Chiny to największy na świecie rynek pojazdów elektrycznych. Według stanu na marzec 2021 r. sprzedano ponad 5,5 miliona pojazdów. Jest to pod wieloma względami korzystne. W Chinach jest najwięcej samochodów na świecie, które zastępują szkodliwe gazy cieplarniane. Ale te rzeczy mają swoje własne obawy dotyczące zrównoważonego rozwoju. Istnieją obawy dotyczące szkód dla środowiska wynikających z wydobycia pierwiastków takich jak lit i kobalt. Kolejnym problemem jest jednak nadchodzący problem odpadów. Chiny zaczynają doświadczać wiodącej pozycji w tym problemie.
W 2020 r. wycofano z eksploatacji 200 000 ton akumulatorów, a szacuje się, że do 2025 r. liczba ta wyniesie 780 000 ton. Spójrz na zbliżający się problem marnowania akumulatorów w pojazdach elektrycznych w Chinach i co robi w tej sprawie największy na świecie rynek pojazdów elektrycznych.
Prawie całe Chinypojazdy elektryczne zasilane są akumulatorami litowo-jonowymi. Są lekkie, mają wysoką gęstość energii i długą żywotność, co czyni je pierwszym wyborem w przypadku samochodów napędzanych elektrycznie. Baterie mają trzy główne cskładniki i anoda, katoda i elektrolit. zse, katoda jest najdroższa i najbardziej znacząca. W dużej mierze rozróżniamy te akumulatory na podstawie ich łodzi dla kotów. NNie chcę się w to zbytnio zagłębiać, ale większość chińskich akumulatorów EV ma katody wykonane z tlenków litu, niklu, manganu i kobaltu, zwane tutaj MCS. Baterie te są wycofywane, gdy ich pojemność osiągnie około 80%, co odpowiada naszemu okresowi użytkowania wynoszącemu około 8 do 10 lat. Zależy to oczywiście od pewnych czynników, takich jak częstotliwość ładowania, nawyki jazdy i warunki drogowe.
Pomyślałem, że chciałbyś wiedzieć. Wraz z pierwszą dużą falą pojazdów elektrycznychakumulatory wystartują gdzieś w latach 2010–2011, infrastruktura do zbierania i przetwarzania tych akumulatorów będzie musiała wkrótce być gotowa do końca dekady. Z takim wyzwaniem i harmonogramem musiał się uporać chiński rząd. Po igrzyskach olimpijskich w Pekinie rząd chiński zaczął promować wśród ogółu społeczeństwa produkcję i użytkowanie pojazdów elektrycznych. W tej chwili jedyne przepisy, które opublikowali, dotyczyły branżowych standardów bezpieczeństwa. Ponieważ wiele elementów baterii jest dość toksycznych. Na początku 2010 roku można było zaobserwować rosnące wykorzystanie pojazdów elektrycznych, a co za tym idzie równie szybko rosnące zapotrzebowanie na sposób radzenia sobie z odpadami.
W 2012 r. wyjazdvernment po raz pierwszy opublikował wytyczne polityczne dla całej branży pojazdów elektrycznych, w wytycznych podkreślono potrzebę m.in.r rzeczy, działający system recyklingu akumulatorów pojazdów elektrycznych. W 2016 r. kilka ministerstw połączyło siły, aby wyznaczyć ujednolicony kierunek rozwiązania problemu odpadów wytwarzanych przez akumulatory EV. Producenci pojazdów elektrycznych byliby odpowiedzialni za odzysk akumulatorów w swoich samochodach. Muszą stworzyć własne sieci usług posprzedażnych lub zlecić podmiotowi zewnętrznemu zbieranie zużytych akumulatorów EV.
Chiński rząd ma tendencję do ogłaszania najpierw polityki, wytycznych lub kierunków, a dopiero później ustalania bardziej szczegółowych zasad. Deklaracja z 2016 r. skutecznie sygnalizuje firmom zajmującym się pojazdami elektrycznymi, że w nadchodzących latach mogą spodziewać się więcej w tym zakresie. W związku z tym w 2018 r. szybko podjęto działania następcze w ramach ram polityki, zatytułowane środki tymczasowe dotyczące zarządzania recyklingiem i utylizacją akumulatorów w pojazdach o nowej energii. Zastanawiasz się, czy nazywasz to okapem, a także hybrydami. Organem wykonawczym byłoby Ministerstwo Przemysłu i Technologii Informacyjnych, czyli MIIT.
Obiecał powrótw 2016 r. ramy w dużej mierze nakładają ciężar na podmioty prywatne, takie jak producenci pojazdów elektrycznych i producentów akumulatorów do pojazdów elektrycznych, którzy zajmują się tym problemem. Rząd to przesadziWidzimy pewne techniczne aspekty tego przedsięwzięcia, ale sami tego nie zrobią. Ramy te opierają się na ogólnej polityce zarządzania przyjętej przez Chińczyków. Nazywa się rozszerzoną odpowiedzialnością producenta lub EPR. Koncepcja duchowa polega na przeniesieniu odpowiedzialności z władz lokalnych i prowincji na samych producentów.
Chiński rząd przyjął EPR, który, jak sądzę, wyszedł z zachodniego środowiska akademickiego na początku XXI wieku. W odpowiedzi na dyrektywy UE dotyczące rosnącego problemu odpadów elektrycznych. Intuicyjnie ma to sens, jeśli to rząd zawsze sprząta wszystkie odpady elektroniczne. Firmy wytwarzające odpady nigdy nie będą zachęcane do ułatwiania recyklingu swoich materiałów. Zatem w duchu EPR wszyscy producenci akumulatorów do pojazdów elektrycznych muszą projektować akumulatory, które są łatwe w demontażu i zapewniają swoim klientom szczegółowe informacje techniczne dotyczące końca okresu eksploatacji.d z kolei markery pojazdów elektrycznych albo utworzą i będą prowadzić własne sieci zbiórki i recyklingu baterii, albo zlecą je stronie trzeciej. Rząd pomoże w ustaleniu krajowych standardów usprawniających ten proces. Z pozoru framework wydaje się całkiem ładny, ale ma kilka bardzo wyraźnych wad.
Teraz, gdy znamy historię i zasady, możemy następnie zagłębić się w kilka szczegółów technicznych dotyczących recyklingu akumulatorów pojazdów elektrycznych. Wycofane z eksploatacji akumulatory trafiały do systemu dwoma kanałami: z samochodów w trakcie wymiany akumulatora oraz z samochodów osobowych. Pod koniec ich życia. W tym drugim przypadku akumulator nadal znajduje się w samochodzie i jest wyjmowany w ramach procesu demontażu po zakończeniu eksploatacji. Jest to proces bardzo ręczny, szczególnie w Chinach. Następnie następuje etap zwany obróbką wstępną. Ogniwa akumulatorów należy wyciągnąć z opakowania i otworzyć, co stanowi wyzwanie, ponieważ nie ma standardowej konstrukcji zestawu akumulatorów. Dlatego należy to robić ręcznie, przy użyciu specjalistycznych narzędzi.
Po wyjęciu bateriid, co się stanie next zależy od rodzaju akumulatora litowo-jonowego znajdującego się w samochodzie. Zacznijmy od akumulatora NMC, najpopularniejszego w Chinach. Cztery firmy zajmujące się recyklingiem akumulatorów NMC chcą odzyskać. Materiały aktywne katodowe. Analiza ekonomiczna z 2019 r. szacuje, że pomimo tego, że stanowią one zaledwie 4% masy akumulatorów, stanowią one ponad 60% całkowitej wartości odzyskanych akumulatorów. Technologie recyklingu NMC są stosunkowo dojrzałe. Firma Sony była pionierem w 1999 r. Istnieją dwie główne metody technologiczne: pirometalurgiczna i hydrometalurgiczna. Zacznijmy od metalurgii Pyro. Pyro oznacza ogień. Bateria jest stopiona w stop żelaza, miedzi, kobaltu i niklu.
Dobry materiał jest następnie odzyskiwany metodami hydrometalurgicznym. Metody pirotechniczne wypalają się. Elektrolity, tworzywa sztuczne i sole litu. Dlatego nie wszystko da się odzyskać. Uwalnia toksyczne gazy, które należy przetworzyć i jest dość energochłonny, ale został powszechnie przyjęty w przemyśle. Metody hydrometalurgiczne wykorzystują wodny rozpuszczalnik do oddzielenia pożądanych materiałów za pomocą kobaltu od związku. Najczęściej stosowanymi rozpuszczalnikami są kwas siarkowy i nadtlenek wodoru, ale jest też wiele innych. Żadna z tych metod nie jest idealna i potrzebne są dalsze prace, aby wyeliminować ich niedociągnięcia techniczne. Baterie litowo-żelazowo-fosforanowe stanowią około 30% chińskiego rynku pojazdów elektrycznych od 2019 r. Gęstość energii tych akumulatorów nie jest tak wysoka jak ich odpowiedniki NMC, ale nie zawierają pierwiastków takich jak nikiel i kobalt. Tam też chyba bezpieczniej.
Chiny są także światowym lideremw nauce i komercjalizacji fosforanu litowo-żelazowego, technologiach akumulatorowych, chińskiej firmie, współczesnej technologii amperowej. Jest jednym z liderów produkcyjnych w tej dziedzinie. Powinno mieć sens, aby przemysł krajowy również mógł poddać recyklingowi te ogniwa. Biorąc to pod uwagę, recykling tych rzeczy okazał się trudniejszy technicznie, niż przewidywano. Częściowo wynika to z bardziej zróżnicowanej mieszanki materiałów, co wymaga dodatkowych, kosztownych prac związanych z obróbką wstępną,a następnie ekonomicznie litBaterie fosforanowo-żelazowe nie zawierają tych samych cennych metali, co baterie NMC, takie jak nikiel, miedź czy kobalt. Doprowadziło to do niedoboru inwestycji w tej niszy. Istnieje kilka obiecujących eksperymentów hydrometalurgicznych, w wyniku których udało się wypłukać do 85% litu w postaci węglanu litu.Spekuluje się, że będzie kosztować około 650 dolarówprzetwarzaćtonę zużytych baterii litowo-żelazowo-fosforanowych. Obejmuje to koszty energii i materiałów, nie licząc kosztów budowyfabryka. Potencjalny odzysk i odsprzedaż litu może sprawić, że recykling stanie się bardziej opłacalny, ale jury nadal nie jest w tej kwestii jednoznaczne. Czy metody te nie zostały jeszcze wdrożone na skalę komercyjną? Ramy na rok 2018 określają wiele, ale pozostawiają kilka rzeczy do życzenia. Jak wszyscy wiemy w życiu, nie wszystko układa się gładko. Brakuje tu kilku luk, więc porozmawiajmy trochę o niektórych kwestiach politycznych, które wciąż są nierozstrzygnięte. Główny cel statystyczny w momencie zwolnienia lub współczynnik odzysku surowca. 98% niklu, kobaltu, manganu 85% dla samego litu i 97% dla metali ziem rzadkich. Teoretycznie to wszystko jest możliwe. Na przykład właśnie mówiłem o odzyskiwaniu 85% lub więcej litu z akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych. Wspomniałem również, że osiągnięcie tego teoretycznego maksimum będzie trudne ze względu na nieefektywność w świecie rzeczywistym i różnice w terenie. Pamiętaj, że ogniwa akumulatorowe można wytwarzać na wiele sposobów. Pakowane, sprzedawane i używane. Nigdzie nie brakuje standaryzacji, jaką obserwujemy w przypadku akumulatorów cylindrycznych sprzedawanych w modelu 711. W ramach polityki brakuje konkretnych dotacji i wsparcia krajowego, które umożliwiłyby urzeczywistnienie tego rozwiązania. Innym poważnym problemem jest to, że ramy polityki gospodarczej nieprzeznaczać pieniądze na zachęcanie do zbiórki zużytych baterii. Władze miejskie prowadzą kilka pilotażowych programów wykupu gruntów, ale żaden z nich nie jest realizowany na szczeblu krajowym. Mogłoby się to zmienić, być może poprzez wprowadzenie opłaty lub podatku, ale obecnie podmioty z sektora prywatnego muszą to finansować samodzielnie. Stanowi to problem, ponieważ ci wielcy producenci pojazdów elektrycznych mają niewielką zachętę ekonomiczną do zbierania i recyklingu swoich akumulatorów.
W latach 2008–2015 koszt produkcji akumulatorów do pojazdów elektrycznych spadł z 1000 USD za kilowatogodzinę do 268 USD. Oczekuje się, że tendencja ta utrzyma się w ciągu najbliższych kilku lat. Spadek kosztów sprawił, że baterie stały się jeszcze bardziej dostępne niż kiedykolwiek wcześniej, ale jednocześnie obniżyły motywację do zbierania i recyklingu tych baterii. A ponieważ te akumulatory również różnią się od siebie, trudno jest zwiększyć skalę procesów wstępnej obróbki i recyklingu zbiórki, więc całe przedsięwzięcie okazuje się być kosztem dla ich producentów. Kto już na początek pracuje z dość wąskimi marżami?
Niezależnie od tego, zgodnie z prawem, producenci pojazdów elektrycznych są pierwsi w kolejce do utylizacji starych zużytych akumulatorów i pomimo nieatrakcyjności ekonomicznej całego przedsięwzięcia, dołożyli wszelkich starań, aby współpracować z dużymi firmami w celu utworzenia oficjalnych kanałów recyklingu akumulatorów. Powstało kilka dużych firm zajmujących się recyklingiem. Przykłady obejmują recykling Tysona do Zhejiang Huayou Cobalt. Lit Jiangxi Ganfeng, Hunan Brunp i lider rynku GEM. Jednak pomimo istnienia takich licencjonowanych dużych firm, większość chińskiego sektora recyklingu składa się z małych, nielicencjonowanych warsztatów. Te nieformalne sklepy nie mają odpowiednich narzędzi ani przeszkolenia. Zasadniczo idą dowygranych na tych bateriach ze względu na materiały katodowe, odsprzedając je oferentowi, który zaoferuje najwyższą cenę, a resztę wyrzucając. Jest to oczywiście ogromne ryzyko dla bezpieczeństwa i środowiska. W wyniku tego obchodzenia zasad i przepisów te sklepy z kotletami mogą płacić właścicielom pojazdów elektrycznych więcej za swoje akumulatory i jako takie są preferowane w stosunku do oficjalnych kanałów. Tym samym wskaźnik recyklingu litowo-jonowego w Chinach w 2015 r. pozostaje dość niski. Wyniósł około 2%. Od tego czasu wzrósł do 10% w 2019 r. Mocno uderza w oko, ale nadal jest to dalekie od ideału. W ramach na 2018 r. nie określono docelowego poziomu zbiórki baterii. Ciekawe pominięcie. Chiny zmagają się z tym problemem w przypadku innego akumulatora, czcigodnego akumulatora kwasowo-ołowiowego, tej 150-letniej technologiijest bardzo powszechnie stosowany w Chinach. Zapewniają moc gwiazdową swoim samochodom i nadal są bardzo popularne wśród rowerów elektrycznych. Dzieje się tak pomimo niedawnych przepisów zachęcających do zastępowania ich akumulatorami litowo-jonowymi. Tak czy inaczej, chiński recykling akumulatorów kwasowo-ołowiowych znacznie odbiega od oczekiwań i standardów. W 2017 r. mniej niż 30% z 3,3 miliona ton odpadów z akumulatorów kwasowo-ołowiowych wytwarzanych w Chinach poddaje się recyklingowi. Przyczyny tak niskiego odsetka recyklingu są bardzo podobne jak w przypadku akumulatorów litowo-jonowych. Nieformalne sklepy z kotletami omijają zasady i przepisy, dzięki czemu mogą sobie pozwolić na płacenie znacznie więcej za baterie konsumenckie. Rzymianie jasno dali do zrozumienia, że ołów nie jest najbardziej przyjazną dla środowiska substancją. W ostatnich latach w Chinach doszło do wielu poważnych przypadków zatrucia ołowiem w wyniku niewłaściwego obchodzenia się z nim. W związku z tym rząd zapowiedział niedawno rozprawienie się z tymi nieformalnymi sklepami, których według szacunków jest w całym kraju ponad 200. Celem jest osiągnięcie poziomu recyklingu 40% w 2020 r. i 70% w 2025 r. Biorąc pod uwagę, że odsetek recyklingu akumulatorów kwasowo-ołowiowych w Ameryce wynosi 99% co najmniej od 2014 r., nie powinno to być takie trudne.
Biorąc pod uwagę kwestie techniczne i ekologicznenomicznych problemów związanych z recyklingiem akumulatorów pojazdów elektrycznych, branża zastanawiała się, jak lepiej wykorzystać te rzeczy, zanim wyśle je do grobu. Najbardziej potencjalną opcją byłoby ich ponowne wykorzystanie w projektach sieci elektroenergetycznych. W końcu te akumulatory nadal mają 80% pojemności i mogą jeszcze działać przez wiele lat, zanim w końcu wyczerpią się na dobre. Stany Zjednoczone przodują tutaj. Od 2002 roku eksperymentuję ze zużytymi akumulatorami samochodowymi w projektach stacjonarnego magazynowania energii. Chiny przeprowadziły jednak kilka interesujących projektów demonstracyjnych. Jednym z najdłużej działających jest projekt energii wiatrowej i słonecznej Zhangbei w prowincji Hebei. Projekt o wartości 1,3 miliarda dolarów powstał w wyniku wspólnego wysiłku chińskiego przedsiębiorstwa państwowego State Grid i producenta akumulatorów do pojazdów elektrycznych BYD. Zademonstrowano wykonalność wykorzystania akumulatorów pojazdów elektrycznych Second Life do wspierania sieci energetycznej i zarządzania nią. W ostatnich latach w Pekinie w Jiangsu pojawiło się więcej projektów recyklingu akumulatorów pojazdów elektrycznych, co rzuca się w oczy. Rząd kładzie na to duży nacisk, ale myślę, że ostatecznie bardziej zapobiega to problemowi recyklingu, który go rozwiązuje. Ponieważ nieuniknionym końcem każdej baterii jest recykling lub składowanie. Chiński rząd wykonał godną podziwu pracę, zachęcając do tworzenia tego kwitnącego ekosystemu. Kraj ten jest niekwestionowanym liderem w niektórych aspektach technologii akumulatorów, a także mają tam swoją siedzibę giganci z grupy V. Mają szansę naprawdę zagiąć krzywą emisji gazów cieplarnianych przez samochody. W pewnym sensie problem recyklingu jest więc fajnym problemem. Jest to oznaką sukcesu Chin. Jednak problem nadal pozostaje problemem, a branża ociąga się i ustanawia odpowiednie sieci, regulacje i technologie recyklingu.
Rząd chiński może zwrócić się do polityki Stanów Zjednoczonych o wskazówki oraz zachęty i umożliwienie konsumentom właściwych nawyków w zakresie recyklingu. Należy także przyznać dotacje przedsiębiorstwom działającym w branży technologii obróbki wstępnej i recyklingu, a nie tylko w branży produkcyjnej. W przeciwnym razie zużycie energii i szkody dla środowiska związane z utylizacją akumulatorów przewyższą korzyści, jakie uzyskamy z przejścia na pojazdy elektryczne.
Czas publikacji: 01 sierpnia 2023 r