هل السيارات الكهربائية صديقة للبيئة؟ إعادة تدوير البطاريات أهم خطوة لبناء مستقبل أنظف

تساعد إعادة التدوير على استعادة المواد القيّمة، وتقليل النفايات، ودعم الطاقة النظيفة.

ومع تشديد قواعد الاستدامة، تسعى الحكومات جاهدةً لإيجاد حلول صديقة للبيئة.

كما تُركز شركات السيارات الكهربائية على إعادة تدوير البطاريات، مما يُسهم في خفض انبعاثات سلسلة التوريد وتقليل بصمتها الكربونية.

لذا، أصبح إعادة تدوير البطاريات أمرًا بالغ الأهمية لمستقبل أكثر استدامة.

لقد درسنا تقرير إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون الصادر عن خدمة المستخلصات الكيميائية (CAS) (قسم من الجمعية الكيميائية الأمريكية) وشركة ديلويت.

يقدم التقرير رؤىً حول محركات النمو الرئيسية، وتأثير الانبعاثات، والتوقعات الحالية والمستقبلية للسوق. هيا بنا نتعمق!

ما الذي يحرك سوق إعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية؟

تحتوي بطاريات السيارات الكهربائية على معادن ثمينة، مثل الليثيوم والكوبالت والنيكل، ومع ذلك، يصعب التخلص منها، وهنا يأتي دور إعادة التدوير.

لذا، يُعدّ الطلب المتزايد على هذه المعادن المُستخدمة في الطاقة المحرك الرئيسي لسوق إعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية.

يُقلل هذا النهج من النفايات، ويحافظ على الموارد، ويدعم سلسلة توريد أكثر استدامة.

ومع تزايد الطلب على المركبات الكهربائية، تزداد الحاجة إلى إعادة تدوير البطاريات بكفاءة لتقليل الاعتماد على التعدين.

تجدر الإشارة إلى أن القواعد البيئية الصارمة تدفع المصنّعين إلى اعتماد ممارسات أكثر مراعاةً للبيئة.

وتساعد التطورات في تقنيات إعادة التدوير على استعادة المزيد من المعادن، مما يجعل العملية أقل تكلفةً وأفضل للشركات.

وعلى الصعيد العالمي، تشجع العديد من الدول الاقتصاد الدائري.

منطقة آسيا والمحيط الهادئ رائدة في إعادة تدوير البطاريات

في عام ٢٠٢٣، تصدرت منطقة آسيا والمحيط الهادئ سوق إعادة تدوير البطاريات.

وقد أدى ارتفاع استخدام السيارات الكهربائية في الصين واليابان وكوريا الجنوبية إلى زيادة الطلب على إعادة التدوير.

وتُنتج المنطقة العديد من البطاريات منتهية الصلاحية، باعتبارها مُصنّعًا رئيسيًا للسيارات الكهربائية والبطاريات.

يُسهم الدعم الحكومي القوي والحوافز والوعي البيئي في دفع عجلة النمو .

كما تُعزز الاستثمارات في تقنيات إعادة التدوير والبنية التحتية ريادة المنطقة. ويتجلى ذلك في زيادة عدد براءات الاختراع مقارنةً بالأبحاث.

التوزيع الجغرافي للمنشورات في مجال إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون (LIB)

اللاعب الأفضل: شركة Brunp لتكنولوجيا إعادة التدوير

شركة Brunp الصينية لإعادة التدوير، التابعة لشركة CATL ، رائدة في مجال إعادة تدوير البطاريات، تركز الشركة على أربعة مجالات رئيسية لتطوير مواد البطاريات:

– نسبة عالية جدًا من النيكل: تزيد من محتوى النيكل مع تقليل الكوبالت لتعزيز سعة البطارية.

– الجهد العالي : يرفع حد جهد الشحن مع الحفاظ على السلامة والأداء.

– الإدارة الذكية : تستخدم الأدوات الرقمية والأنظمة الذكية للعمليات الفعالة.

– المواد الناشئة : تطوير مواد جديدة لتطبيقات مختلفة، وتحسين كثافة الطاقة بشكل مستمر.

تُسهم هذه التطورات في تحسين أداء البطاريات وكفاءتها واستدامتها. والجدير بالذكر أن شركة سوميتومو اليابانية لتعدين المعادن تُعدّ شركةً رئيسيةً أخرى في هذا المجال.

اللوائح العالمية التي تدعم إعادة تدوير البطاريات

تُشدّد الحكومات القوانين لتحسين إعادة تدوير البطاريات.

تُلزم سياسات مثل مسؤولية المُنتِج المُوسّعة (EPR) المُصنّعين بإدارة النفايات. تُحمّل هذه المسؤولية المُصنّعين مسؤولية جمع بطاريات أيونات الليثيوم وإعادة تدويرها، مما يُشجّع على التصنيع المُستدام والتخلص السليم منها.

القواعد الجديدة في الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة وآسيا تشكل الصناعة:

القيادة الصينية

أصدرت الصين قوانين رئيسية لإعادة التدوير في وقت مبكر من عام ٢٠١٦. وفي عام ٢٠١٨، وضعت وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات قواعد صارمة للتعامل مع البطاريات، وتتبع إعادة التدوير، والمعايير الفنية.

وأوقف قانون التلوث بالنفايات الصلبة لعام ٢٠٢٠ استيراد النفايات، وعزز إعادة التدوير. كما تُولي خطة تنمية الاقتصاد الدائري (٢٠٢١-٢٠٢٥) الأولوية لإعادة استخدام البطاريات.

وفي عام ٢٠٢٤، اقترحت وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات معايير جديدة لإعادة تدوير نفايات البطاريات، وهي قيد المراجعة حاليًا.

لوائح الاتحاد الأوروبي

في عام ٢٠٢٣، أطلق الاتحاد الأوروبي لوائح جديدة للبطاريات. تتناول هذه القواعد دورة حياة البطاريات بأكملها، من التصميم إلى نهاية عمرها الافتراضي.

بحلول عام ٢٠٢٧، يجب على المصنّعين استعادة ٥٠٪ من الليثيوم من البطاريات القديمة و٨٠٪ بحلول عام ٢٠٣١.

ويتعين على الشركات تتبع البصمة الكربونية لبطارياتها وتحقيق أهداف إعادة التدوير بحلول عام ٢٠٢٥.

بالإضافة إلى ذلك، بحلول عام ٢٠٢٧، سيُحسّن جواز السفر الرقمي للبطاريات الشفافية وإمكانية التتبع.

السياسات الأمريكية

تنظم وكالة حماية البيئة (EPA) إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون (LIB) بموجب قانون الحفاظ على الموارد واستعادتها (RCRA) في عام ٢٠٢٣، أصدرت الولايات المتحدة إرشادات فيدرالية توضح كيفية تطبيق قوانين النفايات الخطرة على بطاريات الليثيوم أيون. وتخطط وكالة حماية البيئة لتطبيق سياسة مخصصة لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون بحلول منتصف عام ٢٠٢٥.

تعمل الهند وكوريا الجنوبية على وضع سياسات لدعم إعادة تدوير نفايات الورق.

– جعل المركبات الكهربائية أكثر خضرة: إزالة الكربون من سلاسل توريد البطاريات

سلّط التقرير الضوء على أهم المعلومات المتعلقة بالمركبات الكهربائية، فالمركبات الكهربائية لا تُصدر أي انبعاثات عوادم، إلا أن تصنيع بطارياتها يُنتج كميات كبيرة من انبعاثات الكربون.

تشكل بطاريات الليثيوم أيون ما نسبته 40-60% من إجمالي انبعاثات السيارات الكهربائية.

تُركز كبرى شركات صناعة السيارات الآن على مصادر مستدامة وإعادة التدوير. ومع تزايد الطلب على السيارات الكهربائية، ستكون إعادة تدوير البطاريات أمرًا بالغ الأهمية لخفض البصمة الكربونية وتأمين المواد الخام. ولهذا السبب، يُطالب المنظمون والمستثمرون أيضًا بسلاسل توريد أنظف.

خفض الانبعاثات وتوفير الموارد

إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون أفضل بكثير للبيئة من استخراج معادن جديدة.

وجدت دراسة من جامعة ستانفورد، نُشرت في مجلة Nature Communications، أن إعادة التدوير تُنتج أقل من نصف انبعاثات التعدين التقليدي.

كما أنها لا تستهلك سوى ربع كمية المياه والطاقة.

تتضاعف الفوائد عند إعادة تدوير مخلفات التصنيع.

إذ تُنتج إعادة التدوير القائمة على الخردة 19% فقط من الانبعاثات، وتستهلك 12% من المياه، وتحتاج إلى 11% فقط من الطاقة مقارنةً بالتعدين.

كما أن استخدام طاقة أقل يعني ملوثات هواء أقل. لذا، يُعد إعادة تدوير البطاريات خيارًا أنظف وأكثر ذكاءً.

وخلصت الدراسة إلى أن إعادة التدوير تقلل انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري بنسبة تتراوح بين 58% و81%، وتقلل استخدام المياه بنسبة تتراوح بين 72% و88%.

نشر تقرير CAS أيضًا دراسةً أجراها معهد فراونهوفر IWKS عام ٢٠٢٣، قيّمت الأثر البيئي لدورة حياة ثلاث طرق رئيسية لإعادة تدوير البطاريات: المعالجة الحرارية، والمعالجة المائية، وإعادة التدوير المباشر. والاستنتاجان المهمان هما:

إن إعادة تدوير 1 كجم من بطاريات الليثيوم يمكن أن يقلل انبعاثات الكربون بما يعادل 2.7 إلى 4.6 كجم من ثاني أكسيد الكربون.

إن إعادة التدوير المباشر هي الطريقة الأكثر فعالية للبيئة.

التأثيرات البيئية على دورة حياة طرق إعادة التدوير المختلفة لبطاريات الليثيوم

جعل إعادة تدوير البطاريات مربحة

تمر عملية إعادة تدوير البطاريات بثلاث مراحل: استثمار مرتفع التكلفة، ونقطة التعادل، وأرباح قوية. في البداية، يستثمر مُعيدو التدوير بكثافة لإنشاء المرافق والالتزام باللوائح.

يمكنهم البدء في جني الأرباح من خلال خفض التكاليف، واستعادة المعادن الثمينة، وتقليل النفايات.

تعتمد التكاليف على النقل، والعمالة، وتصميم البطاريات، وطرق إعادة التدوير. يمكن لشركات إعادة التدوير الحفاظ على ربحيتها من خلال أتمتة المهام، وخفض تكاليف النقل، واستخدام التقنيات المتقدمة.

تُحقق البطاريات التي تحتوي على معادن قيّمة كالكوبالت والنحاس، مثل NMC وNCA، عوائد سريعة.

في المقابل، تُقدم بطاريات LFP فوائد طويلة الأمد أفضل عند إعادة استخدامها قبل إعادة تدويرها.

اختيار طريقة إعادة التدوير المناسبة – سواءً بالحرارة المعدنية، أو الهيدروميتالورجيا، أو إعادة التدوير المباشر – يُعزز الكفاءة.

تُظهر الدراسات أن إعادة التدوير تُقدم فوائد بيئية تتراوح قيمتها بين 3 و11 دولارًا أمريكيًا للكيلوواط/ساعة. مع ذلك، يعتمد هذا أيضًا على تسعير الكربون واتجاهات السوق.

مستقبل إعادة تدوير البطاريات: تحويل التحديات إلى فرص

تواجه إعادة تدوير البطاريات عقباتٍ مثل ارتفاع التكاليف، وتعقيد العمليات، وعدم كفاءة التجميع.

كما تُضيف تصاميم البطاريات المتنوعة والمواد الخطرة تحدياتٍ إضافية.

وتُسهم التقنيات الحديثة، والأدوات الرقمية، والعمل الجماعي في هذا المجال في جعل إعادة التدوير أقل تكلفةً وأسهل.

تشير تقارير شركة بولاريس لأبحاث السوق إلى أن سوق إعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية بلغ 8.89 مليار دولار في عام 2023.

ومن المقرر أن ينمو من 11.09 مليار دولار في عام 2024 إلى 65.71 مليار دولار بحلول عام 2032، بمعدل نمو سنوي قدره 24.9٪.

الأدوات الرقمية تعمل على تحسين الكفاءة

تعتمد عمليات إعادة التدوير التقليدية على عمليات يدوية بطيئة ومكلفة وغير آمنة.

تُحدث الأدوات الرقمية نقلة نوعية في هذا المجال من خلال تتبع المواد، وأتمتة الفرز، وتحسين عمليات التفكيك.

تُعزز هذه الابتكارات الكفاءة وتُساعد الشركات على الامتثال للوائح الصارمة، مما يُقلل من المخاطر القانونية.

على سبيل المثال، تُحسّن التوائم الرقمية العمليات، وتضمن تقنية البلوك تشين إمكانية التتبع، وتُتيح المنصات السحابية التتبع الفوري. تستخدم شركة Umicore الذكاء الاصطناعي وحلول الحوسبة السحابية.

من ناحية أخرى، تستخدم CATL تقنية البلوك تشين لتتبع المواد.

وعلى نحو مماثل، تستخدم شركات مثل Redwood Materials، وBYD، وToyota الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بالجداول الزمنية المثلى لإعادة التدوير.

قوة التعاون الصناعي

لا يزال اضطراب سلسلة التوريد يُشكل تحديًا كبيرًا.

في الصين، لا تتجاوز نسبة بطاريات السيارات الكهربائية المُتخلَّفة عن الخدمة 25%، مما يُتيح إعادة تدويرها عبر قنوات رسمية. تُسهِّل الشركات إعادة تدوير البطاريات، كما تعمل معًا في سلسلة التوريد لحل هذه المشكلة.

في أكتوبر 2023، تعاونت شركتا ستيلانتيس وأورانو لإعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية وخردة المصانع في أوروبا وأمريكا الشمالية.

ويساهم هذا التعاون في تعزيز قطاع إعادة تدوير البطاريات بشكل أكثر استدامة وقابلية للتوسع.