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威廉希尔平台【专家视点】新能源材料回收难题有待破解

发布时间:2024-10-12 07:31:23浏览次数:

  如果将全球气温上升控制在2摄氏度以内,国际机构预测,到2040年清洁能源对矿产资源的需求至少要翻两番。

  用于制造电动车和电池的矿产需求增长尤其引人注目——到 2040 年增长 30 倍以上,锂需求增长 40 倍以上。

  一个负面结果是,数百万吨用过的太阳能电池板、风力涡轮机叶片和锂离子电池被丢弃在各地垃圾填埋场。如果不能再利用和回收,这些废弃材料会对生态系统和社会造成严重破坏。

  到2030年,美国预计每年废弃约100万吨太阳能电池板。在全球范围内,每年约有800万吨太阳能电池板被废弃。这些数字只会增长。到2050年,全球光伏废弃总量可能会增加近10倍,达到7800万吨。

  同样,预计到2025年,第一代电动车将产生约600,000吨的锂离子电池废料。到2030年,全球锂离子电池废料将增长到1100万吨。

  目前,美国所有类别的锂离子电池回收率都不到20%。有些技术公司承诺,他们的技术可回收锂离子电池中95%以上的有价值的成分。

  然而,多重原因导致锂离子电池回收近期在美国难以达到规模,影响回收盈利能力,包括低收集率、电池化学成分高度异质性以及回收的金属不确定的价值。

  政府需要制定法规,支持私营部门的投资,以实现清洁能源材料的大规模回收,收集、运输、拆卸、提炼、再利用和再制造新能源组件。

  此外,还需要企业在源头的技术创新,使其在使用寿命结束时的回收更简单、更安全,这些创新从分解和重组太阳能电池板、涡轮叶片和锂离子电池组件的新技术,到设计产品的新方法。

  欧洲走在了前面目前,欧盟已经实施了回收法规,特别是针对太阳能电池板和锂离子电池。近十年来,根据欧盟的《废弃电气和电子设备指令》,欧盟成员国被要求回收太阳能电池板中使用的85%的材料。回收成本计入前期费用,并且各个国家出台法规,规定了回收的具体管理方式。2018年,威立雅在法国开设了第一家致力于光伏回收的回收工厂。欧盟的太阳能电池板回收计划尚未获得太阳能电池板的全部可回收价值。这是因为欧盟的法规是基于根据太阳能电池板的重量收集和回收一定比例的太阳能电池板,这使得回收商可以通过只回收玻璃和铝来实现目标——每个电池板中最重的部分。这就影响了电池板发电部件中所含的硅、铜和银等关键材料的回收。欧洲正在进行许多试点,以经济地提取这些材料。欧盟的锂离子电池回收政策也要先进得多。在欧洲,欧盟对电池材料的再利用和回收提出了一系列要求,要求制造商将电池设计得更容易回收,并要求新电池包含最低限度的回收成分。到 2027 年,电池和汽车制造商将需要提供有关每款销售电池中钴、锂、镍和铅的数量和来源的易于获取的信息。除了现有的法规框架外,各种新规定正在刺激欧洲公司对电池回收的大量投资。优美科是一家总部位于比利时的全球矿物和材料加工公司,于2011年启动了世界上第一个工业规模的锂离子电池回收设施,现在每年回收7,000公吨的铜、钴和镍,并已扩展到锂回收。优美科已与多家欧洲汽车制造商签署了电池回收协议。

  美国缺乏太阳能电池板回收的联邦政策或授权。事实上,美国只有15个州禁止包括太阳能电池板在内的电子消费设备进行垃圾填埋场处理。至于州一级的太阳能材料回收政策,只有华盛顿州通过了一项法律,要求太阳能制造商承担回收和再循环太阳能电池板的费用,该法律的实施已经推迟了多年。美国加州最近采取了不那么激进但仍然有用的步骤,将太阳能电池板归类为“通用垃圾”,这可能使收集和回收的成本和回收成本低于归类为危险垃圾的物品。纽约州正在探索类似的变化。美国甚至没有消费电子产品电池的收集和处置的各州法规,更不用说电动车电池了。没有联邦或州法律要求回收电动车电池或分配为回收提供资金的责任。加利福尼亚州早些时候向州立法机构提出了有关电动车电池回收的政策。在联邦层面,一项电池回收法案迄今未能在国会取得进展。国会于 2021 年通过的基础设施法包含数十亿美元的研发补助金,用于电池回收和材料加工,但缺乏扩大回收的资金。美国没有强制要求回收,部分原因是因为回收目前还没有规模经济,而且成本很高。每个太阳能电池模块的回收成本从 15 美元到 30 美元不等,相当于新太阳能组件成本的十分之一。这比将废弃材料倾倒在垃圾填埋场的成本要高得多。需要制定法规,降低回收成本。由于美国没有对可持续电池制造进行跟踪和合规授权,全球电池联盟正在制定一项“电池护照计划”,以填补空白。铅酸电池回收如今,美国大约99%的铅酸电池被回收利用。这是几十年来公共政策和私营部门投资共同努力的结果。大多数州禁止在垃圾填埋场处理铅酸电池,许多州要求汽车经销商或制造商回收。大多数铅酸电池有类似的简单材料和外形尺寸,方便简单的拆卸。回收流程受到美国环境保护署的严格监管,以减轻对工人和环境的风险。另一端出来的铅质量很高,可以出售以获得可观的利润。威廉希尔登录

  但锂离子电池的前景却大不相同。它们包括多种不同的化学品,这些化学品不断开发中,电池具有不同的外形尺寸,从消费电子产品和电动工具到电动车和固定式存储应用。新能源材料回收不应该是最终解决方案以电池为例,到2040年,从废旧电池中回收的铜、锂、镍和钴的数量可以将这些矿物的一次需求减少约10%。但是,威廉希尔登录即使我们在2030年之前回收了100%的锂离子电池,威廉希尔登录也只能获得大约10%的钴需求。这凸显了这样一个事实,回收废弃新能源材料不是最好的方式,最佳方式就是在设计和生产过程中确保未来不需要回收。即回收利用与减少或消除对各种金属需求的新技术相结合最有效。从根本上来说,回收不应该是最终解决方案。最终目标是创造真正的循环经济。

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