Что происходит с аккумуляторами вилочного погрузчика после эксплуатации?
Одно из самых частых возражений против использования литий-иона – это трудности с его переработкой. Стоит ли из-за этого откладывать покупку? За советом Марк Николсон обращается к ряду компаний, специализирующихся на различных этапах жизненного цикла аккумуляторов.
В самом начале своего интервью он с обсуждает проблемы, связанные с хранением, сбором и транспортировкой аккумуляторных батарей с истекшим сроком службы, с компанией, активно участвующей в этих вопросах. Затем он беседует о процессе извлечения материалов из литий-ионных АКБ с представителем одного из крупнейших европейских предприятий по переработке. В конце интервью, он узнает, как один из производителей литий-ионных аккумуляторов обеспечивает дополнительную безопасность и возможность переработки своей продукции.
В самом начале своего интервью он с обсуждает проблемы, связанные с хранением, сбором и транспортировкой аккумуляторных батарей с истекшим сроком службы, с компанией, активно участвующей в этих вопросах. Затем он беседует о процессе извлечения материалов из литий-ионных АКБ с представителем одного из крупнейших европейских предприятий по переработке. В конце интервью, он узнает, как один из производителей литий-ионных аккумуляторов обеспечивает дополнительную безопасность и возможность переработки своей продукции.
Нет поводов для волнения
Глобальная группа ECOBAT Technologies является крупнейшим в мире производителем свинца и основным дистрибьютором свинцово-кислотных, литий-ионных и других аккумуляторов. Том Сьюард (Tom Seward) - коммерческий директор британского подразделения ECOBAT Logistics, служба OneCallCollection (OCC) которого занимается утилизацией аккумуляторов любого химического состава на территории ЕС.
"Мы группа компаний и у нас нет заинтересованности в продвижении конкретных технологий", - говорит Том. "Литий-ионные и свинцово-кислотные АКБ имеют своё назначение, и для каждой важно выбирать правильные условия эксплуатации. Принимая решение, не стоит беспокоиться о возможностях переработки".
"Мы группа компаний и у нас нет заинтересованности в продвижении конкретных технологий", - говорит Том. "Литий-ионные и свинцово-кислотные АКБ имеют своё назначение, и для каждой важно выбирать правильные условия эксплуатации. Принимая решение, не стоит беспокоиться о возможностях переработки".
Он комментирует: "Директива ЕС о батареях требует, чтобы все они в конечном итоге были переработаны. Сейчас ответственность возлагается на производителя АКБ для уверенности в конечном результате. Возможно, в случае литий-ионных батарей пользователям придется платить за логистику использованных АКБ, но сейчас по законодательству за эту переработку несет ответственность производитель. "
"Хотя в настоящее время есть отставание по количеству не переработанных отходов литий-ионных аккумуляторов, это временная ситуация, рынок выправит её по мере роста спроса на их утилизацию. Количество и ёмкость утилизаторов будут продолжать расти, чтобы удовлетворить потребности рынка".
"Хотя в настоящее время есть отставание по количеству не переработанных отходов литий-ионных аккумуляторов, это временная ситуация, рынок выправит её по мере роста спроса на их утилизацию. Количество и ёмкость утилизаторов будут продолжать расти, чтобы удовлетворить потребности рынка".
Все батареи необходимо собирать и перерабатывать - включая Литий-ион. Директива ЕС возлагает на производителя батарей ответственность за контроль этих процессов.
Основная часть рабочей нагрузки OCC формируется за счет АКБ от электромобилей, сегмент подъемной техники также является важным источником. Помимо этого, к переработке привлекаются пункты сбора обычных портативных батареек, которые обычно расположены в локальных торговых точках. Том отмечает, что несмотря на активный рост использования литий-ионных АКБ в целом, на рынке погрузочной техники объемы все еще довольно малы.
Использованные литий-ионные батареи требуют особого внимания при хранении, сборе и транспортировке. При этом не до конца изучены вопросы безопасности при их эксплуатации, переработке и правильной утилизации, предупреждает Том. " Так же как Вы избегаете открытого огня рядом с топливным отсеком дизельного погрузчика, аналогичные ограничения существуют и для электропогрузчиков. Важно отметить, что есть особенности, которые допустимы при использовании свинцово-кислотных батареей, но небезопасны с литий-ионом ". По тому же принципу существуют опасные моменты, связанные с эксплуатацией свинцово-кислотных АКБ, которым не подвержены литий-ионные батареи.
Основная часть рабочей нагрузки OCC формируется за счет АКБ от электромобилей, сегмент подъемной техники также является важным источником. Помимо этого, к переработке привлекаются пункты сбора обычных портативных батареек, которые обычно расположены в локальных торговых точках. Том отмечает, что несмотря на активный рост использования литий-ионных АКБ в целом, на рынке погрузочной техники объемы все еще довольно малы.
Использованные литий-ионные батареи требуют особого внимания при хранении, сборе и транспортировке. При этом не до конца изучены вопросы безопасности при их эксплуатации, переработке и правильной утилизации, предупреждает Том. " Так же как Вы избегаете открытого огня рядом с топливным отсеком дизельного погрузчика, аналогичные ограничения существуют и для электропогрузчиков. Важно отметить, что есть особенности, которые допустимы при использовании свинцово-кислотных батареей, но небезопасны с литий-ионом ". По тому же принципу существуют опасные моменты, связанные с эксплуатацией свинцово-кислотных АКБ, которым не подвержены литий-ионные батареи.
"Главный риск с литий-ионом - теплопотеря. Когда система управления АКБ теряет контроль, за счет внезапной цепной реакции происходит огромный выброс тепла, сопровождаемый большой вероятностью самовозгорания. Его могут спровоцировать полный разряд, перезарядка, прокол, повреждение или производственный брак", - комментирует Том.
"Опасность сохраняется, когда литий-ионная батарея выбрасывается, особенно если она повреждена или в плохом состоянии. Ввиду летучести и возможности самовозгорания, отработавшие литий-ионные батареи классифицируются как опасные грузы в соответствии с европейскими правилами ДОПОГ (Accord Dangereux Routier) ".
Сервис ECOBAT Logistics OCC начинается с консультаций и поддержки, включает оценку условий хранения и рекомендаций по их улучшению, если это необходимо. Сервис предоставляет специальные контейнеры для хранения и транспортировки литий-ионных аккумуляторов, с огнеупорной конструкцией упаковочной системы. Перед транспортировкой батареи осматриваются на одном из пунктов сбора OCC, транспортное средство для дальнейшей перевозки должно соответствовать требованиям ДОПОГ. Батареи сортируются по типам и безопасно хранятся до тех пор, пока для передачи на завод по переработке не будет набрано оптимальное количество.
Отработавшие литий-ионные батареи классифицируются как опасные грузы в соответствии с европейскими правилами ДОПОГ (Accord Dangereux Routier). Их хранение и транспортировка требуют особой осторожности.
"Опасность сохраняется, когда литий-ионная батарея выбрасывается, особенно если она повреждена или в плохом состоянии. Ввиду летучести и возможности самовозгорания, отработавшие литий-ионные батареи классифицируются как опасные грузы в соответствии с европейскими правилами ДОПОГ (Accord Dangereux Routier) ".
Сервис ECOBAT Logistics OCC начинается с консультаций и поддержки, включает оценку условий хранения и рекомендаций по их улучшению, если это необходимо. Сервис предоставляет специальные контейнеры для хранения и транспортировки литий-ионных аккумуляторов, с огнеупорной конструкцией упаковочной системы. Перед транспортировкой батареи осматриваются на одном из пунктов сбора OCC, транспортное средство для дальнейшей перевозки должно соответствовать требованиям ДОПОГ. Батареи сортируются по типам и безопасно хранятся до тех пор, пока для передачи на завод по переработке не будет набрано оптимальное количество.
Отработавшие литий-ионные батареи классифицируются как опасные грузы в соответствии с европейскими правилами ДОПОГ (Accord Dangereux Routier). Их хранение и транспортировка требуют особой осторожности.
Разборка аккумулятора
Процесс утилизации свинцово-кислотных батарей в сравнении с литий-ионными считается более легким. "Меньше компонентов в составе и относительно стандартизированная структура, которую легко разобрать", - говорит Том. " Может быть переработано до 96% материала - включая почти весь свинец. Коэффициент извлечения даже выше, чем, при переработке бумаги и стекла ".
Корпуса свинцово-кислотных батарей могут быть переработаны в новые полипропиленовые продукты, в то время как сернокислотный электролит превращается в гипс (дигидрат сульфата кальция), который используется в качестве кондиционера почвы и в строительных материалах на основе штукатурки. Один только свинец дает этим батареям положительную ценность, которая с лихвой компенсирует их переработку. Затраты на переработку литий-ионной батареи обычно превышают стоимость извлекаемых материалов.
Сложность, разнообразие типов и конструктивов литий-ионных батарей означает, что процесс переработки не всегда прост. Кроме того, разбор иногда затрудняют способы скрепления. Однако, как мы увидим позже, можно сконструировать литий-ионные батареи с возможностью легкого разделения, повторным использованием компонентов и переработкой материала.
" Может быть переработано до 96% материала - включая почти весь свинец. Коэффициент извлечения даже выше, чем, при переработке бумаги и стекла ".
Корпуса свинцово-кислотных батарей могут быть переработаны в новые полипропиленовые продукты, в то время как сернокислотный электролит превращается в гипс (дигидрат сульфата кальция), который используется в качестве кондиционера почвы и в строительных материалах на основе штукатурки. Один только свинец дает этим батареям положительную ценность, которая с лихвой компенсирует их переработку. Затраты на переработку литий-ионной батареи обычно превышают стоимость извлекаемых материалов.
Сложность, разнообразие типов и конструктивов литий-ионных батарей означает, что процесс переработки не всегда прост. Кроме того, разбор иногда затрудняют способы скрепления. Однако, как мы увидим позже, можно сконструировать литий-ионные батареи с возможностью легкого разделения, повторным использованием компонентов и переработкой материала.
" Может быть переработано до 96% материала - включая почти весь свинец. Коэффициент извлечения даже выше, чем, при переработке бумаги и стекла ".
Процесс переработки литий-иона
Компания Nickelhütte Aue GmbH (NHA), базирующаяся в Германии, является одним из крупнейших переработчиков в Европе. Она получает аккумуляторы электромобилей от всех крупных автомобильных компаний и, все больше, от производителей электропогрузчиков.
"За нашими плечами почти 400 лет опыта работы в качестве компании по пирометаллургическим работам и переработке отходов", - отмечает Патрик Реннер, региональный менеджер NHA в Северной и Западной Европе. "Мы являемся глобальными специалистами по переработке отходов, содержащих никель, медь, кобальт, ванадий, молибден и вольфрам. Они поступают к нам в катализаторах и шламах химической, нефтехимической и гальванической промышленности, а также в качестве перерабатываемых продуктов процесса гидрирования масел, жиров и других веществ. Мы восстанавливаем металлы из Литий-ионных батарей с 2011 года."
"За нашими плечами почти 400 лет опыта работы в качестве компании по пирометаллургическим работам и переработке отходов", - отмечает Патрик Реннер, региональный менеджер NHA в Северной и Западной Европе. "Мы являемся глобальными специалистами по переработке отходов, содержащих никель, медь, кобальт, ванадий, молибден и вольфрам. Они поступают к нам в катализаторах и шламах химической, нефтехимической и гальванической промышленности, а также в качестве перерабатываемых продуктов процесса гидрирования масел, жиров и других веществ. Мы восстанавливаем металлы из Литий-ионных батарей с 2011 года."
Изображения с завода по переработке Nickelhütte Aue, показывающие части процессов выплавки (L) и выщелачивания (R)
Последний показатель общей эффективности переработки литий-ионных аккумуляторов на NHA за 2019 год составляет 74,5%. Отметим, что это средний показатель и в некоторых случаях процент может быть выше. "Основные извлекаемые повторно используемые металлы - это никель, кобальт, медь, алюминий и железо", - говорит Патрик. "Они присутствуют в небольших количествах, поэтому для покрытия наших расходов нам приходится взимать утилизационный сбор с производителей аккумуляторов. На данный момент восстановление лития прибыльным не является - но он составляет всего 2% от веса аккумулятора. За эти годы мы увеличили наши мощности для удовлетворения растущих потребностей в утилизации литий-ионных батарей, и мы готовы к росту спроса в будущем ".
Процессы переработки литий-ионных батарей NHA основаны на пирометаллургической обработке с последующей гидрометаллургической стадией. При пирометаллургической обработке, которая происходит в активной зоне установки, материалы выплавляют в высокотемпературной печи. Это приводит к получению промежуточного продукта, содержащего концентрированные металлы. На гидрометаллургической стадии промежуточный продукт выщелачивают под давлением с получением сульфата никеля, сульфата меди и сульфата кобальта путем экстракции растворителем.
"С целью обеспечения того, чтобы в конце нашего процесса переработки не осталось отходов, мы используем тепло от отработанного газа для выработки пара и электроэнергии для наших процессов", - добавляет Патрик. "Nickelhütte Aue всегда ищет лучшие решения. Наша последняя экологически чистая разработка - это специальная горелка, использующая возобновляемые виды топлива, такие как высококалорийные отходы производства растительного масла ".
Процессы переработки литий-ионных батарей NHA основаны на пирометаллургической обработке с последующей гидрометаллургической стадией. При пирометаллургической обработке, которая происходит в активной зоне установки, материалы выплавляют в высокотемпературной печи. Это приводит к получению промежуточного продукта, содержащего концентрированные металлы. На гидрометаллургической стадии промежуточный продукт выщелачивают под давлением с получением сульфата никеля, сульфата меди и сульфата кобальта путем экстракции растворителем.
"С целью обеспечения того, чтобы в конце нашего процесса переработки не осталось отходов, мы используем тепло от отработанного газа для выработки пара и электроэнергии для наших процессов", - добавляет Патрик. "Nickelhütte Aue всегда ищет лучшие решения. Наша последняя экологически чистая разработка - это специальная горелка, использующая возобновляемые виды топлива, такие как высококалорийные отходы производства растительного масла ".
Достижения в области безопасности
Triathlon Battery Solutions - ведущий глобальный разработчик и производитель свинцово-кислотных и Литий-ионных аккумуляторов, поэтому здесь тоже нет предвзятого отношения к технологиям. Успех Триатлон в решении проблем безопасной транспортировки и утилизации во многом связан с его модульным подходом к конструированию, обслуживанию и утилизации литий-ионных батарей.
Ральф Кёльцер (Ralf Kölzer), менеджер по работе с клиентами компании Triathlon Batterien GmbH в Германии, излагает соответствующие принципы. "Мы строим наши батареи внутри усиленного металлического корпуса большой толщины". Его структура защищает энергетические модули и другие компоненты. Каждый из модулей, содержащих литий-ионные ячейки, закрыт прочным защитным алюминиевым кожухом. Надежность и безопасность корпусов подтверждена автомобильной промышленностью, которая подвергла их тщательному и очень дорогостоящему тестированию. Мы плотно упаковываем модули в корпус вместе с дополнительными грузами надежно закрепляем, чтобы избежать нежелательных перемещений во время транспортировки или использования. При такой стабильной и бронированной конструкции, риск ущерба минимален. "
Для погрузочной техники Triathlon выпускает модули 24, 36 и 40V размеров. Модули могут быть объединены в контейнер для создания более крупных батарей, до 80V. В пределах страны у пользователей есть возможность частичной замены модулей при возникновении неисправностей. Таким образом минимизируется необходимость в международных перевозках батарей, ведь такая перевозка может потребовать дополнительных мер предосторожности.
Ральф подчеркивает, что нефункциональный модуль не обязательно является опасным. «Например, треснувший датчик или разорванное соединение не представляют опасности. Центральный блок управления (CCU) батареи Triathlon, данные которого доступны удаленно, может выявить множество различных ошибок. Если модуль не проколот, нет вмятин и не сильно поврежден каким-либо иным образом, транспортные стандарты ООН 38.3 не классифицируют его как опасный. Для транспортировки модулей всегда используется упаковка, соответствующая требованиям ADR. Более конкретно, мы следуем инструкции ADR P903 для всех элементов и батарей и P911 для поврежденных или дефектных Литий-ионных элементов и батарей, которые должны перевозиться только уполномоченной стороной. "
Ральф Кёльцер (Ralf Kölzer), менеджер по работе с клиентами компании Triathlon Batterien GmbH в Германии, излагает соответствующие принципы. "Мы строим наши батареи внутри усиленного металлического корпуса большой толщины". Его структура защищает энергетические модули и другие компоненты. Каждый из модулей, содержащих литий-ионные ячейки, закрыт прочным защитным алюминиевым кожухом. Надежность и безопасность корпусов подтверждена автомобильной промышленностью, которая подвергла их тщательному и очень дорогостоящему тестированию. Мы плотно упаковываем модули в корпус вместе с дополнительными грузами надежно закрепляем, чтобы избежать нежелательных перемещений во время транспортировки или использования. При такой стабильной и бронированной конструкции, риск ущерба минимален. "
Для погрузочной техники Triathlon выпускает модули 24, 36 и 40V размеров. Модули могут быть объединены в контейнер для создания более крупных батарей, до 80V. В пределах страны у пользователей есть возможность частичной замены модулей при возникновении неисправностей. Таким образом минимизируется необходимость в международных перевозках батарей, ведь такая перевозка может потребовать дополнительных мер предосторожности.
Ральф подчеркивает, что нефункциональный модуль не обязательно является опасным. «Например, треснувший датчик или разорванное соединение не представляют опасности. Центральный блок управления (CCU) батареи Triathlon, данные которого доступны удаленно, может выявить множество различных ошибок. Если модуль не проколот, нет вмятин и не сильно поврежден каким-либо иным образом, транспортные стандарты ООН 38.3 не классифицируют его как опасный. Для транспортировки модулей всегда используется упаковка, соответствующая требованиям ADR. Более конкретно, мы следуем инструкции ADR P903 для всех элементов и батарей и P911 для поврежденных или дефектных Литий-ионных элементов и батарей, которые должны перевозиться только уполномоченной стороной. "
Достижения в области утилизации
Если неисправный модуль ремонтопригоден, впоследствии он его вернут заказчику. Модульная конфигурация батарей Triathlon дает возможность адаптироваться к изменениям парка заказчика. "Если клиент покупает погрузчики нового поколения, которые требуют другого размера и формы батарейного отсека или другой емкости аккумулятора, мы можем переставить необходимые существующие модули ", - говорит Ральф.
После длительного срока службы литий-ионные модули компании Triathlon могут прожить вторую или третью жизнь в другой отрасли. Чтобы компоненты могли быть использованы повторно, компания всегда стремится вернуть свои батареи после каждой эксплуатации.
Большие литий-ионные батареи предлагают больший диапазон возможностей переработки и извлечения дополнительной выгоды из ресурсов, которые пошли на их производство - путем поиска альтернативных вариантов использования. По мере старения, способность батареи удерживать заряд снижается. Если для эффективной работы вилочного погрузчика или автомобиля ей не хватает мощности ее необходимо заменить. Однако эта батарея может обладать достаточной емкостью для выполнения какой-либо другой функции. Очевидным фактом является хранение энергии в электросетях. Даже пре втором или третьем сроке эксплуатации банки аккумуляторов могут хранить электроэнергию во время пиковой генерации - как за счет возобновляемых, так и из обычных источников - и затем вырабатывать ее позже, чтобы заполнить пробелы в поставках.
После длительного срока службы литий-ионные модули компании Triathlon могут прожить вторую или третью жизнь в другой отрасли. Чтобы компоненты могли быть использованы повторно, компания всегда стремится вернуть свои батареи после каждой эксплуатации.
Большие литий-ионные батареи предлагают больший диапазон возможностей переработки и извлечения дополнительной выгоды из ресурсов, которые пошли на их производство - путем поиска альтернативных вариантов использования. По мере старения, способность батареи удерживать заряд снижается. Если для эффективной работы вилочного погрузчика или автомобиля ей не хватает мощности ее необходимо заменить. Однако эта батарея может обладать достаточной емкостью для выполнения какой-либо другой функции. Очевидным фактом является хранение энергии в электросетях. Даже пре втором или третьем сроке эксплуатации банки аккумуляторов могут хранить электроэнергию во время пиковой генерации - как за счет возобновляемых, так и из обычных источников - и затем вырабатывать ее позже, чтобы заполнить пробелы в поставках.
" Литий-ионные модули Триатлона не перерабатываются, пока не будут полностью израсходованы", - подтверждает Ральф. "Когда срок подходит, мы вынимаем их из батареи и отправляем на переработку. Остальные компоненты аккумулятора могут быть использованы повторно, включая контейнеры, грузы и электрооборудование. Их легко разобрать, так как наши батареи не склеены и не сварены. Важно отметить, что литий-ионные элементы составляют всего 20% или менее от веса батареи, поэтому по меньшей мере 80% материала батареи используется повторно. Наш уровень утилизации относительно небольшого содержания составляет около 86% и растет ".
Ральф Кёльцер, менеджер по работе с клиентами компании Triathlon Batterien GmbH
Ральф Кёльцер, менеджер по работе с клиентами компании Triathlon Batterien GmbH
Свинец против лития
Так в чем же конкретно заключается противостояние свинцовых и литиевых АКБ?
"Свинец не выходит из потребления", - подчеркивает Том Сьюард из ECOBAT. " У свинцово-кислотных батарей много важных преимуществ, и в большинстве случаев пользователи погрузчиков выбирают именно их. При правильной эксплуатации литий-иону есть что предложить. Есть много факторов, на которые стоит опираться при выборе, в том числе гораздо более высокие первоначальные инвестиции в литий-ион, но возможности переработки точно не должны быть аргументом против".
Ральф Кёльцер из Triathlon согласен: «Мы нравится производить и продавать как свинцово-кислотные, так и литий-ионные батареи. Клиенту сложно сделать выбор. В пользу литий-иона я бы особо выделил очень долгий срок эксплуатации. Литий-ион также сводит к минимуму потребность в замене АКБ и обслуживании, что в случае свинцово-кислотных аналогов может создать прецеденты неправильного обращения, эксплуатации и связанных с ними опасностей. В то же есть веские аргументы за свинцово-кислотные АКБ. Мы призываем пользователей не рассматривать утилизацию или транспортную безопасность в качестве проблемы для обеих технологий. Лучше глубже изучить все вопросы своих оперативных потребностей, и обратиться к непредвзятым экспертным консультациям, чтобы сделать лучший выбор».
"Свинец не выходит из потребления", - подчеркивает Том Сьюард из ECOBAT. " У свинцово-кислотных батарей много важных преимуществ, и в большинстве случаев пользователи погрузчиков выбирают именно их. При правильной эксплуатации литий-иону есть что предложить. Есть много факторов, на которые стоит опираться при выборе, в том числе гораздо более высокие первоначальные инвестиции в литий-ион, но возможности переработки точно не должны быть аргументом против".
Ральф Кёльцер из Triathlon согласен: «Мы нравится производить и продавать как свинцово-кислотные, так и литий-ионные батареи. Клиенту сложно сделать выбор. В пользу литий-иона я бы особо выделил очень долгий срок эксплуатации. Литий-ион также сводит к минимуму потребность в замене АКБ и обслуживании, что в случае свинцово-кислотных аналогов может создать прецеденты неправильного обращения, эксплуатации и связанных с ними опасностей. В то же есть веские аргументы за свинцово-кислотные АКБ. Мы призываем пользователей не рассматривать утилизацию или транспортную безопасность в качестве проблемы для обеих технологий. Лучше глубже изучить все вопросы своих оперативных потребностей, и обратиться к непредвзятым экспертным консультациям, чтобы сделать лучший выбор».
Подборщики Cat ® с технологией Ли-ионных батарей Триатлон.
Li-ion теперь доступен в качестве опции почти для всех линеек электрических противовесных погрузчиков Cat ® и грузовых складов.
Технология поставляется в партнерстве с производителем промышленных силовых батарей Triathlon.
Li-ion теперь доступен в качестве опции почти для всех линеек электрических противовесных погрузчиков Cat ® и грузовых складов.
Технология поставляется в партнерстве с производителем промышленных силовых батарей Triathlon.