Thị trường tái chế pin EV ở Trung Quốc lớn đến mức nào

Trung Quốc là thị trường xe điện lớn nhất thế giới với hơn 5,5 triệu chiếc được bán ra tính đến tháng 3 năm 2021. Đây là một điều tốt về nhiều mặt. Trung Quốc có nhiều ô tô nhất thế giới và chúng đang thay thế các loại khí nhà kính độc hại. Nhưng những điều này có mối quan tâm về tính bền vững của riêng chúng. Có những lo ngại về thiệt hại môi trường do việc khai thác các nguyên tố như lithium và coban. Nhưng một mối quan tâm khác liên quan đến vấn đề rác thải sắp tới. Trung Quốc đang bắt đầu trải qua ưu thế hàng đầu của vấn đề này.

Vào năm 2020, 200.000 tấn pin đã ngừng hoạt động và con số này được dự đoán sẽ là 780.000 tấn vào năm 2025. Hãy nhìn vào vấn đề lãng phí pin xe điện đang rình rập của Trung Quốc và thị trường xe điện lớn nhất thế giới đang làm gì với vấn đề đó.

Hầu như toàn bộ Trung Quốcxe điện chạy bằng pin lithium-ion. Chúng nhẹ, mật độ năng lượng cao và tuổi thọ dài, khiến chúng trở thành lựa chọn hàng đầu cho ô tô chạy bằng điện. Pin có ba c chínhthành phần và cực dương, cực âm và chất điện phân. củase, cực âm là đắt nhất và quan trọng nhất. Chúng tôi phân biệt phần lớn các loại pin này dựa trên thuyền mèo của chúng. NKhông đi sâu vào vấn đề này, nhưng hầu hết pin xe điện của Trung Quốc đều có cực âm làm từ lithium, niken, mangan, coban oxit, sau đây được gọi là MCS. Những loại pin này sẽ ngừng hoạt động khi dung lượng đạt khoảng 80% tương ứng với tuổi thọ sử dụng của chúng tôi khoảng 8 đến 10 năm. Tất nhiên, điều này phụ thuộc vào một số yếu tố như tần suất sạc, thói quen lái xe và điều kiện đường xá.

Nghĩ rằng bạn muốn biết. Với làn sóng xe điện lớn đầu tiênlên đường vào khoảng năm 2010 đến 2011, cơ sở hạ tầng để thu thập và xử lý những loại pin này sẽ cần sớm sẵn sàng vào cuối thập kỷ này. Đó là thách thức và dòng thời gian mà chính phủ Trung Quốc phải giải quyết. Sau Thế vận hội Bắc Kinh, Chính phủ Trung Quốc bắt đầu thúc đẩy việc sản xuất và sử dụng xe điện cho công chúng. Tại thời điểm này, quy định duy nhất họ đưa ra là các tiêu chuẩn an toàn của ngành. Vì nhiều thành phần của pin khá độc hại. Đầu năm 2010 chứng kiến ​​sự phát triển ngày càng tăng của xe điện và kéo theo đó là nhu cầu ngày càng tăng nhanh về cách xử lý chất thải của chúng.

Vào năm 2012, hãy điverment lần đầu tiên đưa ra hướng dẫn chính sách cho toàn bộ ngành công nghiệp xe điện, hướng dẫn này nhấn mạnh sự cần thiết của cácr, một hệ thống tái chế pin EV đang hoạt động. Năm 2016, một số bộ ngành đã cùng nhau xây dựng định hướng thống nhất cho vấn đề lãng phí pin xe điện. Các nhà sản xuất xe điện sẽ chịu trách nhiệm thu hồi pin ô tô của họ. Họ phải thiết lập mạng lưới dịch vụ sau bán hàng của riêng mình hoặc tin tưởng bên thứ ba thu gom pin EV thải.

Chính phủ Trung Quốc có xu hướng ban đầu tuyên bố một chính sách, hướng dẫn hoặc phương hướng trước khi đưa ra các quy định cụ thể hơn sau này. Tuyên bố năm 2016 là tín hiệu hiệu quả để các công ty xe điện kỳ ​​vọng nhiều hơn vào điều này trong những năm tới. Do đó, năm 2018, khung chính sách tiếp theo đã được triển khai nhanh chóng, mang tên các biện pháp tạm thời về quản lý tái chế và sử dụng pin điện của các phương tiện sử dụng năng lượng mới. Bạn băn khoăn không biết gọi ý nghĩa là mái hiên và cũng là lai. Cơ quan thực thi sẽ là Bộ Công nghiệp và Công nghệ thông tin hoặc MIIT.

Nó đã hứa trở lạivào năm 2016, khuôn khổ này chủ yếu đặt trách nhiệm lên các đơn vị tư nhân như nhà sản xuất pin xe điện và xe điện để giải quyết vấn đề này. Chính phủ sẽ quanhìn thấy một số khía cạnh kỹ thuật của nỗ lực này, nhưng họ sẽ không tự mình thực hiện nó. Khuôn khổ này được xây dựng dựa trên chính sách quản trị chung mà Trung Quốc đã áp dụng. Được gọi là Trách nhiệm của nhà sản xuất mở rộng hoặc EPR. Khái niệm tinh thần là chuyển trách nhiệm trực tiếp từ chính quyền địa phương và cấp tỉnh sang chính người sản xuất.

Chính phủ Trung Quốc đã áp dụng EPR, mà tôi tin rằng nó đã xuất hiện từ giới học thuật phương Tây vào đầu những năm 2000. Như một phản hồi đối với các chỉ thị của EU liên quan đến vấn đề rác thải điện tử ngày càng gia tăng và sẽ có ý nghĩa trực quan nếu chính phủ luôn là người dọn dẹp tất cả rác thải điện tử này. Các công ty tạo ra chất thải đó sẽ không bao giờ được khuyến khích làm cho đồ đạc của họ dễ tái chế hơn. Do đó, theo tinh thần EPR, tất cả các nhà sản xuất pin EV phải thiết kế pin dễ tháo rời và cung cấp các chi tiết kỹ thuật, thời hạn sử dụng cho khách hàng của họ – Điểm đánh dấu EV vàd Các điểm đánh dấu EV sẽ thiết lập và vận hành mạng lưới thu gom và tái chế pin của riêng họ hoặc thuê bên thứ ba. Chính phủ sẽ giúp thiết lập các tiêu chuẩn quốc gia để hợp lý hóa quy trình. Nhìn bề ngoài, khung này có vẻ khá đẹp, nhưng có một số nhược điểm rất rõ ràng.

Bây giờ chúng ta đã biết lịch sử và chính sách, tiếp theo chúng ta có thể đi sâu vào một số chi tiết kỹ thuật về tái chế pin xe điện. Pin đã ngừng hoạt động được đưa vào hệ thống thông qua hai kênh từ ô tô đang được thay pin và từ ô tô. Vào cuối cuộc đời của họ. Đối với loại thứ hai, pin vẫn còn bên trong xe và được tháo ra như một phần của quá trình tháo dỡ khi hết tuổi thọ. Đây vẫn là một quá trình rất thủ công, đặc biệt là ở Trung Quốc. Sau đó là một bước gọi là tiền xử lý. Các tế bào pin phải được kéo ra khỏi gói và mở ra, đây là một thách thức vì không có thiết kế gói pin tiêu chuẩn. Vì vậy, nó phải được thực hiện thủ công bằng các công cụ chuyên dụng.

Sau khi tháo pind, chuyện gì xảy ra vậy next phụ thuộc vào loại pin lithium-ion bên trong xe. Chúng ta hãy bắt đầu với pin NMC, loại pin phổ biến nhất ở Trung Quốc. Bốn nhà tái chế pin NMC muốn phục hồi. Vật liệu hoạt động catốt. Phân tích kinh tế năm 2019 ước tính rằng mặc dù chỉ chiếm 4% trọng lượng pin nhưng chúng lại chiếm hơn 60% giá trị thu hồi tổng thể của pin. Công nghệ tái chế NMC tương đối trưởng thành. Sony tiên phong vào năm 1999. Có hai phương pháp công nghệ chính là luyện kim Pyro và luyện kim thủy điện. Chúng ta hãy bắt đầu với luyện kim Pyro. Pyro có nghĩa là lửa. Pin được nấu chảy thành hợp kim của sắt, đồng, coban và niken.

Những thứ tốt sau đó được lấy ra bằng phương pháp luyện kim thủy điện. Phương pháp Pyro bị đốt cháy. Chất điện giải, nhựa và muối lithium. Vì vậy không phải mọi thứ đều có thể phục hồi được. Nó giải phóng khí độc cần được xử lý và khá tốn năng lượng, nhưng nó đã được ngành công nghiệp áp dụng rộng rãi. Phương pháp luyện kim thủy sử dụng dung môi nước để tách các vật liệu mong muốn bằng coban khỏi hợp chất. Các dung môi được sử dụng phổ biến nhất là axit sulfuric và hydro peroxide, nhưng cũng có nhiều loại dung môi khác. Cả hai phương pháp này đều không lý tưởng và cần phải nghiên cứu thêm để giải quyết những thiếu sót kỹ thuật của chúng. Pin lithium sắt photphat chiếm khoảng 30% thị trường xe điện Trung Quốc tính đến năm 2019. Mật độ năng lượng của loại pin này không cao bằng pin NMC nhưng không chứa các nguyên tố như niken và coban. Ở đó cũng có lẽ an toàn hơn.

Trung Quốc cũng là nước dẫn đầu thế giớier trong lĩnh vực khoa học và thương mại hóa lithium sắt photphat, công nghệ pin, công ty Trung Quốc, công nghệ ampe đương đại. Là một trong những nhà sản xuất hàng đầu trong lĩnh vực này. Việc ngành công nghiệp trong nước cũng có thể tái chế những tế bào này là điều hợp lý. Nói như vậy, việc tái chế những thứ này hóa ra lại khó khăn hơn về mặt kỹ thuật so với dự đoán bất lợi. Điều này một phần là do chúng có sự kết hợp vật liệu đa dạng hơn, đòi hỏi công việc tiền xử lý tốn kém hơn,thứ hai là lithium về mặt kinh tếPin phốt phát sắt không có các kim loại có giá trị giống như pin NMC có niken, đồng hoặc coban. Và nó đã dẫn đến sự thiếu hụt đầu tư vào lĩnh vực này. Có một số thí nghiệm luyện kim thủy điện đầy hứa hẹn có thể lọc ra tới 85% lượng lithium ở dạng lithium cacbonat.Suy đoán là nó sẽ có giá khoảng 650 USDđể xử lýmột tấn pin lithium iron phosphate đã qua sử dụng. Bao gồm chi phí năng lượng và vật liệu, chưa kể chi phí xây dựngnhà máy. Khả năng thu hồi và bán lại lithium có thể giúp việc tái chế trở nên khả thi hơn về mặt kinh tế, nhưng ban giám khảo vẫn chưa đưa ra quan điểm về điều này. Những phương pháp này vẫn chưa được triển khai ở quy mô thương mại? Khuôn khổ năm 2018 đưa ra rất nhiều điều nhưng vẫn còn một số điều chưa được mong muốn. Như tất cả chúng ta đều biết trong cuộc sống, không phải mọi thứ đều được sắp xếp gọn gàng. Có một số lỗ hổng còn thiếu ở đây, vì vậy chúng ta hãy nói một chút về một số câu hỏi chính sách vẫn còn chưa được giải quyết. Mục tiêu thống kê nổi bật về tỷ lệ phát hành hoặc thu hồi nguyên liệu thô. 98% coban niken, 85% mangan cho chính lithium và 97% cho vật liệu đất hiếm. Về mặt lý thuyết, điều này hoàn toàn có thể xảy ra. Ví dụ, tôi vừa nói về việc thu hồi 85% lượng lithium trở lên từ pin lithium iron phosphate. Tôi cũng đã đề cập rằng sẽ khó đạt được mức tối đa về mặt lý thuyết này do sự thiếu hiệu quả và khác biệt trong thực tế trong thế giới thực. Hãy nhớ rằng, có rất nhiều cách để tạo ra pin. Đóng gói, bán và sử dụng. Không có tiêu chuẩn hóa nào mà chúng tôi thấy với pin hình trụ được bán trong chiếc 711 của bạn. Khung chính sách đang thiếu các khoản trợ cấp cụ thể và hỗ trợ quốc gia để biến điều này thành hiện thực. Một mối quan tâm lớn khác là khuôn khổ chính sách kinh tế khôngt phân bổ tiền để khuyến khích việc thu gom pin đã qua sử dụng. Có một số chương trình thí điểm mua lại do chính quyền thành phố thực hiện nhưng không có chương trình nào ở cấp quốc gia. Điều này có thể thay đổi, có thể bằng một khoản thuế hoặc thuế, nhưng hiện tại, những người chơi ở khu vực tư nhân phải tự tài trợ cho việc đó. Đây là một vấn đề vì có rất ít động lực kinh tế để các nhà sản xuất xe điện lớn này thu thập và tái chế pin của họ.

Từ năm 2008 đến 2015, chi phí sản xuất và pin xe điện đã giảm từ 1.000 USD/kWh xuống còn 268 USD. Xu hướng đó dự kiến ​​sẽ tiếp tục trong vài năm tới. Việc giảm chi phí khiến việc tiếp cận trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết, nhưng đồng thời, chúng cũng làm giảm động lực thu thập và tái chế những loại pin này. Và vì các loại pin này cũng khác nhau nên rất khó để mở rộng quy trình thu gom tiền xử lý và tái chế, vì vậy toàn bộ hoạt động kinh doanh này hóa ra lại là một sự tiêu hao chi phí đối với các nhà sản xuất của chúng. Ai đã làm việc với lợi nhuận khá eo hẹp để bắt đầu?

Bất chấp điều đó, theo luật, các nhà sản xuất xe điện là những người đầu tiên xử lý và tái chế pin cũ đã qua sử dụng của họ, và bất chấp tính kém hấp dẫn về mặt kinh tế của toàn bộ dự án kinh doanh, họ vẫn tích cực hợp tác với các công ty lớn để thiết lập các kênh chính thức để tái chế pin. Một vài công ty tái chế lớn đã mọc lên. Ví dụ bao gồm việc Tyson tái chế sang Chiết Giang Huayou Cobalt. Jiangxi Ganfeng lithium, Hunan Brunp và GEM dẫn đầu thị trường. Nhưng bất chấp sự tồn tại của các công ty lớn được cấp phép này, phần lớn lĩnh vực tái chế của Trung Quốc đều được tạo thành từ các xưởng nhỏ, không có giấy phép. Những cửa hàng không chính thức này không có công cụ hoặc đào tạo phù hợp. Về cơ bản họ đi đếnsử dụng những viên pin này để làm vật liệu làm cực âm, bán lại cho người trả giá cao nhất và bán phần còn lại. Rõ ràng, đây là một rủi ro lớn về an toàn và môi trường. Do tuân thủ các quy tắc và quy định này, các cửa hàng bán lẻ này có thể trả cho chủ sở hữu xe điện nhiều hơn cho pin của họ và do đó được ưu tiên hơn, trích dẫn, bỏ trích dẫn các kênh chính thức. Do đó, tỷ lệ tái chế lithium-ion ở Trung Quốc vẫn khá thấp trong năm 2015, khoảng 2%. Kể từ đó, nó đã tăng lên 10% vào năm 2019. Nó đập như một cây gậy sắc nhọn vào mắt, nhưng điều này vẫn còn lâu mới đạt được mức lý tưởng. Và khuôn khổ năm 2018 không đặt mục tiêu về tỷ lệ thu gom pin. Một sự thiếu sót gây tò mò. Trung Quốc đang phải vật lộn với vấn đề này trên một mặt trận pin khác, pin axit chì đáng kính, công nghệ 150 năm tuổi nàyđược sử dụng rất phổ biến ở Trung Quốc. Họ cung cấp sức mạnh ngôi sao cho ô tô của mình và vẫn rất phổ biến đối với xe đạp điện. Điều này bất chấp các quy định gần đây khuyến khích thay thế chúng bằng ion lithium. Dù sao đi nữa, việc tái chế pin axit chì của Trung Quốc không đạt được kỳ vọng và tiêu chuẩn. Năm 2017, chưa đến 30% trong số 3,3 triệu tấn chất thải pin axit chì tạo ra ở Trung Quốc được tái chế. Lý do dẫn đến tỷ lệ tái chế thấp này rất giống với trường hợp lithium ion. Các cửa hàng bán lẻ không chính thức lách các quy tắc và quy định và do đó có thể trả nhiều tiền hơn cho pin của người tiêu dùng. Người La Mã đã nói rõ rằng chì không hẳn là chất thân thiện với môi trường nhất hiện có. Trung Quốc đã chứng kiến ​​nhiều vụ ngộ độc chì nghiêm trọng trong những năm gần đây do cách xử lý không đúng cách này. Vì vậy, chính phủ gần đây đã cam kết sẽ trấn áp các cửa hàng không chính thức này, ước tính có hơn 200 cửa hàng trên khắp cả nước. Mục tiêu là cố gắng đạt tỷ lệ tái chế 40% vào năm 2020 và 70% vào năm 2025. Xem xét rằng tỷ lệ tái chế pin axit chì ở Mỹ đã ở mức 99% kể từ ít nhất là năm 2014, điều đó không quá khó khăn.

Xem xét kỹ thuật và sinh tháitrước những khó khăn kinh tế liên quan đến việc tái chế pin xe điện, ngành công nghiệp đã nghĩ ra cách để tận dụng nhiều hơn những thứ này trước khi đưa chúng xuống mồ. Lựa chọn tiềm năng cao nhất là tái sử dụng chúng trong các dự án lưới điện. Rốt cuộc, những viên pin này vẫn còn 80% dung lượng và vẫn có thể sử dụng được trong nhiều năm trước khi ngừng hoạt động vĩnh viễn. Hoa Kỳ dẫn đầu ở đây. Đã thử nghiệm pin ô tô đã qua sử dụng cho các dự án lưu trữ năng lượng cố định từ năm 2002. Nhưng Trung Quốc đã thực hiện một số dự án trình diễn thú vị. Một trong những dự án hoạt động lâu nhất là dự án năng lượng gió và mặt trời Zhangbei ở tỉnh Hà Bắc. Dự án trị giá 1,3 tỷ USD này xuất phát từ nỗ lực chung của doanh nghiệp nhà nước Trung Quốc State Grid và nhà sản xuất pin EV BYD, nhằm chứng minh tính khả thi của việc sử dụng pin Second Life EV để hỗ trợ và quản lý lưới điện. Nhiều dự án tái chế pin EV đã xuất hiện trong những năm gần đây ở Bắc Kinh, Giang Tô và nó đã thành công. Chính phủ đang tập trung rất nhiều vào vấn đề này, nhưng tôi nghĩ cuối cùng thì vấn đề tái chế sẽ giải quyết được vấn đề đó nhiều hơn. Bởi vì kết cục tất yếu của mỗi cục pin là tái chế hoặc chôn lấp. Chính phủ Trung Quốc đã thực hiện một công việc đáng ngưỡng mộ trong việc khuyến khích tạo ra hệ sinh thái thịnh vượng này. Đất nước này chắc chắn là quốc gia đi đầu trong một số khía cạnh nhất định của công nghệ pin và nghiêm trọng hơn là những gã khổng lồ V có trụ sở tại đó. Họ có cơ hội thực sự bẻ cong đường cong phát thải ô tô. Vì vậy, theo một cách nào đó, vấn đề tái chế này là một vấn đề thú vị. Đó là dấu hiệu thành công của Trung Quốc. Nhưng vấn đề vẫn là vấn đề và ngành này đang trì hoãn việc thiết lập các mạng lưới, quy định và công nghệ tái chế phù hợp.

Chính phủ Trung Quốc có thể tham khảo chính sách của Hoa Kỳ để có một số hướng dẫn cũng như khuyến khích và tạo điều kiện cho người tiêu dùng có thói quen tái chế phù hợp. Và các khoản trợ cấp cần phải được chia nhỏ cho các doanh nghiệp trong ngành công nghệ tiền xử lý và tái chế, không chỉ trong lĩnh vực sản xuất. Nếu không, việc sử dụng năng lượng và thiệt hại về môi trường liên quan đến việc thải bỏ pin này sẽ lớn hơn bất kỳ lợi ích nào chúng ta nhận được từ việc chuyển sang sử dụng xe điện.