Глобальная переработка аккумуляторов для гибридных и электромобилей приносит пользу окружающей среде, сокращая количество отходов и выбросов.

Обсуждение ремонта никель-металлгидридных аккумуляторов. ВместеНе касательно батарей для смартфонов или ноутбуков, можете ли вы предоставить более достоверные данные, касающиеся утилизации никель-металлгидридных и литиевых батарей, а также их использования в рамках циклической системы и переработки в индустрии гибридных электромобилей?

Сосредоточение внимания на переработке и повторном использовании гибридных электромобилей (ГЭВ) имеет смысл, поскольку никель-металлгидридные (NiMH) батареи по-прежнему доминируют в этой области (например, более чем в 60% мировых моделей ГЭВ, в первую очередь Toyota), в то время как литий-ионные (Li-ion) батареи все чаще используются в новых гибридах и подключаемых гибридах. Я пересмотрю данные, касающиеся ремонта/повторного использования, восстановления, переработки и аспектов циклической экономики, специально для ГЭВ. Аккумуляторный блокНа основе последних анализов жизненного цикла и отраслевых отчетов, ниже приводится подробный анализ с убедительными статистическими данными, ориентированными на гибридные электромобили, о преимуществах для окружающей среды, переработке материалов и потенциале замкнутого цикла. Эти данные подчеркивают, как продление срока службы за счет ремонта сокращает количество отходов и выбросов, а переработка возвращает ресурсы в новое производство.

Ремонт и повторное использование: продление срока службы батарей гибридных автомобилей для сокращения отходов и выбросов.

Ремонт никель-металлгидридных (например, замена элементов или восстановление) батарей проще, чем литий-ионных, благодаря модульной конструкции, и значительно повышает экологичность, позволяя избежать полной замены. Большинство никель-металлгидридных батарей в гибридных автомобилях служат 150 000–200 000 миль (что соответствует сроку службы автомобиля), но ремонт может продлить этот срок для повторного использования, например, в качестве стационарных накопителей энергии.

В исследовании жизненного цикла (LCA) за 2022 год, проведенном в США для переработки никель-металлгидридных аккумуляторов для гибридных электромобилей (включая сценарии ремонта/повторного использования), было установлено, что ремонт/повторное использование сокращает объем отходов на свалках до 80% и истощение ресурсов (например, редкоземельных элементов или РЗЭ) на 50–70% по сравнению с утилизацией или новым производством.

В случае литий-ионных аккумуляторов в гибридных/подключаемых гибридных автомобилях повторное использование в системах хранения энергии (например, для буферизации в электросети) может компенсировать 40–60% воздействия производства на окружающую среду, при этом восстановленные батареи сохраняют 70–80% емкости после 10 лет эксплуатации в автомобиле.

По прогнозам, к 2025 году около 75% отработанных батарей гибридных и электромобилей будут использованы повторно до утилизации, что отсрочит полный вывод батарей из эксплуатации на 5–10 лет и снизит потенциал глобального потепления (ПГП) на 30–50% на каждый аккумуляторный блок. С точки зрения экологии, сравнительный анализ жизненного цикла показывает, что ремонт никель-металлгидридных аккумуляторов оказывает меньшее первоначальное воздействие, чем ремонт литий-ионных (например, на 20–30% меньше энергии на производство), но более высокая плотность литий-ионных аккумуляторов означает, что повторное использование обеспечивает большее общее накопление энергии в течение циклов — до 2 раз больший срок службы.

В целом, HРемонт аккумуляторов для электромобилейИспользование повторно позволит избежать образования 10–15 миллионов тонн электронных отходов ежегодно к 2030 году, поскольку парки гибридных автомобилей (по прогнозам, насчитывающие более 100 миллионов автомобилей) будут массово выводиться из эксплуатации.

Восстановление и переработка: высокая эффективность использования критически важных материалов.

В системах HEV NiMH извлечение ключевых металлов с помощью гидрометаллургических процессов (выщелачивание кислотами, такими как HCl) составляет более 95%, что значительно превосходит показатели более старых методов пирометаллургии (50–85%).

Характеристики: 99% никеля, 95% кобальта, 90–95% редкоземельных элементов (например, лантана, церия, неодима).

Американские предприятия, такие как Toyota и Redwood Materials, сообщают об общем уровне извлечения материалов из никель-металлгидридных аккумуляторных батарей для гибридных автомобилей в 95–98%, что позволяет полностью исключить попадание отходов на свалки — все, что не было извлечено, используется в процессе переработки.

В гибридных электромобилях степень извлечения литий-ионных аккумуляторов достигает 95–99% для кобальта, никеля и лития за счет прямой переработки (без плавки), при этом требования ЕС предусматривают увеличение степени извлечения лития до 35% к 2026 году и до 75% к 2030 году.

Исследование 2024 года, посвященное смешанным химическим составам гибридных электромобилей (NiMH + Li-ion), показало, что содержание редкоземельных элементов и цветных металлов в них превышает 95%, что позволило сократить потребности в первичной добыче на 2–17%.

Это замыкает циклы: извлеченные редкоземельные элементы из NiMH напрямую заменяют первичные источники в новых топливных элементах, сокращая воздействие на окружающую среду на этапе производства (70% от общего воздействия NiMH) на 40–60% в отношении потенциала глобального потепления.

В случае литий-ионных аккумуляторов использование переработанных материалов снижает энергопотребление на 50–75% по сравнению с первичными материалами, и в США пилотные проекты уже предусматривают обратную связь с катодами гибридных электромобилей.

Масштабы развития экономики замкнутого цикла: прогнозы для аккумуляторов гибридных автомобилей.

Рынок переработки аккумуляторов электромобилей (включая гибридные автомобили) стремительно растет — с 0,57 млрд долларов в 2024 году до 24,5 млрд долларов к 2035 году (среднегодовой темп роста 40,8%) — чему способствует вывод из эксплуатации гибридных автомобилей (например, ранних моделей Prius).

К 2030 году переработка отходов позволит извлечь достаточно материалов для удовлетворения 10–20% мирового спроса на литий/никель для новых гибридных автомобилей, что позволит избежать выбросов 16 млн тонн CO2-эквивалента в год и сократить затраты на добычу на 25 млрд долларов.

В соответствии с политикой ЕС, к 2027 году 50% аккумуляторов портативных электромобилей и гибридных автомобилей будет собираться вместе с топливом, что позволит ежегодно экономить более 10 000 тонн критически важных металлов.

В США к концу 2024 года объемы кредитования, финансируемых IRA, превзойдут показатели Европы, а уровень восстановления в 95% позволит создать внутренние сети.

К 2040 году спрос на материалы для батарей может утроиться, но стратегии замкнутого цикла (ремонт + переработка) позволяют сократить этот рост на 20–30% за счет повторного использования.

По сути, для гибридных электромобилей ремонт никель-металлгидридных аккумуляторов выгоден своей простотой и минимальным воздействием на окружающую среду, а переработка литий-ионных аккумуляторов обеспечивает более широкие циклы использования материалов — вместе они могут сократить выбросы на 40–60% и обеспечить бесперебойные поставки по мере роста автопарков. Если у вас есть комментарии по этому поводу, пожалуйста, оставьте нам сообщение. Спасибо.