China este cea mai mare piață de vehicule electrice din lume, cu peste 5,5 milioane vândute în martie 2021. Acesta este un lucru bun din multe puncte de vedere. China are cele mai multe mașini din lume și acestea înlocuiesc gazele nocive cu efect de seră. Dar aceste lucruri au propriile lor preocupări de sustenabilitate. Există îngrijorări cu privire la daunele mediului care rezultă din extracția unor elemente precum litiu și cobalt. Dar o altă preocupare are de-a face cu problema viitoare a deșeurilor. China începe să experimenteze marginea de vârf a acestei probleme.
În 2020. 200.000 de tone de baterii au fost scoase din funcțiune și se preconizează că cifra va fi de 780.000 de tone până în 2025. Priviți problema deșeurilor de baterii EV din China și ce face cea mai mare piață de vehicule electrice din lume în acest sens.
Aproape toate cele ale Chineivehiculele electrice sunt alimentate de baterii litiu-ion. Sunt ușoare, au o densitate ridicată de energie și un ciclu de viață lung, ceea ce le face prima alegere pentru mașinile electrice. Bateriile au trei mari componenți și anod, un catod și un electrolit. DintreCatodul este cel mai scump și mai semnificativ. În mare măsură, distingem între aceste baterii pe baza bărcilor lor de pisici. NNu trebuie să vă scufundăm prea adânc în acest lucru, dar majoritatea bateriilor EV din China au catozi din litiu, nichel, mangan, oxizi de cobalt, denumiți aici MCS. Aceste baterii sunt retrase atunci când capacitatea lor atinge aproximativ 80%, corespunzând duratei noastre de viață de aproximativ 8 până la 10 ani. Acest lucru depinde, desigur, de anumiți factori, cum ar fi frecvența de încărcare, obiceiurile de condus și condițiile drumului.
M-am gândit că ai vrea să știi. Cu primul val major de vehicule electriceAvând drumul cândva în 2010 până în 2011, infrastructura pentru colectarea și procesarea acestor baterii ar trebui să fie în curând gata până la sfârșitul deceniului. Aceasta a fost provocarea și calendarul cu care a trebuit să se confrunte guvernul chinez. După Jocurile Olimpice de la Beijing, guvernul chinez a început să promoveze producția și utilizarea vehiculelor electrice pentru publicul larg. În acest moment, singurele reglementări pe care le-au publicat sunt standardele de siguranță din industrie. Deoarece multe componente ale bateriei sunt destul de toxice. La începutul anului 2010 a fost înregistrată o utilizare din ce în ce mai mare a vehiculelor electrice și, odată cu aceasta, a crescut la fel de rapidă nevoia pentru o modalitate de a face față deșeurilor acestora.
În 2012, mergețivernment a lansat pentru prima dată un ghid de politică pentru industria EV în ansamblu, ghidul a subliniat necesitatea, printre altele, der lucruri, un sistem de reciclare a bateriei EV funcțional. În 2016, mai multe ministere s-au unit pentru a stabili o direcție unificată pentru problema deșeurilor bateriei EV. Producătorii de vehicule electrice ar fi responsabili pentru recuperarea bateriilor mașinii lor. Aceștia trebuie să stabilească propriile rețele de servicii post-vânzare sau să aibă încredere în terțul pentru colectarea bateriilor deșeurilor de vehicule electrice.
Guvernul chinez are tendința de a declara mai întâi o politică, o îndrumare sau o direcție înainte de a stabili reguli mai specifice mai târziu. Declarația din 2016 le semnalează efectiv companiilor de vehicule electrice să se aștepte la mai multe despre acest lucru în următorii ani. Ca atare, în 2018, urmărirea cadrului de politică a ieșit cu viteză, intitulată Măsurile provizorii pentru managementul reciclării și Utilizarea bateriilor de putere ale vehiculelor cu energie nouă. Te întrebi dacă numești sens streașină și, de asemenea, hibrizi. Organul de executare ar fi Ministerul Industriei și Tehnologiei Informației sau MIIT.
A promis înapoiîn 2016, cadrul plasează în mare parte sarcina unor entități private, cum ar fi producătorii de baterii EV și EV, care se ocupă de această problemă. Guvernul va depășiVedeți unele aspecte tehnice ale demersului, dar nu o vor face singuri. Acest cadru este construit pe baza unei politici generale de guvernare pe care chinezii au adoptat-o. Denumită Responsabilitate extinsă a producătorului sau EPR. Conceptul spiritual este de a transfera responsabilitatea în amonte de la guvernele locale și provinciale către producătorii înșiși.
Guvernul chinez a adoptat EPR, care cred că a apărut din mediul academic occidental la începutul anilor 2000. Ca răspuns la directivele UE cu privire la o problemă în creștere a deșeurilor E, și are sens intuitiv dacă guvernul este întotdeauna cel care curăță toate aceste deșeuri E. Companiile care produc deșeurile nu vor fi niciodată stimulate să își facă lucrurile mai ușor de reciclat. Astfel, în spiritul EPR, toți producătorii de baterii EV trebuie să proiecteze baterii care sunt ușor de demontat și să ofere clienților detalii tehnice, la sfârșitul duratei de viață – Marcatorii EV șid marcatorii EV, la rândul lor, fie să își configureze și să conducă propriile rețele de colectare și reciclare a bateriilor, fie să le externalizeze către o terță parte. Guvernul va contribui la stabilirea standardelor naționale pentru eficientizarea procesului. Cadrul pare destul de frumos la suprafață, dar există câteva dezavantaje foarte clare.
Acum că cunoaștem istoria și politica, ne putem scufunda în continuare în câteva detalii tehnice despre reciclarea bateriilor EV. Bateriile scoase din funcțiune au intrat în sistem prin două canale de la mașini supuse unei înlocuiri a bateriei și de la mașini. La sfârşitul vieţii lor. Pentru acesta din urmă, bateria se află încă în interiorul mașinii și este scoasă ca parte a procesului de dezmembrare la sfârșitul duratei de viață. Acesta rămâne un proces foarte manual, mai ales în China. După aceea este un pas numit pretratament. Celulele bateriei trebuie scoase din pachet și deschise, ceea ce este o provocare, deoarece nu există un design standard al pachetului de baterii. Prin urmare, trebuie făcută manual, folosind instrumente specializate.
Odată ce bateria este scoasăd, ce se întâmplă next depinde de tipul de baterie litiu-ion din interiorul mașinii. Să începem cu bateria NMC, cea mai comună în China. Patru reciclatori de baterii NMC doresc să recupereze. Materialele active catodice. Analiza economică din 2019 estimează că, deși reprezintă doar 4% din greutatea bateriilor, acestea reprezintă peste 60% din valoarea totală de salvare a bateriilor. Tehnologiile de reciclare NMC sunt relativ mature. Sony a fost pionier în 1999. Există două metode tehnologice majore, pirometalurgică și hidrometalurgică. Să începem cu Pyro metalurgical. Pyro înseamnă foc. Bateria este topită într-un aliaj de fier, cupru, cobalt și nichel.
Lucrurile bune sunt apoi recuperate folosind metode hidrometalurgice. Metodele Pyro ard. Electroliți, materiale plastice și săruri de litiu. Deci nu totul poate fi recuperat. Eliberează gaze toxice care trebuie procesate și este destul de consumator de energie, dar a fost adoptat pe scară largă de către industrie. Metodele hidrometalurgice folosesc un solvent apos pentru a separa materialele dorite prin cobalt din compus. Solvenții cei mai des utilizați sunt acidul sulfuric și peroxidul de hidrogen, dar există și mulți alții. Niciuna dintre aceste metode nu este ideală și sunt necesare lucrări suplimentare pentru a rezolva deficiențele lor tehnice. Bateriile cu fosfat de fier și litiu reprezintă aproximativ 30% din piața chineză de vehicule electrice din 2019. Densitățile de energie ale acestor baterii nu sunt la fel de mari ca omologii lor NMC, dar nu conțin elemente precum nichelul și cobaltul. Există, de asemenea, probabil mai sigur.
China este, de asemenea, lider mondialer în știința și comercializarea fosfatului de fier litiu, tehnologii de baterii, companie chineză, tehnologie contemporană de amper. Este unul dintre liderii de producție în acest domeniu. Ar trebui să aibă sens ca industria țării să poată recicla și aceste celule. Acestea fiind spuse, reciclarea acestor lucruri s-a dovedit a fi mai dificilă din punct de vedere tehnic decât se anticipa negativ. Acest lucru se datorează în parte faptului că au un amestec mai variat de materiale, ceea ce necesită lucrări suplimentare costisitoare de pretratare, oși apoi economic litiuBateriile cu fosfat de fier nu au aceleași metale valoroase precum bateriile NMC cunosc nichel, cupru sau cobalt. Și a dus la o lipsă de investiții în nișă. Există câteva experimente hidrometalurgice promițătoare care au reușit să elimine până la 85% din litiu sub formă de carbonat de litiu.Se specula că ar costa aproximativ 650 de dolaria procesao tonă de baterii uzate litiu fier fosfat. Aceasta include costul energiei și materialelor, fără a lua în calcul costul construcțieifabrică. Potențiala recuperare și revânzare a litiului ar putea ajuta la reciclarea mai fezabilă din punct de vedere economic, dar juriul este încă în discuție. Aceste metode nu au fost încă implementate la scară comercială? Cadrul din 2018 prevede multe, dar lasă câteva lucruri de dorit. După cum știm cu toții în viață, nu totul se îmbunătățește într-un mic arc îngrijit. Există câteva găuri care lipsesc aici, așa că haideți să vorbim puțin despre unele dintre întrebările de politică care sunt încă în aer. Obiectivul statistic principal la eliberare sau ratele de recuperare a materiilor prime. 98% nichel cobalt, mangan 85% pentru litiu propriu-zis și 97% pentru materiale cu pământuri rare. Oretic, totul este posibil. De exemplu, tocmai am vorbit despre recuperarea a 85% sau mai mult din litiu din bateriile cu litiu fosfat de fier. Am menționat, de asemenea, că va fi greu de atins acest maxim teoretic din cauza ineficiențelor și diferențelor din lumea reală pe teren. Amintiți-vă, există o mulțime de moduri prin care celulele bateriei pot fi create. Ambalat, vândut și folosit. Nu este nici pe departe standardizarea pe care o vedem cu bateriile cilindrice vândute în 711. Din cadrul politicii lipsesc subvenții concrete și sprijin național pentru ca acest lucru să devină realitate. O altă mare îngrijorare este cadrul politicii economice nut aloca bani pentru a stimula colectarea bateriilor uzate. Există câteva programe pilot de răscumpărare derulate de municipalități, dar nimic la nivel național. Acest lucru s-ar putea schimba, poate cu o taxă sau o taxă, dar acum actorii din sectorul privat trebuie să o finanțeze ei înșiși. Aceasta este o problemă, deoarece există puține stimulente economice pentru acești mari producători de vehicule electrice să-și colecteze și să-și recicleze bateriile.
Din 2008 până în 2015, costul de producție și al bateriei EV a scăzut de la 1000 USD pe kilowatt oră la 268. Se așteaptă că această tendință va continua în următorii câțiva ani. Scăderea costurilor a făcut și mai accesibilă ca niciodată, dar, în același timp, au redus și stimulentele de a colecta și recicla aceste baterii. Și, deoarece aceste baterii sunt, de asemenea, diferite între ele, este greu să extinzi procesele de pretratare și reciclare a colectării, astfel încât întreaga întreprindere se dovedește a fi o pierdere de costuri pentru producătorii lor. Cine lucrează deja la marje destul de strânse pentru început?
Oricum, prin lege, producătorii de vehicule electrice sunt primii în rândul să-și gestioneze și să-și recicleze vechile baterii uzate și, în ciuda lipsei de atractivitate economică a întregii întreprinderi, au fost sârguincioși în parteneriat cu companii mari pentru a crea canale oficiale de reciclare a bateriei. Au apărut câteva companii mari de reciclare. Exemplele includ reciclarea Tyson către Zhejiang Huayou Cobalt. Jiangxi Ganfeng litiu, Hunan Brunp și lider de piață GEM. Dar, în ciuda existenței acestor companii mari licențiate, majoritatea sectorului chinez de reciclare este alcătuită din ateliere mici, fără licență. Aceste magazine informale nu au instrumentele sau pregătirea adecvată. Practic merg la laUtilizați aceste baterii pentru materialele lor catodice, revându-le celui mai mare ofertant și aruncând restul. Evident, acesta este un risc masiv pentru siguranță și mediu. Ca urmare a acestei derogări de reguli și reglementări, aceste magazine pot plăti proprietarilor de vehicule electrice mai mult pentru bateriile lor și, ca atare, sunt preferate canalelor oficiale, citați, necotați. Astfel, rata de reciclare a litiului-ion în China rămâne destul de scăzută în 2015. A fost de aproximativ 2%. De atunci, a crescut la 10% în 2019. Bate un băț ascuțit în ochi, dar acest lucru este încă departe de a fi ideal. Iar cadrul pentru 2018 nu stabilește un obiectiv privind ratele de colectare a bateriilor. O omisiune curioasă. China s-a confruntat cu această problemă pe un alt front al bateriei, venerabila baterie cu plumb acid, această tehnologie veche de 150 de ani.este foarte des folosit în China. Ele oferă puterea de stele pentru automobilele lor și sunt încă foarte populare pentru bicicletele E. Acest lucru se întâmplă în ciuda reglementărilor recente care încurajează înlocuirea lor cu ion de litiu. Oricum, reciclarea chineză a bateriei cu plumb-acid este cu mult sub așteptări și standarde. În 2017, mai puțin de 30% din cele 3,3 milioane de tone de deșeuri de baterii cu plumb acid generate în China sunt reciclate. Motivele acestui procent scăzut de reciclare sunt foarte asemănătoare cu carcasa cu ioni de litiu. Magazinele informale de tăiere nu respectă regulile și reglementările și, astfel, își pot permite să plătească mult mai mult pentru bateriile consumatorilor. Romanii au spus clar că plumbul nu este tocmai cea mai ecologică substanță de acolo. China a suferit mai multe incidente majore de otrăvire cu plumb în ultimii ani, ca urmare a acestei manipulări necorespunzătoare. Astfel, guvernul s-a angajat recent să reprime aceste magazine informale, dintre care se estimează că sunt peste 200 în toată țara. Scopul este să încercăm să atingem un procent de reciclare de 40% în 2020 și 70% în 2025. Având în vedere că procentul de reciclare a bateriilor cu plumb acid în America a fost de 99% din 2014 cel puțin, nu ar trebui să fie atât de dificil.
Având în vedere aspectele tehnice și ecologicedificultățile economice asociate cu reciclarea bateriilor EV, industria s-a gândit la modalități de a folosi mai mult aceste lucruri înainte de a le trimite în mormânt. Opțiunea cu cel mai mare potențial ar fi reutilizarea lor în proiecte de rețea electrică. Aceste baterii au încă o capacitate de 80% până la urmă și încă pot dura mulți ani înainte de a se epuiza definitiv. Statele Unite ale Americii conduc aici. După ce am experimentat cu baterii de mașini uzate pentru proiecte de stocare staționară a energiei din 2002. Dar China a realizat câteva proiecte demonstrative interesante. Unul dintre cele mai lungi operațiuni este proiectul de energie eoliană și solară Zhangbei din provincia Hebei. Proiectul de 1,3 miliarde de dolari provine dintr-un efort comun al întreprinderii de stat chineze State Grid și producătorului de baterii EV BYD, care a demonstrat fezabilitatea utilizării bateriilor Second Life EV pentru a susține și gestiona o rețea electrică. În ultimii ani, în Beijing, Jiangsu, au apărut mai multe proiecte de reciclare a bateriilor pentru vehicule electrice, iar acestea strălucește. Guvernul se concentrează mult pe acest lucru, dar cred că, în cele din urmă, previne mai mult problema reciclării care o rezolvă. Pentru că finalul inevitabil al fiecărei baterii este fie reciclarea, fie depozitul de gunoi. Guvernul chinez a făcut o treabă admirabilă în încurajarea creării acestui ecosistem înfloritor. Țara este liderul incontestabil în anumite aspecte ale tehnologiei bateriilor și, în special, giganții V au sediul acolo. Ei au șansa de a curba cu adevărat curba emisiilor auto. Deci, într-un fel, această problemă de reciclare este o problemă plăcută. Este un indiciu al succesului Chinei. Dar problema este încă o problemă, iar industria și-a târât picioarele și a stabilit rețelele, reglementările și tehnologiile adecvate de reciclare.
Guvernul chinez poate apela la politica Statelor Unite pentru îndrumare și stimularea și facilitarea obiceiurilor adecvate de reciclare ale consumatorilor. Și subvențiile trebuie acordate întreprinderilor din industriile tehnologiei de pretratare și reciclare, nu doar din producție. În caz contrar, consumul de energie și daunele mediului asociate cu aceste eliminări ale bateriilor vor depăși orice beneficiu pe care îl obținem din trecerea la EV.
Ora postării: 01-aug-2023