Вторичная переработка литий-ионных аккумуляторов (Li-Ion, Li-Pol, 18650 и других «АКБ») — это сложный бизнес с извлечением ценных материалов из старых отработанных элементов питания разных электрохимических систем. Лучше всех научился извлекать выгоду из утилизации Китай [исследование].
От утилизации Li-Ion-аккумуляторов одни проблемы и очень мало выгоды, но без их переработки скоро нельзя будет обойтись.
Истощение запасов металлов (кобальта, лития, меди — подробнее) за последние десять лет вынуждает производителей действовать превентивно, не дожидаясь дефицита и роста цен. В Китае просчитали экономические риски намного раньше, чем в других странах. В правительстве Поднебесной все эти годы создавались условия для бизнеса в переработке.
Далее вы узнаете, что из материалов поддаётся переработке, какие ценности извлекают китайцы из старых аккумуляторных батарей, и что вообще творится в отрасли утилизации на примере экономики КНР.
Переработка литий-ионных батарей. Зачем нужна?
Распространено мнение, что аккумуляторы литий-ионного типа не подлежат переработке — только экологической утилизации. Однако популярное утверждение не соответствует действительности.
В самом свежем исследовании 2019-го года (проводилось в Circular Energy Storage [сайт]) в мире сейчас насчитывается около сотни [источник] предприятий (от небольших лабораторий до крупных заводов), которые заняты в сфере рециркуляции материалов LIB (Li-Ion Battery, литий-ионных батарей). Большинство из них (более 65%) размещены в Китае.
Цифры из Китая по переработке аккумуляторов типа LIB:
- • 2018. 50 000 метрических тонн элементов питания.
- • 2019. 70 000 тонн.
- • 2020. 100 000 тонн.
- • 2021. 125 000 тонн элементов (планируется).
Для понимания масштабов отметим, что ещё двадцать лет назад объём поставок литий-ионных элементов составлял меньше 10 000 тонн. В 2021-м мировая экономика ожидает доставки потребителям 300 000 тонн аккумуляторов. К 2025-му ожидается поставка 700 000 метрических тонн LIB-ячеек в год, когда как мощности переработки едва ли дотянут до 400 000 тонн общемировыми усилиями.
На данный момент кроме Китая из вторичной переработки литий-ионных батарей нашли способ извлекать выгоду в Южной Корее, Европейском Союзе, в Японии, Канаде и США. Объёмы поставок аккумуляторных элементов и способности рынков к переработке указаны в графике.
Почему именно Китай разобрался лучше других, что делать со старыми аккумуляторами?
В Северной Америке и Европе переработка рассматривается как деятельность по удалению отходов. Обычно компаниям по утилизации за услугу нужно заплатить (и немало).
Китай — это крупнейший производитель и в то же время крупнейший потребитель литий-ионных аккумуляторов в мире. Конкуренция в стране настолько обострилась, что переработчики сами готовы платить за старые изношенные аккумуляторы (особенно это заметно по отношению к литий-железо-фосфатным электрохимическим системам, LiFePO4).
Указанная особенность Китая в переработке литий-ионных батарей будет привлекать всё больше компаний извне для заказа услуги утилизации.
Американские и европейские компании поставлены в иные условия. Даже имея всё необходимое оборудование они изо всех сил пытаются найти сбыт старых аккумуляторов в объёме, необходимом для безубыточности (о прибыли уже и речи нет).
Производители вынуждены искать способы снижения затрат и средства увеличения срока службы аккумуляторов. Пытаться улучшить возможность вторичного использования аккумуляторов пока несбыточная мечта в западном мире.
Что с литий-ионными аккумуляторами делают китайцы?
В основном это прямая переработка. Намного разумнее не измельчать аккумуляторы в металлический порошок (тогда возврат лишь трети от стоимости фактического компонента), а извлекать подходящие для повторного применения материалы.
Переработка аккумуляторных отходов в Китае делится на четыре основных направления деятельности:
- 1. прямая переработка катода (разделение катода, удаление связующего, изменение состава);
- 2. восстановление других материалов (электролит, графит, электрод / фольга);
- 3. проектирование для переработки;
- 4. моделирование и анализ утиля.
Управление всеми четырьмя типами предприятий — сложная задача. Но при налаживании производственного процесса образуется технология переработки, при которой достигается окупаемость.
Самое сложное — логистика. Например, в Contemporary Amperex Technology [страница в wiki] (CATL, крупнейший китайский производитель литий-ионных аккумуляторов) разработали спицевидную систему переработки:
- • создаётся большое количество объектов для приёмки;
- • для них в меньшем количестве строятся предприятия по разборке аккумуляторов;
- • далее добытый материал передаётся в центральный узел переработки для окончательной обработки.
Тем самым экономится до 60% затрат на транспортное плечо из-за снижения отгрузочного веса литий-ионных аккумуляторов. Кроме того, из процесса убираются все процессы по плавке и растворению катодов.
***
Самый острый вопрос для всех предприятий, которые решили заняться переработкой и утилизацией литий-ионных аккумуляторов — как быстро, недорого и с сохранением материала извлечь катод для его повторного использования в новых аккумуляторах. Сейчас над этой задачей работают ведущие университеты мира, финансируемые крупными аккумуляторными альянсами.
Почему в России просто не создать канал поставки акумов сразу в Китай. Даже допустим использовав первичную обработку?
Здравствуйте Это дорого, нужно обеспечить безопасную транспортировку, она отличается от новых аккумуляторов.
А почему сами не можем наладить такую станцию переработки?
Здравствуйте. Несколько компаний в России, включая Neovolt, работают в этом направлении последние годы. Это сложный процесс, так как нужно решить проблемы с отсутствием государственной поддержки (изменить законодательство для утилизационной отрасли); с бюрократической волокитой при работе с поставщиками сырья на внутреннем рынке; относительно Китая высокими налогами и сборами; с исследовательской базой за свой (а не государственный как в Китае) счёт; с административными препятствиями из-за особых (уникальных) ограничений в каждом регионе; с импортным оборудованием (все станки и компоненты к ним импортные, дорого стоят, теперь не поставляются легально); с нехватакой опытных специалистов в литий-ионном производстве (в России на это никто не обучает); с высокой конкуренцией за пределами внутреннего рынка (даже если рассматривать исключительно постсоветское пространство). Мы работаем над решением этих проблем, но процесс многолетний, так как слишком многое зависит от решений государства.
Добрый день, Neovolt, спасибо за статью. Такой вопрос, а Вам на производство анодный и катодный материал откуда поставляется? Заранее спасибо.
Элементы собственного производства мы пока не реализуем для клиентов (по российским законам нужно провести массу предварительных мероприятий, которые тянутся годы). Мы заказываем элементы питания у самых надёжных международных поставщиков, которые завоевали наше доверие для соблюдения гарантийного срока 12 месяцев: Panasonic, LG, Samsung, Minamoto, Robiton и другие. Подробнее о нашем производстве можете узнать на этой странице: neovolt.ru/info/o-proizvodstve
больше 3 лет занимаюсь ремонтом акб литий, никель кадмий и тд. больше года не могу найти ни одну ккомпанию по переработке лития и кадмия. никто не принимает. визуально знаю сколько выбрасывается аккумов и батареек в год. это 10ки тон. 100ни. кто то потом в каком поколении будет разгребать эти все батарейки на мусорке. страна россия -не лучше африки. удивляют люди с таким скудным подходом ко всему. просто слов нету.
Это очень животрепещущий вопрос, и кажется, что никто ничего не делает для его решения. Грустно думать обо всех батареях, которые выбрасываются каждый год, и еще больше беспокоит то, что эта проблема будет только усугубляться в будущем. Нам нужно найти способ правильно утилизировать эти батареи, пока не стало слишком поздно. За прошлый 2021 год мы сдали 300 кг старых аккумуляторов литий-ионного типа в Мегаполисресурс. Со следующего года, вероятно, мы также начнём переработку аккумуляторов, о чём объявим отдельно. Но никель пока не знаем куда девать, храним в своих условиях до момента, когда государство прояснит возможности.