כמה גדול השוק בסין למיחזור סוללות EV

סין היא שוק החשמל הגדול בעולם עם למעלה מ-5.5 מיליון שנמכרו נכון למרץ 2021. זה דבר טוב במובנים רבים. בסין יש הכי הרבה מכוניות בעולם ואלה מחליפות גזי חממה מזיקים. אבל לדברים האלה יש דאגות קיימות משלהם. יש את החששות לגבי נזק סביבתי הנובע ממיצוי אלמנטים כמו ליתיום וקובלט. אבל דאגה נוספת קשורה לבעיית הפסולת הקרובה. סין מתחילה לחוות את הקצה המוביל של בעיה זו.

בשנת 2020. 200,000 טון של סוללות הוצאו משימוש והנתון צפוי לכתוב 780,000 טון עד 2025. תראו את בעיית בזבוז סוללות EV הממשמשת בסין ומה שוק ה-EV הגדול בעולם עושה בקשר לזה.

כמעט כל סיןכלי רכב חשמליים מופעלים על ידי סוללות ליתיום יון. הם קלים, צפיפות אנרגיה גבוהה וחיי מחזור ארוכים, הופכים אותם לבחירה הראשונה עבור מכוניות מונעות חשמליות. לסוללות יש שלושה c עיקרייםרכיבים ואנודה, קתודה ואלקטרוליט. שלse, הקתודה היא היקרה והמשמעותית ביותר. אנו מבחינים במידה רבה בין הסוללות הללו על סמך סירות החתולים שלהן. נלא לצלול לעומק זה, אבל לרוב סוללות ה-EV של סין יש קתודות העשויות מליתיום, ניקל, מנגן, תחמוצות קובלט, המכונה בזאת MCS. סוללות אלו יוצאות משימוש כאשר הקיבולת שלהן מגיעה לכ-80% המקבילה לחיי השירות שלנו של כ-8 עד 10 שנים. זה כמובן תלוי בגורמים מסוימים כמו תדירות הטעינה, הרגלי נהיגה ותנאי הדרך.

חשבתי שתרצה לדעת. עם הגל הגדול הראשון של EVsכשיצא לדרך מתישהו ב-2010 עד 2011, התשתית לאיסוף ועיבוד הסוללות הללו תצטרך להיות מוכנה בקרוב עד סוף העשור. זה היה האתגר וציר הזמן שאיתם נאלצה ממשלת סין להתמודד. לאחר אולימפיאדת בייג'ינג, ממשלת סין החלה לקדם את הייצור והשימוש ברכבי EV לציבור הרחב. בשלב זה, התקנות היחידות שהוציאו עסקו הן תקני הבטיחות בתעשייה. מכיוון שרכיבי סוללה רבים הם רעילים למדי. בתחילת 2010 נרשמה קליטה הולכת וגוברת של הרכב החשמלי ויחד עם זה גם הצורך שגדל במהירות בדרך להתמודד עם הפסולת שלהם.

בשנת 2012, ללכתvernment פרסמה לראשונה הנחיית מדיניות לתעשיית ה-EV הכוללת בה, ההנחיות הדגישו את הצורך, בין השארr things, מערכת מחזור סוללות EV עובדת. בשנת 2016, כמה משרדים חברו יחד כדי לקבוע כיוון אחיד לבעיית הפסולת של סוללת EV. יצרני EV יהיו אחראים לשחזור הסוללות של המכונית שלהם. עליהם להקים רשתות שירות לאחר מכירה משלהם או לסמוך על הצד השלישי שיאסוף סוללות EV פסולת.

לממשלה הסינית יש נטייה להכריז תחילה על מדיניות, הנחיה או הנחיות לפני שתקבע כללים ספציפיים יותר בהמשך. הצהרת 2016 מאותתת למעשה לחברות EV לצפות ליותר בנושא בשנים הקרובות. ככזה, בשנת 2018, יצא בזריזות מעקב מסגרת המדיניות, שכותרתו צעדי הביניים לניהול המיחזור וניצול סוללות החשמל של רכבי אנרגיה חדשים. אתה תוהה אם אתה קורא למשמעות מרזבים וגם כלאיים. גוף האכיפה יהיה משרד התעשייה וטכנולוגיית המידע או MIIT.

זה הבטיח בחזרהבשנת 2016, המסגרת מטילה במידה רבה את הנטל על גופים פרטיים כמו יצרני סוללות EV ו-EV שעוסקים בבעיה זו. הממשלה תתנגדראה כמה היבטים טכניים של המאמץ, אבל הם לא מתכוונים לעשות זאת בעצמם. מסגרת זו בנויה על גבי מדיניות ממשל כללית שהסינים אימצו. נקרא אחריות יצרן מורחבת או EPR. התפיסה הרוחנית היא להעביר אחריות במעלה הזרם מהממשלות המקומיות והמחוזיות אל היצרנים עצמם.

ממשלת סין אימצה EPR, שלדעתי יצא מהאקדמיה המערבית בתחילת שנות ה-2000. כתגובה להנחיות האיחוד האירופי בנוגע לבעיית פסולת E הולכת וגוברת, וזה הגיוני אינטואיטיבי אם הממשלה היא תמיד זו שמנקה את כל הפסולת ה-E הזו. החברות שגורמות לכך שהפסולת לעולם לא תתמרץ להפוך את הדברים שלהן לקלים יותר למיחזור. לפיכך, ברוח ה-EPR, כל יצרני סוללות ה-EV צריכים לעצב סוללות שקל לפרק ולספק פרטים טכניים, סוף החיים ללקוחותיהם - הסמנים EVד סמני EV בתורם כדי להקים ולהפעיל רשתות משלהם לאיסוף סוללות ומיחזור או למיקור חוץ לצד שלישי. הממשלה תסייע בהקמת סטנדרטים לאומיים כדי לייעל את התהליך. המסגרת נראית די נחמדה על פני השטח, אבל יש כמה חסרונות ברורים מאוד.

כעת, כשאנחנו מכירים את ההיסטוריה והמדיניות, נוכל לצלול לכמה פרטים טכניים על מיחזור סוללות EV. סוללות שהוצאו משימוש נכנסו למערכת בשני ערוצים ממכוניות שעברו החלפת מצבר וממכוניות. בסוף חייהם. עבור האחרונים, המצבר עדיין בתוך המכונית ומוסר כחלק מתהליך פירוק סוף החיים. זה נשאר תהליך מאוד ידני, במיוחד בסין. אחרי זה שלב שנקרא טיפול מקדים. יש לשלוף את תאי הסוללה מהאריזה ולפתוח, וזה אתגר מכיוון שאין עיצוב סטנדרטי של ערכת סוללות. לכן זה צריך להיעשות ביד באמצעות כלים מיוחדים.

לאחר שהסוללה תוסרד, מה קורה לאxt תלוי בסוג סוללת הליתיום-יון בתוך המכונית. נתחיל עם סוללת NMC, הנפוצה ביותר בסין. ארבעה ממחזרי סוללות NMC רוצים לשחזר. החומרים הפעילים הקתודה. ניתוח כלכלי של 2019 מעריך שלמרות שהן מהוות רק 4% ממשקל הסוללות, הן מהוות למעלה מ-60% מערך ההצלה הכולל של הסוללות. טכנולוגיות המיחזור של NMC בוגרות יחסית. סוני הייתה חלוצה בשנת 1999. ישנן שתי שיטות טכנולוגיות מרכזיות, Pyro metallurgical ו-hydro metallurgical. נתחיל עם Pyro metallurgical. פירו פירושו אש. הסוללה מותכת לסגסוגת של ברזל, נחושת, קובלט וניקל.

לאחר מכן מוצאים את החומר הטוב בשיטות הידרו מתכות. שיטות Pyro נשרפות. אלקטרוליטים, פלסטיק ומלחי ליתיום. אז לא הכל ניתן לשחזר. הוא משחרר גזים רעילים שצריך לעבד, והוא די עתיר אנרגיה, אבל הוא אומץ באופן נרחב על ידי התעשייה. שיטות הידרו מתכות משתמשות בממס מימי כדי להפריד את החומרים הרצויים על ידי קובלט מהתרכובת. הממיסים הנפוצים ביותר הם חומצה גופרתית ומי חמצן, אך ישנם גם רבים אחרים. אף אחת מהשיטות הללו אינה אידיאלית ונדרשת עבודה נוספת כדי לטפל בחסרונות הטכניים שלהן. סוללות ליתיום ברזל פוספט מהוות כ-30% משוק החשמל הסיני נכון לשנת 2019. צפיפות האנרגיה של סוללות אלו אינן גבוהות כמו מקבילותיהן ל-NMC, אך הן נקיות מאלמנטים כמו ניקל וקובלט. שם גם כנראה בטוח יותר.

סין היא גם המובילה בעולםבמדע ובמסחור של ליתיום ברזל פוספט, טכנולוגיות סוללות, חברה סינית, טכנולוגיית אמפר עכשווית. הוא אחד ממובילי הייצור בתחום זה. זה צריך להיות הגיוני שגם התעשייה במדינה תוכל למחזר את התאים האלה. עם זאת, מיחזור הדברים הללו התברר כקשה יותר מבחינה טכנית ממה שצפוי לרעה. זה נובע בין היתר מכך שיש להם תמהיל מגוון יותר של חומרים, מה שמצריך עבודות טיפול מקדים יקרות נוספות,ואז ליתיום מבחינה כלכליתסוללות ברזל פוספט אינן מכילות את אותן מתכות יקרות ערך כמו שסוללות NMC מכירות ניקל, נחושת או קובלט. וזה הוביל למחסור בהשקעה בנישה. ישנם כמה ניסויים הידרו מתכתיים מבטיחים שהצליחו לשטוף עד 85% מהליתיום בצורה של ליתיום קרבונט.ההשערות הן שזה יעלה כ-650 דולרלעבדטון של סוללות ליתיום ברזל פוספט מבוזבזות. זה כולל עלות אנרגיה וחומר, לא סופר את העלות של בנייתמִפְעָל. השחזור הפוטנציאלי והמכירה החוזרת של ליתיום יכולים לעזור להפוך את המיחזור למשתלם יותר מבחינה כלכלית, אבל חבר המושבעים עדיין לא בעניין. האם שיטות אלו טרם יושמו בקנה מידה מסחרי? המסגרת של 2018 מתארת ​​הרבה, אבל היא משאירה כמה דברים לרצוי. כפי שכולנו יודעים בחיים, לא הכל מסתדר בקשת קטנה ומסודרת. יש כאן כמה חורים חסרים, אז בואו נדבר קצת על כמה משאלות המדיניות שעדיין באוויר. היעד הסטטיסטי הראשי בשחרור או שיעורי שחזור חומרי גלם. 98% מניקל קובלט, מנגן 85% לליתיום עצמו ו-97% לחומרי אדמה נדירים. מבחינה אורטית, זה הכל אפשרי. למשל, בדיוק דיברתי על שחזור 85% או יותר מהליתיום מסוללות ליתיום ברזל פוספט. ציינתי גם שיהיה קשה להשיג את המקסימום התיאורטי הזה בגלל חוסר יעילות והבדלים בעולם האמיתי. זכור, ישנן דרכים רבות שבהן ניתן ליצור תאי סוללה. ארוז, נמכר והשתמש. אין קרוב לסטנדרטיזציה שאנו רואים עם סוללות גליליות הנמכרות ב-711 שלך. למסגרת המדיניות חסרות סובסידיות קונקרטיות ותמיכה לאומית כדי לגרום לזה להתגשם. דאגה גדולה נוספת היא שמסגרת המדיניות הכלכלית אינה עושה זאתלא להקצות כסף כדי לתמרץ איסוף של סוללות משומשות. ישנן כמה תוכניות פיילוט לרכישה חוזרת המופעלות על ידי העיריות, אבל שום דבר ברמה הלאומית. זה יכול להשתנות, אולי עם היטל או מס, אבל כרגע השחקנים במגזר הפרטי צריכים לממן את זה בעצמם. זו בעיה מכיוון שיש תמריץ כלכלי מועט ליצרני EV הגדולים הללו לאסוף ולמחזר את הסוללות שלהם.

משנת 2008 עד 2015, עלות הייצור וסוללת EV ירדו מ-1000 דולר לקילו-וואט שעה ל-268. מגמה זו צפויה להימשך במהלך השנים הקרובות. הירידה בעלויות הפכה לנגישה אפילו יותר מאי פעם, אך במקביל הן גם הורידו את התמריץ לאסוף ולמחזר את הסוללות הללו. ומכיוון שגם הסוללות הללו שונות זו מזו, קשה להגדיל את תהליכי הטיפול המקדים והמיחזור באיסוף, כך שכל המיזם מתברר כגזול עלויות על היצרנים שלהן. מי כבר עובד בשוליים די הדוקים מלכתחילה?

בלי קשר, על פי חוק יצרני EV הם הראשונים בתור לטפל ולמחזר את הסוללות הישנות שלהם, ולמרות חוסר האטרקטיביות הכלכלית של המיזם כולו, הם שקדו בשיתוף פעולה עם חברות גדולות כדי להקים ערוצים רשמיים למיחזור סוללה. כמה חברות מיחזור גדולות צצו. דוגמאות כוללות מיחזור טייסון ל-Zhejiang Huayou Cobalt. Jiangxi Ganfeng ליתיום, Hunan Brunp ומובילת השוק GEM. אך למרות קיומן של חברות גדולות מורשות אלו, רוב מגזר המיחזור הסיני מורכב מסדנאות קטנות ללא רישיון. לחנויות הבלתי פורמליות הללו אין את הכלים או ההכשרה המתאימים. הם בעצם הולכים להשתמשו בסוללות האלה על חומרי הקתודה שלהן, מוכרים אותן מחדש להצעה הגבוהה ביותר והשליך את השאר. ברור שזהו סיכון בטיחותי וסביבתי מסיבי. כתוצאה מהעקיפה הזו של חוקים ותקנות, חנויות התוספות הללו יכולות לשלם לבעלי רכבי רכב יותר עבור הסוללות שלהם, וככאלה הן מועדפות על פני ערוצים רשמיים, ציטוט או ביטול ציטוט. לפיכך, שיעור מיחזור הליתיום-יון בסין נותר נמוך למדי בשנת 2015. הוא עמד על כ-2%. מאז הוא גדל ל-10% בשנת 2019. הוא דופק מקל חד בעין, אבל זה עדיין רחוק מלהיות אידיאלי. והמסגרת של 2018 אינה קובעת יעד על שיעורי איסוף הסוללות. מחדל מוזר. סין נאבקת בבעיה זו בחזית סוללה אחרת, סוללת חומצת העופרת המכובדת, הטכנולוגיה הזו בת 150 שנהנמצא בשימוש נפוץ מאוד בסין. הם מספקים את כוח הכוכב עבור המכוניות שלהם ועדיין פופולריים מאוד עבור אופניים חשמליים. זאת למרות התקנות האחרונות לעידוד החלפתן בליתיום יון. בכל מקרה, המיחזור הסיני של סוללת חומצת העופרת נופל בהרבה מהציפיות והאמות מידה. בשנת 2017, פחות מ-30% מ-3.3 מיליון טון פסולת סוללות עופרת שנוצרו בסין ממוחזרים. הסיבות לאחוז המיחזור הנמוך הזה דומות מאוד למקרה של ליתיום יון. חנויות צ'ופרים לא רשמיות עוקפות את הכללים והתקנות ולכן יכולות להרשות לעצמן לשלם הרבה יותר עבור סוללות לצרכנים. הרומאים הבהירו שעופרת היא לא בדיוק החומר הידידותי ביותר לסביבה. סין חוותה מספר תקריות הרעלת עופרת מרובות בשנים האחרונות כתוצאה מטיפול לא נכון זה. לפיכך, הממשלה התחייבה לאחרונה לפצח את החנויות הבלתי פורמליות הללו, שלפי ההערכות ישנן למעלה מ-200 ברחבי הארץ. המטרה היא לנסות להגיע לאחוז מיחזור של 40% ב-2020 ו-70% ב-2025. בהתחשב בכך שאחוז המיחזור של סוללות עופרת באמריקה עומד על 99% לפחות מאז 2014, זה לא אמור להיות כל כך קשה.

בהתחשב בעניין הטכני והאקולוגיקשיים נומיים הקשורים למיחזור סוללות EV, התעשייה חשבה על דרכים לעשות יותר שימוש בדברים האלה לפני שליחתם לקברם. האפשרות הפוטנציאלית הגבוהה ביותר תהיה לעשות בהם שימוש חוזר בפרויקטים של רשת חשמל. לסוללות האלה יש עדיין קיבולת של 80%, ועדיין יכולות לעבור משנים רבות לפני שהן יסגרו סופית. ארצות הברית מובילה כאן. לאחר ניסויים עם סוללות מכוניות משומשות לפרויקטים נייחים של אחסון אנרגיה מאז 2002. אבל סין עשתה כמה פרויקטים מעניינים להדגמה. אחד הפעילים הארוכים ביותר הוא פרויקט הרוח והאנרגיה הסולארית של ז'אנגביי במחוז הביי. הפרויקט בשווי 1.3 מיליארד דולר נובע ממאמץ משותף של הארגון State Grid בבעלות המדינה הסינית ויצרנית סוללות EV BYD, והוכיח את ההיתכנות של שימוש בסוללות Second Life EV כדי לתמוך ולנהל רשת חשמל. פרויקטים נוספים של מיחזור סוללות EV עלו בשנים האחרונות בבייג'ינג, ג'יאנגסו לזבל וזה זורח. הממשלה שמה הרבה דגש על זה, אבל אני חושב שבסופו של דבר זה מונע יותר את בעיית המיחזור שפותרת אותה. כי הסוף הבלתי נמנע של כל סוללה הוא מיחזור או המזבלה. ממשלת סין עשתה עבודה ראויה להערצה בעידוד יצירת המערכת האקולוגית המשגשגת הזו. המדינה היא המובילה הבלתי מעורערת בהיבטים מסוימים של טכנולוגיית הסוללה, ולחוד, ענקיות V מבוססות שם. יש להם הזדמנות באמת לכופף את העקומה בפליטות מכוניות. אז במובן מסוים, נושא המיחזור הזה הוא בעיה נחמדה שיש. זה אינדיקציה להצלחה בסין. אבל הבעיה היא עדיין בעיה והתעשייה גוררת רגליים ומקימה את רשתות המיחזור, הרגולציות והטכנולוגיות המתאימות.

ממשלת סין יכולה להסתכל על מדיניות ארצות הברית כדי לקבל הנחיות ותמריץ ולאפשר הרגלי מיחזור נכונים לצרכן. ויש לחלק סובסידיות למפעלים בתעשיות טכנולוגיות טיפול מקדים ומיחזור, לא רק בייצור. אחרת, צריכת האנרגיה והנזק הסביבתי הקשור לסילוק הסוללות הללו יעלו על התועלת שנפיק מהמעבר ל-EV.