עם ההתפתחות המהירה של תעשיית רכבי האנרגיה החדשים, המדינה שלי הפכה למדינת גבול בייצור ומכירה של רכבי אנרגיה חדשים. הייצור והמכירות של סוללות חשמל גדלים משנה לשנה. התאוששות סוללות החשמל קרובה והחברה נותנת תשומת לב רבה.

לרכבי אנרגיה חדשים יש חיי שירות. אם סוללת החשמל של רכב חשמלי מסולקת בצורה לא נכונה לאחר גריטה, הדבר יביא להשפעה סביבתית וסיכונים בטיחותיים לחברה מחד, ובזבוז משאבים מאידך. לכן, מיחזור סוללות חשמל עבור רכבי אנרגיה חדשים הוא חשוב מאוד.

מיחזור סוללות ליתיום כוח מתייחס למיחזור מרוכז של סוללות חשמל שנפסלו, מיחזור של ניקל, קובלט, מנגן, נחושת, אלומיניום, ליתיום ואלמנטים אחרים בסוללה באמצעות טכנולוגיית תהליך, ולאחר מכן מיחזור חומרים אלה בחזרה לחבילת סוללות ליתיום כוח וליישם את זה רכבי אנרגיה חדשים.

בשלב הראשוני של התעשייה, מדיניות תומכת בפיתוח

כתחום מתפתח, מיחזור סוללות חשמל נמצא עדיין בחיתוליו. על מנת לחזק את ניהול המחזור והניצול של סוללות כוח לרכבי אנרגיה חדשים, לתקנן את התפתחות הענף ולקדם ניצול מקיף של המשאבים, פרסמה המדינה מספר מדיניות וצעדים.

בינואר 2018 הוציאו במשותף משרד התעשייה והתקשוב, לשכת האנרגיה, המשרד להגנת הסביבה ואגפים נוספים את “צעדי הביניים לניהול מיחזור וניצול סוללות חשמל לרכבי אנרגיה חדשים”.

פרסום “צעדי הביניים לניהול מיחזור וניצול סוללות חשמל לרכבי אנרגיה חדשים” מספק ערובה חשובה לפיתוח בריא של מיחזור וניצול סוללות כוח לרכבי אנרגיה חדשים. על מנת לקדם טוב יותר את יישום “הצעדים המנהליים”, הוציאו המחלקות הרלוונטיות הבאות את “תקנות הביניים בדבר ניהול המיחזור והעקיבות של סוללות חשמל לרכבי אנרגיה חדשים”.

תהליכי מיחזור שונים יכולים לענות על צרכים שונים

סוללת חשמל היא סוג המוצר הנפוץ ביותר. סוללות ליתיום משתמשות בתחמוצת מתכת מסוממת ביוני ליתיום כאלקטרודות להעברת יוני ליתיום להשלמת טעינה ופריקה. סוללות ליתיום מורכבות בדרך כלל מאלקטרודה חיובית, אלקטרודה שלילית, מפריד ואלקטרוליט.

קיימות טכנולוגיות מיחזור שונות לסוללות חשמל, המתאימות לאירועים שונים.

(1) פירומטלורגיה

סוללת הליתיום הפסולת נקלית בטמפרטורה גבוהה, והאבקה העדינה המכילה מתכת ותחמוצת מתכת מתקבלת באמצעות ריסוק מכאני פשוט.

מאפייני התהליך: התהליך פשוט יחסית ומתאים לעיבוד בקנה מידה גדול; אבל הבעירה של אלקטרוליט סוללה ורכיבים אחרים עלולה לגרום בקלות לזיהום אוויר. התהליך הפירומטלורגי מוצג באיור.

(2) תהליך מיחזור משולב

באמצעות ייעול השימוש בתהליכי מיחזור משולבים, ניתן לנצל את היתרונות של כל תהליך בסיסי במלואו ולמקסם את היתרונות הכלכליים של המיחזור.

(3) הידרומטלורגיה

לאחר שבירת הסוללות הפסולת, הן מומסות באופן סלקטיבי עם ריאגנטים כימיים מתאימים כדי להפריד את יסודות המתכת בתשטוף. מאפייני תהליך: יציבות תהליך טובה, מתאים לשחזור של סוללות ליתיום פסולת קטנות ובינוניות; אבל העלות גבוהה, ונוזל הפסולת זקוק לטיפול נוסף.

(4) פירוק פיזי

לאחר ריסוק, ניפוי, הפרדה מגנטית, שחיקה עדינה וסיווג מארז הסוללות, מתקבלים חומרים בעלי תוכן גבוה ולאחר מכן מתבצע השלב הבא של המיחזור. מאפייני התהליך: התהליך מאוד ידידותי לסביבה ולא ייצור זיהום משני; אבל יעילות העיבוד נמוכה וזה לוקח הרבה זמן.

לקדם את הביקוש בשוק לרכבי אנרגיה חדשים

הקידום והיישום של רכבי אנרגיה חדשים הפכו למיינסטרים העולמי. בשנים האחרונות, סין גם מקדמת ומפיצה את השימוש בכלי רכב חשמליים באופן פעיל. עם העלייה המהירה של שוק רכבי האנרגיה החדשים, בעקבות הביקוש לסוללות ליתיום כוח.

לפי הסטטיסטיקה, שוק רכבי האנרגיה החדשים של ארצי צמח במהירות בשנים האחרונות. ביניהם, המכירות עלו מ-18,000 ב-2013 ל-777,000 ב-2017, עלייה של 4216.7% משנה לשנה. עד השנה, למרות ההשפעה של התאמות סובסידיות, מכירות רכבי אנרגיה חדשים שמרו על צמיחה מהירה. מינואר עד אוגוסט, המכירות המצטברות של רכבי אנרגיה חדשים הגיעו ל-601,000, עלייה משנה לשנה של 88%. עד 2018, סין צפויה למכור 1.5 מיליון רכבי אנרגיה חדשים.

בנוסף, על פי נתוני המשרד לביטחון פנים, נכון לסוף יוני עמד מספר כלי הרכב המנועיים בסין על 319 מיליון, מתוכם 229 מיליון כלי רכב. נכון לסוף המחצית הראשונה של השנה, הגיע מספר רכבי האנרגיה החדשים בארץ ל-1.99 מיליון, המהווים רק כ-0.9% מסך הרכבים, ויש הרבה מקום לצמיחה.

השפעת הקידום של רכבי אנרגיה חדשים היא יוצאת דופן, והביקוש לייצור לסוללות ליתיום חזקות. הנתונים האחרונים מראים כי ביולי 2018, הקיבולת המותקנת של סוללות ליתיום בשוק רכבי האנרגיה החדשים המקומיים הייתה 3.4GWh, עלייה של 16% מחודש לחודש ועלייה משנה לשנה של 30%; הקיבולת המותקנת המצטברת מינואר עד יולי הייתה 18.9GWh, עלייה של 126% משנה לשנה.

עם הפופולריות הנוספת של רכבי אנרגיה חדשים בעתיד, התפוקה של סוללות ליתיום כוח תמשיך לעלות, וקצב הצמיחה יאט. ההערכה היא שעד 2020, הקיבולת המותקנת של סוללות הליתיום בסין תעלה על 140GWh. עם כניסת סוללות ליתיום כוח לשוק, מספר רב של סוללות שיצאו משימוש ייפטרו לאחר סיום חיי השירות שלהן. ההתפתחות המהירה של שוק רכבי האנרגיה החדשים והעלייה של סוללות ליתיום כוח הביאו ביקוש עצום לתעשיית מיחזור סוללות הליתיום.

לשוק מיחזור סוללות ליתיום כוח יש סיכויים רחבים והיקף השוק הוא עצום

בשנים האחרונות, הייצור והמכירה של סוללות חשמל גדל משנה לשנה, ומספר רב של סוללות עומדות בפני גרוטאות וגרוטאות. ההערכה היא כי מהחישוב המקיף של תקופת האחריות של החברה, חיי הסוללה ותנאי השימוש ברכב, סוללת האנרגיה החדשה של רכבי האנרגיה תיכנס לפרישה בקנה מידה גדול לאחר 2018, והיא צפויה לעלות על 200,000 טון (24.6GWh ) עד 2020. בנוסף, אם ניתן יהיה להשתמש ב-70% לשימוש בדרג, כ-60,000 טון של סוללות יימחקו.

העלייה המהירה בכמות הפרישה של סוללות החשמל הביאה שוק ענק לתעשיית מיחזור סוללות הליתיום החשמליות.

קנה המידה של שוק המיחזור שנוצר על ידי שחזור קובלט, ניקל, מנגן, ליתיום, ברזל, אלומיניום וכו’ מסוללות ליתיום מפסולת, יעלה על 5.3 מיליארד יואן ב-2018, 10 מיליארד יואן ב-2020 ו-25 מיליארד יואן ב-2023.

לסוגים שונים של סוללות ליתיום כוח יש תכולת מתכת שונה, התואמת לכמויות ומחירים שונים של מתכות הניתנות למחזור. ההערכה היא שבשנת 2018, בסוללות הליתיום הכוחניות שהושלכו לאחרונה, צריכת הניקל הניתנת למחזור היא עד 18,000 טון. לאחר חישוב, מחיר מיחזור ניקל המקביל הגיע ל-1.4 מיליארד יואן. בהשוואה לניקל, שיעור ההתאוששות של ליתיום קטן יחסית, אך מחיר ההתאוששות גבוה בהרבה מזה של הניקל ומגיע ל-2.6 מיליארד יואן. הגדלת צפיפות האנרגיה של סוללות ליתיום ליותר מ-400Wh/kg תגדיל משמעותית את הקילומטראז’ של כלי רכב חשמליים. אם לוקחים את BAIC EV200 כדוגמה, סוללה של 400Wh/kg שווה ערך לצפיפות אנרגיה נפחית מעל 800Wh/L. תוך שמירה על קיבולת ערכת הסוללות הקיימת וצריכת החשמל של 100 קילומטרים לטון ללא שינוי, טעינה בודדת לא יכולה להחזיק מעמד רק 620 קילומטרים; זה גם יכול להפחית עלויות, להאריך את חיי השירות ולפתור את הבעיה של הבדלי ביצועים גדולים בין רכבים חשמליים לרכבי דלק. לפני מספר ימים, אמר לי הונג בראיון לכתב מ-Science and Technology Daily.

מכיוון שמחקר ופיתוח סוללת ליתיום לרכב האנרגיה החדש הוא חוליה חשובה בכל הפריסה, המשימה של הפרויקט היא לפתח את צפיפות האנרגיה של הסוללה בשרשרת תעשייתית של יותר מ-400 ואט/ק”ג, ואת הצפיפות המצטברת של הסוללה. הבנה של נושאים מדעיים בסיסיים וטכנולוגיות מפתח, וסיפקה התייחסות והכוונה חשובה לפיתוח סימולטני של החברה של סוללות 300 ואט/ק”ג.

בפרויקט זה, צוות המחקר והפיתוח של סוללת הליתיום ארוכת החיים לוקח על עצמו את המשימה לאתגר את צפיפות האנרגיה הקיצונית של הסוללה.