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绿色建筑的新闻

电动汽车的繁荣将带来固体废物的挑战

工业希望再利用和回收处理堆积如山的旧锂离子电池

随着电动汽车数量的攀升必须处理的旧电池数量也将减少。英国研究人员的一份新报告概述了即将面临的挑战。约翰·卡梅隆在Unsplash上拍摄。

电动汽车拥有量的激增将有助于在未来几十年降低碳排放。但是,当汽车到达终点时,这也将给数百万锂离子电池的再利用和回收带来挑战。

一项新的研究发表于期刊自然说电池“为回收商提供了严重的废物管理挑战”,也代表了恢复用于制造它们的宝贵原材料的机会。

不再能为车辆提供动力的电池仍有足够的电量用于路灯和其他要求不那么高的用途。对于后院的修补者来说,电池可能是一种比特斯拉Powerwall等商用电池组更便宜的储能选择。

这项研究由英国伯明翰大学的14名研究人员撰写,概述了目前电池回收和再利用的方法。尽管电动汽车的销量目前还不高,但它们正在增长——2017年,全球电动汽车销量首次突破100万辆。

随着销量的增长,环境问题也变得更加紧迫。电池组的平均重量约为550磅,体积为17.5立方英尺,这些电池代表了大约25万吨的垃圾,这些垃圾必须在车辆被拖到垃圾场时进行处理。

作者说:“尽管再利用和目前的回收工艺可以将部分垃圾从垃圾填埋场转移出去,但考虑到电动汽车市场的增长轨迹,电动汽车垃圾的累积负担是巨大的。”

重复使用比回收利用好

可以拆除电池以提供制造新的原材料。但根据一个名为“Lansink的梯子”的废物管理理论,重复使用是比回收更好的首选。在垃圾填埋场处置应该是最后的手段。

在电网薄弱或不可靠的地区,以及可再生能源发展良好、对储存的需求大得多的地区,利用旧电池进行能源储存是很有吸引力的。

或者,电池也可以给像戴维·埃尔德顿(David Elderton)这样的人。埃尔德顿住在不列颠哥伦比亚省,他用一辆被撞坏的特斯拉Model S汽车上的电池为家里供电。

据CBC广播报道,给予旧的EV电池第二次生命是替代任何电动供电的燃烧化石燃料的任何电机都是奥黛连策略的一部分。Tesla电池由太阳能电池电池充电,他搁置在他的棚屋的屋顶上。如果他仔细,电池的能力能够保持灯光,只需五天即可。

“他说,这是一个不再购买汽油的良好感觉,”他说。

据加拿大广播公司报道,日产Leaf电动汽车的废旧电池在日本被用来为街灯供电,这一项目被称为“光明重生”。它们还被用来点燃荷兰的一个体育场。通用汽车使用电池从老雪佛兰伏特在米尔福德的资产中为数据中心提供动力。

重用策略有限

奥斯特·托顿的电力系统由一辆破坏的汽车围绕电池构建,而不是一辆电池已经经历了更多电荷放电循环的旧车。使用Old EV电池用于网格存储的策略是否与已退休的电动车辆拍摄的电池一样成功?

特斯拉(Tesla)前首席技术官杰比·斯特劳贝尔(JB Straubel)表示,可能不会。在2016年的一篇文章中在采访中,他说这个想法已经得到了很多关注。他说,最终,“我们得出的结论是,这些资产的使用既不经济,也不是很好。”

为什么?他说,等到电池从汽车中取出时,它已经使用了10到15年,这项技术已经相当陈旧了。

“而且,你知道,这种退化不是完全线性的,”他说。“在使用寿命结束时,它们的效率和容量会有所下降,由于很多原因,这使得将它们有效地部署回电网变得非常困难,因为你想要高可靠性和可预测性。”

他说,专门设计用于网格储存的电池,其特点比为车辆设计的特点不同。每天都没有收取汽车电池,每天都完全充分放电,其中电池用于家用电气存储。

CBC指出,电动汽车电池的使用寿命应该在8到12年之间。尽管电池会随着时间的推移而降解,但它们的设计初衷是维持车辆的使用寿命。

电池含有宝贵的资源

电动汽车电池含有多种有价值的资源,包括钴和锂。提炼这些元素来制造电池会对环境造成严重影响,所以从资源保护的角度来说,通过回收回收这些元素是有意义的。

例如,这项研究的作者自然说它需要250吨矿物矿石脱桃以产生一吨锂。使用不同的方法,一吨锂需要750吨盐水,但该过程也耗尽了水桌。(在智利的主要锂生产区,根据该研究的情况,采矿的65%的水消耗。)

钴是一个更大的问题。储备是有限的,而价格波动、道德和环境问题(包括童工)是普遍存在的。“这些社会负担是由世界上最脆弱的一些人承担的,”作者说。

报告说:“废旧锂离子电池回收可以提供重要的经济效益,避免新的矿物开采需求,并提供抵御锂离子电池供应链中脆弱环节和供应风险的弹性。”

不过,有障碍。回收要求有人将电池组分开,这会产生自己的危险。技术人员需要专门的培训和工具,在某些情况下,电池可以爆炸或泄漏有害物质。车辆制造商还使用多种类型的细胞设计,这使得该过程更加复杂。

在英国,受过培训的电动汽车技术人员只有1,000人,而汽油发动机技术人员则有17万人。

“人们担心未经训练的机械师可能会冒着生命危险修理电动汽车,”作者说,“从逻辑上讲,这些担忧也延伸到了那些在报废车辆上操作的人。”

相反,该行业正在开发能够分解电池和收获材料的机器人,以便重用,“潜在地在经济上可行。”

-scott gibson是绿色建筑顾问的贡献作家良好的住宅建筑杂志。

19日的评论

  1. vap0rtranz||#1

    作为一名电动车车主,我们并不是不知道这一点,但LiOn与镍氢电池、镍镉电池、铅酸电池等已经在消费者循环使用了几十年的电池有什么不同呢?难道我们就应该停止使用电池,直到找到“最终”的清洁解决方案?

    在比较环境影响时,我认为这是两害中最坏的:
    A)每天燃烧化石燃料,还是
    B)电池每十年循环一次。

    每十年影响一次和每天的影响是非常不同的。

    我们需要的是激励措施和/或关于回收利用的法律。我父亲那一代没有回收汽车电池。现在,我们回收了汽车用的铅酸电池,以及消费电子产品用的其他电池等。当你出去阅读关于这个主题的一些研究时,大多数人会说,大部分的铅(和其他原材料)现在正在被回收。

    我猜,在汽车制造商将铅酸电池装进汽车之前,回收和回收并没有真正“发明”,对吧?如果是这样,回收就开始了,不是因为我父亲那一代看到了很多汽车电池,而是因为消费者的动机,以及一些司法管辖区规定倾倒电池是非法的——希望是因为对环境的影响。这就是我们在电动车中需要的LiOn。不是对电动汽车的批评。

    我用简单的二进制术语来说:如果你反对LiOn电池,那么:
    停止使用你的智能手机
    停止使用你的笔记本电脑/平板电脑

    因为这两种电子产品都使用了LiOn电池,而且在全球范围内的部署足迹巨大,尤其是与电动汽车相比。

    1. 约翰•克拉克||#2

      洪水铅酸电池中回收的铅大约是99%,因为它们的结构相当简单,而且比购买原始材料更便宜。我想AGM电池也没什么不同。我不知道锂离子电池的回收率,等等。这取决于电池技术本身,但回收的锂相对于原始库存是非常昂贵的,因为回收技术部分依赖于有问题的锂电池的制造技术。

      重新授权EV电池只是延迟策略,直到希望有人能够弄清楚如何经济地回收它们。我似乎记得在欧洲,汽车制造商负责电池,汽车所有者必须支付回收费。除非您想继续为市场推出市场,否则美国将不会有法律回收。

      请记住,稀土开采对环境的影响主要是局部的,而化石燃料排放的影响是全球性的。政策制定者对此没有意见。

      1. 专家成员
        Dana多赛特||#3

        “重新利用电动汽车电池只是一种拖延战术,希望有人能想出如何经济地回收它们。”

        电动汽车电池作为电网存储的重新用途不仅仅是一种拖延战术——它在等式的利益方面堆积了非常真实的价值,因为它(通常)比制造有目的的电网电池便宜。(这不仅仅是我……在电网薄弱或不可靠的地区……”)

        此外,EV电池未来是李离子的概念不是一个上面的结论 - 有许多正在开发的电池化学物质,而且突破成本,安全,能量密度等似乎很可能是推动器成为主要的车辆类型这条路,尽管目前的头部开始锂离子对潜在的竞争。

        但当然,电池化学的有价值越差,可能会越少。不知何故,我认为世界将能够保持。

  2. Geir Gaseidnes.||# 4

    虽然钴绝对是一个问题,但它越来越少。电池化学物质正在远离使用CO,Tesla的电池降至〜3%钴与〜3%钴。正常的12-14%左右,并承诺完全脱离它。

  3. 马特·V||# 5

    “每天都没有收取汽车电池并完全放电,其中用于家用电气存储的电池。”

    该有人去跟我的插电式混合动力车说。这是一款普锐斯Prime,电池容量为8.8千瓦时,其中约6.3千瓦时可用于电动模式。在夏天,我的往返通勤几乎消耗了100%的可用电池容量。在冬天,它使用了1.5-2倍的可用容量(我在工作时充电)。对我来说,这似乎对电池的使用要求太高了,所以看看它在一段时间内是如何保持的,以及它是否真的可以使用10年以上,将是很有趣的。

    SOC被允许在14-84%之间,但是我假设任何好的网格存储设备都有类似的限制,如果它被设计为持续很长时间的话。

    丰田刚刚提高了2020年车型的电池保修期(从8年/10万英里提高到10年/15万英里),所以他们必须对电池的保修期有很高的信心。

  4. Peter L||#6

    由于电池的复杂性,特斯拉的锂离子电池可能会爆炸或泄漏有毒物质,因此很难正确回收。看起来通过制造电动汽车解决了一个问题(减少ICE排放),却产生了另一个污染问题。

    直到他们弄清楚。我还是用我那辆烧汽油的车吧。

    1. 专家成员
      Dana多赛特||#7

      “通过制造电动汽车解决了一个问题(减少ICE排放),却产生了另一个污染问题。

      直到他们弄清楚。我会继续开我那辆烧汽油的车。”

      在汽车的生命周期上,化石燃烧器产生了更大的污染问题的秩序,即使EV解决方案并不完美,也是值得解决的问题。

      仅仅因为没有足够的临界电池,已经弄清楚了大量回收系统并不意味着它超级困难或不可能弄清楚。文章指出:

      "...电池对回收者来说“是一个严重的废物管理挑战”,但也代表了回收制造它们的有价值的原材料的机会。

      这里有机会。

      在经济上恢复和追回汽油车的生命周期CO2,PPM2.5和其他排放是一个非常难以弄清楚的问题(这就是为什么它仍然是一个问题。)即使是SOX和NOx排放也没有用汽油车完全解决,尽管几十年的努力。

      1. Peter L||#8

        达娜,

        从经济上来说,对我自己来说。我看不出换电动汽车有什么好处。在需要大修之前,我现在的ICE还能再跑15万英里。我知道如何在ICE车辆上工作,所以所有的维护工作都可以由我来完成。我不知道如何在电动汽车上工作,甚至不会尝试这样做。

        最近的特斯拉经销商/机械师距离酒店有160英里。我需要4WD和牵引能力。在你带上新的Tesla卡车之前(那就是如此丑陋,我不希望在最敌人的敌人上)。目前的EV市场中没有任何东西对我来说是财务意义。别说不得不处理维修或越野能力。

        1. 马特·V||#9

          电动汽车现在并不适合所有人。显然它们对你不起作用。但对于居住在城市和郊区的人来说,这是一个很好的解决方案,因为他们可能只是偶尔在房子周围离开30英里。即使有80%的人改用电动汽车,我们也会看到空气质量的巨大改善,尤其是随着可再生能源发电量的增加。

          你也可以考虑两辆车的解决方案如果你经常开车只是为了运送人。我有一辆普锐斯Prime用于上下班和在镇上开车,但我保留了我的丰田4runner用于运输建筑材料、开车越路、露营等等。拥有电动卡车和运动型多功能车(SUV)相比,两辆车的价值组合类似于一个新的电动SUV,我使用更少的天然气总体(因为90%的我的驾驶普锐斯比电动车SUV更有效),和我有更多的道路和货物移动能力当我需要它(与任何现有的电动SUV产品相比)。

          插电式混合动力车也可以很好地解决本文中提到的电池问题。我的电池足够我驾驶的80%(因为我可以在工作时充电),但它的容量大约是普通特斯拉电池的1/8。当电池耗尽时,这将大大减少电池的浪费,因为在汽车的使用寿命中只燃烧了少量的汽油。

          如果有人建造了一个良好的越野能够有能力的PHEV或皮卡,我强烈考虑销售我的车辆,因为它有一点有两个麻烦。我认为像4runner phev或f150 phev这样的东西会为很多人提供包括彼得l的人,他们可能无法利用一个小型ev通勤​​车。不幸的是,奥地地尔PHEV可能是唯一最新的选择,而且它并不是那么大(冒失的道路能力和令人失望的里程)。所有对新车的兴趣都将到全面推动。

        2. 约翰•克拉克||# 14

          彼得,

          现实是BEV具有很少的移动部件的维护要求。没有阀门盖垫圈,没有火花塞/线圈包,无O2 / MAF / NOx传感器,没有启用刀,动力转向泵,没有油变化,刹车持续明显更长。基本上由于机械部件的减少,越少出错。像特斯拉这样的公司不需要创建零件失败,以便在业务中保持国家任务经销商网络的服务部门。

          你的里程会有所不同。我个人有时希望我能有一辆电动汽车,但我缺乏在家里充电的能力,我喜欢自驾游。*耸耸肩*

          很多纯电动汽车的家庭都有第二辆车。

          1. jaccen.||# 15

            同意这两种意见。每天上下班的时候,我都会开Leaf。我妻子为我们的孩子开了一辆小货车。我们根据需要来来回回地交换。冬天开车,带孩子,去取用品等等)。

            来自技术POV的PHEV是一个更好的比赛,但我们去了BEV,因为:
            -当时的补助金要高得多(1.4万美元用于BEV)
            - 我们认为改变即将来临,所以我们现在可以适应(随着范围增加,价格下降,我们今天的烦恼会褪色)。
            -如果你使用纯电动汽车,那是有充电器补贴的。

            我用一个适配器把我的电焊机插头插到一个220V的焊机插头上。这是便携式(果汁盒)。任何有电炉的人都可以在家里给汽车充电。如果你的车续航里程较低,公寓和共管公寓的情况就会有点不稳定,但目前已经有了解决方案。

            https://electrek.co/2019/11/13/la-adds-hundreds-of-ev-chargers-to-streetlights-giving-renters-a-place-to-plug-in/

          2. 查尔斯坎贝尔||# 19

            约翰,你在家没电是因为你没电了吗?

        3. 专家成员
          Dana多赛特||# 16

          >“从经济上讲,对我自己来说。我看不出换电动汽车有什么好处。在需要大修之前,我现在的ICE还能再行驶15万英里。”

          财务状况是继续驾驶现有ICE车辆的有效理由。但这与最初给出的理由不同。

          等待“......他们认为这一点”关于处理/回收电池的系统不是一个有效的原因。

          1. vap0rtranz||# 17

            在经济上和环境上有多少选择使我们有利于我们?

            我认为大多数房屋或运输中的任何一个选择都有平等的好处(通常是不平衡的),因为即使是“绿色”建筑物的投资回报率计算也很长。

            我们使用Phev / Rev(一个伏特......让我们所有的停止思考Tesla是唯一的选择),并有一个吉普车在雪地里举行。看起来许多其他人也带着冰备用车辆。

            有趣的是拥有电动汽车如何改变您的日常习惯和偏好。我们在这里_prefer_现在驱动伏特:)

    2. 达伦亚当斯||# 13

      可以理解,......但经济转换旧太阳能,即化石燃料,方便,廉价的新能源是问题 - 释放我们再也无法承受的大量二氧化碳。社会不能继续依靠最便宜,最熟悉的能力和愿望的形式。我们必须以实质性减少二氧化碳排放方式不同。这可能意味着以名义上更高的成本,具有新的和/或不熟悉的技术,并且尽管仍有一些挑战仍有一些挑战。一旦我们通过从廉价化石燃料中不断使用碳的低经济成本,我们越过了测量所有东西的活力的障碍,回收材料不是问题。必须是时候加强并继续前进。

  5. 加里||#10

    我的专业是核能,这个话题让我想起了很多正常的辩论。人们告诉我“核废料怎么办!”我说,核废料是一个问题,但它是一个已知的问题,是可以控制的,而且它带来的不良后果几乎完全可以预防。LIBs似乎也是如此。堆积电池废料不是好事,但也算不上是灾难性的。将其与碳和有毒污染排放的后果进行比较——宏观层面上的巨大后果是未知的,在个人层面上是无法控制的。

  6. Eric Habegger||#11

    这与本文的主要思想有点无关。我认为大多数人都不明白电动汽车在储能方面有多划算。一辆特斯拉Powerwall 2可以存储13.5千瓦时的能源,价格约为7000美元。我估计中型网络卡车至少有100千瓦时的能量储存,整辆卡车的成本为5万美元。你可以用卡车的价格买到相当于7个Powerwalls的东西,然后还能得到卡车作为奖励。

    作为比较,我购买了一个太阳能发电机,其具有MINISTULE 1.425KWH存储容量。它不足以,但保持冰箱和灯光。而已。在紧急情况下,您可以获得一个非常好的想法,以便在紧急情况下使用电动汽车将电动汽车更好。你可以得到一辆冰搅拌车,让你需要在那里进入那种紧急情况,让ev停放并钩住房屋电路。

    这并不像听起来那么遥不可及。新的特斯拉CT将有它自己的逆变器输出220V。由于逆变器不会同步到电网频率,它不能与电网电源并联。但你可以把EV 220连接到转换开关的一侧,就像人们使用燃气发电机一样。断电时,按一下开关就可以了。

    执行这个计划还有一个附带的好处。在普通电网系统中,如果看不到来自电网的电力,光伏板将会关闭。我在考虑用微型逆变器。但特斯拉电动汽车通过使用转换开关而不是电网来欺骗系统,太阳能光伏系统上的微型逆变器将被骗为电动汽车电池充电或为家庭供电。如果你有一个太阳能光伏系统你可以得到一个更简单的备份系统。见鬼,电动汽车存储的电力甚至可能在某些地方完全脱离电网。如果它不能完全做到这一点,你可以在它完全耗尽之前开车到一个超级充电站,重新充电。

    我把100美元放下来预留所有轮子驱动器tesla ct。是的,它的外表正在增长。

    1. Eric Habegger||#12

      让我们回到原来的话题。如果你选择为家里使用电池,那么最好在你的电动汽车中使用电池,这样你就可以在家里和运输工作中使用同样的电池——用更少的电池来完成同样的任务。在电池寿命结束时,电池的制造和回收将会减少。

      1. vap0rtranz||#18

        一个与汽车和家庭兼容的便携式电池组会很好,是的。

        但我要回到邮局的回收问题上,它降低了这种便携式电池的价格:那么世界上所有其他电池呢?

        如果人们对这些电池有问题,或者看不到可行的回收选项,则停止使用:

        1)智能手机
        2)笔记本电脑
        3)平板电脑
        4)电动汽车
        等等,等等,等等

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