okvir ekonomske politike ne funkcionirat izdvojiti novac za poticanje prikupljanja istrošenih baterija. Postoji nekoliko pilot programa otkupa koje vode općine, ali ništa na nacionalnoj razini. To bi se moglo promijeniti, možda s nametom ili porezom, ali sada igrači iz privatnog sektora to moraju sami financirati. To je problem jer postoji malo ekonomskih poticaja za te velike proizvođače električnih vozila da prikupljaju i recikliraju svoje baterije.
Od 2008. do 2015. cijena proizvodnje i baterije za EV pala je s 1000 USD po kilovatsatu na 268 USD. Očekuje se da će se taj trend nastaviti tijekom sljedećih nekoliko godina. Pad troškova učinio ih je još dostupnijima nego ikad, ali u isto vrijeme smanjio je i poticaj za prikupljanje i recikliranje ovih baterija. A budući da se te baterije također razlikuju jedna od druge, teško je povećati procese prikupljanja, predtretmana i recikliranja, pa se cijeli pothvat ispostavlja kao trošak za njihove proizvođače. Tko već radi s prilično malim maržama za početak?
Bez obzira na to, proizvođači električnih vozila po zakonu su prvi na redu za rukovanje i recikliranje svojih starih istrošenih baterija, a unatoč ekonomskoj neprivlačnosti cijelog pothvata, marljivo su surađivali s velikim tvrtkama kako bi uspostavili službene kanale za recikliranje baterija. Nastalo je nekoliko velikih tvrtki za recikliranje. Primjeri uključuju recikliranje Tysona u Zhejiang Huayou Cobalt. Jiangxi Ganfeng litij, Hunan Brunp i tržišni lider GEM. No unatoč postojanju ovih licenciranih velikih tvrtki, većinu kineskog sektora recikliranja čine male, nelicencirane radionice. Ove neformalne trgovine nemaju odgovarajuće alate niti obuku. Oni u osnovi idu nawn na ovim baterijama za njihove katodne materijale, preprodavajući ih najboljem ponuditelju i bacajući ostatak. Očito, ovo je veliki sigurnosni i ekološki rizik. Kao rezultat ovog zaobilaženja pravila i propisa, ove prodavaonice mogu vlasnicima električnih vozila platiti više za njihove baterije i kao takve imaju prednost u odnosu na službene kanale, citiram, ne citiram. Stoga je stopa recikliranja litij-iona u Kini i dalje prilično niska u 2015. Bila je oko 2%. Od tada je narastao na 10% u 2019. Pobjeđuje oštar štap u oko, ali to je još uvijek daleko od idealnog. A okvir za 2018. ne postavlja cilj stope prikupljanja baterija. Zanimljiv propust. Kina se bori s ovim problemom na drugom frontu baterija, slavnoj olovnoj bateriji, ovoj 150 godina staroj tehnologijise vrlo često koristi u Kini. Oni pružaju snagu zvijezda za svoje automobile i još uvijek su vrlo popularni za E bicikle. To je unatoč nedavnim propisima koji potiču njihovu zamjenu litij-ionskim. U svakom slučaju, kinesko recikliranje olovnih baterija daleko je ispod očekivanja i mjerila. U 2017. reciklira se manje od 30% od 3,3 milijuna tona otpada od olovnih baterija proizvedenog u Kini. Razlozi za ovaj nizak postotak recikliranja vrlo su slični slučaju s litij ionima. Neformalne prodavaonice hrane zaobilaze pravila i propise i stoga si mogu priuštiti puno više plaćanja potrošačkih baterija. Rimljani su jasno rekli da olovo nije baš ekološki najprihvatljivija tvar koja postoji. Kina je doživjela više velikih incidenata trovanja olovom posljednjih godina kao rezultat ovog nepravilnog rukovanja. Stoga je vlada nedavno obećala da će razbiti ove neformalne trgovine, kojih se procjenjuje da ih ima više od 200 diljem zemlje. Cilj je pokušati postići postotak recikliranja od 40% 2020. i 70% 2025. Uzimajući u obzir da je postotak recikliranja olovnih baterija u Americi bio 99% od najmanje 2014., to ne bi trebalo biti tako teško.
S obzirom na tehničke i ekoNomičke poteškoće povezane s recikliranjem baterija za EV, industrija je razmišljala o načinima kako bolje iskoristiti te stvari prije nego što ih pošalje u grob. Najveća potencijalna opcija bila bi njihova ponovna uporaba u projektima električne mreže. Ove baterije ipak imaju 80% kapaciteta i još uvijek mogu proći mnogo godina prije nego što se konačno zauvijek isprazne. Sjedinjene Države ovdje prednjače. Nakon eksperimentiranja s rabljenim automobilskim baterijama za projekte stacionarnog skladištenja energije od 2002. Ali Kina je napravila neke zanimljive demonstracijske projekte. Jedan od najdužih operativnih je Zhangbei projekt energije vjetra i sunca u pokrajini Hebei. Projekt vrijedan 1,3 milijarde dolara proizlazi iz zajedničkog napora kineskog državnog poduzeća State Grid i proizvođača EV baterija BYD, koji je pokazao izvedivost korištenja baterija Second Life EV za podršku i upravljanje električnom mrežom. Posljednjih godina pojavilo se više projekata recikliranja baterija za električna vozila u Pekingu, Jiangsuu u smeću i to blista. Vlada stavlja veliki fokus na ovo, ali mislim da u konačnici više sprječava problem recikliranja nego ga rješava. Jer neizbježan kraj svake baterije je ili recikliranje ili odlaganje. Kineska vlada obavila je posao vrijedan divljenja u poticanju stvaranja ovog uspješnog ekosustava. Zemlja je neupitni lider u određenim aspektima tehnologije baterija, a posebno se tamo nalaze V divovi. Imaju priliku stvarno savijati krivulju emisija iz automobila. Dakle, na neki način, ovo pitanje recikliranja je lijep problem. To je pokazatelj uspjeha Kine. Ali problem je još uvijek problem i industrija je odugovlačila s uspostavljanjem odgovarajućih mreža za recikliranje, propisa i tehnologija.
Kineska vlada može se osvrnuti na politiku Sjedinjenih Država za neke smjernice i poticaje te omogućiti ispravne navike recikliranja potrošača. Subvencije se moraju dodijeliti poduzećima u industriji tehnologije predobrade i recikliranja, a ne samo u proizvodnji. Inače će potrošnja energije i šteta za okoliš povezana s ovim odlaganjem baterija nadmašiti sve koristi koje imamo od prelaska na EV.
Vrijeme objave: 1. kolovoza 2023