В новом отчете Международного энергетического агентства по программе PVPS (фотоэлектрические системы) сказано, что в Германии первостепенное значение приобретает практика сбора и переработки списанных солнечных панелей. Страна первой начала активно использовать солнечные панели и первой столкнётся с необходимостью их массовой утилизации. К 2030 году объём отходов солнечной энергетики достигнет 1 млн т и это вызов для Германии.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Германия входит в пятёрку ведущих стран по установленной мощности фотоэлектрических систем вместе с Китаем, США, Японией и Индией. Согласно оценке Института систем солнечной энергетики Фраунгофера (ISE), к концу 2020 года в Германии было установлено солнечных панелей общей мощностью около 67 ГВт. Кроме того, с обновлением в 2023 году Закона Германии о возобновляемых источниках энергии целевые показатели расширения производства фотоэлектрических систем были значительно увеличены до совокупной установленной мощности фотоэлектрических систем 215 ГВт в 2030 году и 400 ГВт в 2040 году.

На фоне проблем Австралии с ежегодным объёмом списанных солнечных панелей к 2030 году на уровне 100 тыс. т в год (эквивалент 1,2 ГВт), объёмы Германии на порядок выше. Другое дело, что в этой европейской стране традиционно чуть больше порядка и заводы по переработке списанных солнечных панелей худо-бедно работают. Но этого недостаточно, заявляют в МЭА. Причём нужно не только больше перерабатывающих мощностей (намного больше!), но также большая прозрачность в сборе и управлении отходами и специальное обучение персонала.

Например, сегодня нередка практика, когда списанные солнечные панели свозились на «неподходящие» объекты первичной обработки. Так, на предприятия для переработки солнечных панелей из кремния свозились панели на основе другого сырья. Также, по словам специалистов, система сбора отходов солнечной энергетики «очень сложная». Всё вместе приводит к перерасходу административных ресурсов.

МЭА признаёт, что Германия предприняла шаги для обеспечения надлежащего сбора и вторичной переработки фотоэлектрических модулей, но отмечает необходимость улучшения всего процесса переработки, особенно в части прозрачности объёма отходов фотоэлектрических модулей, процесса возврата и сбора, а также утилизации модулей.

Дело в том, что объёмы собранных и переработанных отходов фотоэлектрических модулей, указанные в официальной статистике, меньше объёма отходов, что приводит к предположению, что значительное количества списанных панелей утилизируется «альтернативными путями», минуя системы переработки. Поэтому важно улучшить отслеживание списанных панелей по всей цепочке предприятий, что можно было бы сделать с помощью разного рода стимулов. Например, обеспечив доставку списанных модулей в пункты сортировки без дополнительных сборов.

В целом, Германия сможет справиться с кризисом утилизации списанных солнечных панелей, если немедленно начнёт совершенствовать и расширять производства по переработке и извлечению ценных составляющих из панелей. Полностью 50-страничный отчёт доступен по ссылке.

Исследователи из Австралийского центра передовой фотовольтаики (ACAP) при Университете Нового Южного Уэльса (UNSW) бьют тревогу. Свежий анализ ситуации с растущим числом отходов от солнечных электростанций грозит скорой катастрофой. Ситуацию может исправить быстрейшее создание сети перерабатывающих заводов в крупнейших городах континента, но пока на это нет денег и воли властей.

Источник изображения: UNSW

Обновлённый прогноз до конца десятилетия показал, что к 2030 году количество отходов от солнечной энергетики достигнет 100 тыс. т в год, что эквивалентно списанию в утиль 1,2 ГВт панелей в год. Ранее прогнозировалось, что проблема начнёт ощутимо расти после 2030 года, что давало время на раскачку. Больше этого запаса нет. Вопрос создания перерабатывающих центров учёные считают первоочередным и безотлагательным. К 2035 году, как следует из нового анализа, ежегодно будет выбрасываться не менее 1 млн т списанных солнечных панелей.

«По прогнозам, более 80 % выведенных к 2030 году из эксплуатации солнечных панелей будут поступать от небольших распределенных фотоэлектрических систем, что связано с более ранней эволюцией австралийского рынка фотоэлектрических систем для жилых помещений», — уточняют эксперты. По прогнозам, около 892 тыс. т солнечных отходов поступят от систем на крышах, а 265 тыс. т — от крупномасштабных солнечных ферм.

«В ближайшие 12 лет нам нужна чётко определенная структура управления, доступные методы сбора данных и новые технологии, чтобы превратить проблему использования солнечных панелей с истёкшим сроком службы в устойчивые бизнес-возможности с положительными экономическими, экологическими и социальными результатами», — добавляют учёные и настоятельно рекомендуют, что уже к 2027 году в Сиднее, Мельбурне, Брисбене, Перте и Аделаиде должны быть созданы и запущены перерабатывающие предприятия.

Сегодня панели проще отвезти на свалку. Это обходится в $2 за панель, тогда как переработка каждой панели будет стоить до $20. Сегодня никто не хочет брать на себя такие расходы и это приведёт к тому, что стоимость списанных панелей к 2035 году превысит $1 млрд.

Параллельно вскрылся факт чудовищного мошенничества властей Австралии с квотами на выбросы парниковых газов. Власти обязались создать лесной массив на площади в 42 млн га, что больше площади Японии. Спутниковые снимки показали, что только 20 % территории можно считать полезными для заявленных целей, но это не мешало властям страны продать квоты на 27 млн т заинтересованным компаниям. Фактически они наживались на продаже несуществующих объёмов поглощения углекислого газа, и этот факт ещё предстоит осмыслить.

Свежий отчёт экспертов ООН показал, что скорость производства электронного мусора в пять раз больше, чем сообщается о его переработке. Это буквально ежегодно зарывает в землю миллиарды долларов США, попутно нанося вред экологии и здоровью граждан. Только 1 % спроса на редкие элементы удовлетворяется за счет вторичной переработки и эта статистика только ухудшается.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Согласно отчету МСЭ и ЮНИТАР, 62 млн т образовавшихся в 2022 году электронных отходов способны заполнить 1,55 млн 40-тонных грузовиков — этих машин хватит, чтобы бампер к бамперу опоясать Землю по экватору. Из этого объёма, что задокументировано, переработано всего 22,3 % электронного мусора. Как следствие, в землю и на свалку было отправлено ценных (не извлечённых) ресурсов на сумму $62 млрд, что также увеличило риски загрязнения природной среды.

Анализ показал, что количество электронных отходов во всём мире каждый год увеличивается на 2,6 млн т. Тем самым к 2030 году ежегодный объём производства отходов достигнет 82 млн т или на 33 % больше, чем в 2022 году. Всё это, вновь подчёркивают в ООН, несёт риск здоровью людей в виде токсичных веществ и соединений, которые могут повредить мозг человека и нервную систему в целом.

Более того, с учётом уже сложившейся практики по переработке эксперты заявляют, что без кардинальных изменений в этой сфере доля переработанного мусора будет снижаться. В частности, с 22,3 % в 2022 году до 20% в 2030. К этому приведут технологический прогресс, более высокое потребление, ограниченные возможности ремонта, более короткие жизненные циклы продукции, растущая «электронизация» общества, недостатки дизайна и неадекватная инфраструктура обращения с электронными отходами.

В отчёте отмечается, что если бы страны смогли довести уровень сбора и переработки электронных отходов до 60 % к 2030 году, выгоды, в том числе за счет минимизации рисков для здоровья человека, превысили бы затраты более чем на $38 млрд.

Кроме того, в отчёте сказано, что мир «остается потрясающе зависимым» от нескольких стран в отношении редкоземельных элементов, несмотря на их уникальные свойства, имеющие решающее значение для будущих технологий, включая производство возобновляемой энергии и электронную мобильность. Эксперты ООН призывают менять подходы к сбору и утилизации электронных отходов, включая поддержку ремонта и продление срока службы электроники. Полный 37-страничный отчёт доступен по ссылке.

Министерство торговли КНР с первого августа усилит контроль за экспортом из страны галлия и германия — химических элементов, необходимых для производства многих полупроводниковых компонентов. Являясь почти монополистом по этим минералам в мировом масштабе, Китай тем самым может ответить на санкции США. Американское военное ведомство уже начало в срочном порядке искать альтернативные каналы получения галлия.

Источник изображения: Micron Technology

Во-первых, ещё в первой половине месяца агентство DARPA объявило о поиске экономически обоснованных и при этом безопасных для окружающей среды методов отделения редкоземельных элементов, используемых отечественной промышленностью, от природных примесей. Как правило, существующие технологии отделения этих элементов от сопутствующих им веществ являются энергозатратными и подразумевают использование порой опасных для окружающей среды химикатов. Американское агентство приглашает учёных из смежных отраслей заняться поиском новых методов отделения редкоземельных элементов от примесей, которые можно было бы применять на территории страны с учётом местных весьма жёстких экологических норм.

Пока представители науки работают в этом направлении, как сообщает Bloomberg, военное ведомство США намеревается заключить до конца года первый контракт с американской или канадской компанией на добычу галлия из вторичного сырья. По мнению авторов инициативы, переработка вторсырья с целью извлечения галлия является наиболее быстрым способом получить доступ к необходимому национальной оборонной промышленности металлу. Первый специальный контракт в этой сфере должен быть заключён уже к 31 декабря этого года. Масштабы финансирования этой программы или перечень её потенциальных участников не уточняются.

По данным прошлогоднего отчёта, США более чем на 50 % зависят от импорта минералов по 47 позициям, из них Китай является либо единственным, либо крупнейшим поставщиком по 25 минералам, и галлий входит в последний список. Этот материал нужен оборонному комплексу США для производства радарных систем, помимо прочего. Добывать вторичный галлий можно из отходов обработки кремниевых пластин. Япония в подобном подходе добилась лидирующих позиций в мире, полагаясь в использовании галлия преимущественно на продукты вторичной переработки.

Министерство энергетики США выделяет $32 млн на проведение проектно-конструкторских работ по разработке установок для извлечения редкоземельных и редких элементов из каменного угля и его отходов. США импортирует свыше 80 % необходимых для экономики редкоземельных и редких элементов, тогда как запасы угля в стране колоссальные. Для властей было бы желательно сохранить угледобывающую отрасль и с толком использовать этот ископаемый ресурс.

Источник изображения: Pixabay

Уголь и отходы угольного производства содержат широкий спектр ценных редкоземельных элементов, которые могут быть преобразованы в компоненты для производства продуктов на основе чистых энергетических технологий. В настоящее время в США насчитывается более 250 млрд т запасов угля, более 4 млрд т отходов угольного производства и около 2 млрд т угольной золы на различных площадках по всей стране. Из этого богатства (или мусора, как принято считать сегодня) необходимо научиться извлекать свыше 50 % (по массе) редкоземельных элементов и редких минералов и материалов.

Причём целевая задача состоит в том, чтобы научиться извлекать редкоземельные элементы в чистом виде или в качестве двойных соединений (солей), тогда как извлечение редких минералов является вторичной и не обязательной целью. Чистота полученного концентрата должна составлять не менее 75 весовых процентов, хотя в идеале нужно добиться 98 весовых процентов или выше, с последующей переработкой в чистые или двойные соединения редкоземельных элементов с концентрацией 90 % по массе.

Министерство намерено финансировать два уровня установок: промежуточную и демонстрационную. Промежуточная установка должна вырабатывать от 30 до 100 т смешанных редкоземельных оксидов/солей в год, а демонстрационная — от 1 до 3 т аналогичной продукции в сутки. Проекты будут финансироваться лишь в том случае, если заявители обоснуют экономическую целесообразность использования представленных установок и гарантируют достойные условия труда для рабочих, инклюзивность и экологическую безопасность.

Некоммерческая организация GSM Association (GSMA) при поддержке нескольких операторов мобильной связи объявила о намереньях частично избавить человечество от старых мобильных телефонов, которые не используются и не отправляются в переработку, а лежат мёртвым грузом.

Источник изображения: gsma.com

В ассоциации подсчитали, что сейчас без дела по всей Земле лежат 5 млрд мобильных телефонов, в которых содержатся 50 тыс. т меди, 500 т серебра и 100 т золота, а кобальта в них хватит для производства аккумуляторов для 10 млн электромобилей. По мнению GSMA, держать такой груз техники очень расточительно, потому что добыча металлов и их очистка — энергоёмкий процесс, сопряжённый со значительными загрязнениями.

Для противодействия сложившейся ситуации поддержавшие GSMA мобильные операторы обязались к 2030 году обеспечить принятие двух ключевых мер: принимать на переработку не менее 20 % старых устройств от числа продаваемых; отправлять на переработку 100 % сдаваемых абонентами старых телефонов. Решить проблему полностью эти меры не помогут, но несколько облегчить положение вещей они способны. Среди поддержавших инициативу мобильных операторов значатся: BT Group, Globe Telecom, GO Malta, Iliad, KDDI, NOS, Orange, Proximus, Safaricom, Singtel, Tele2 и Telefonica. Ни один из них, к сожалению, не представлен на крупнейших рынках — в Китае, Индии, Индонезии и США.

В погоне за тонким и изящным дизайном ноутбуков производители перестали использовать съёмные аккумуляторы, которые пользователь мог бы заменить самостоятельно. Парламент Евросоюза счёл это неприемлемым для экологичной экономики и требует запретить ноутбуки с вклеенными намертво батареями. Планшетов и смартфонов это не коснётся. Возможно, пока.

Источник изображения: Pixabay

До вступления в силу новых правил они должны быть утверждены советом ЕС. Ожидается, что это произойдёт нынешним летом. Впрочем, новые правила будут обязательными для исполнения только через три с половиной года. После этого пользователи ноутбуков в Европе должны получить гарантированную возможность самостоятельно менять аккумуляторы во всех новых мобильных компьютерах.

Разработанное положение направлено на переработку вышедших из строя аккумуляторов и на повторное использование материалов, особенно тех, которые добываются в зонах конфликтов и социальной напряженности. Простота замены аккумуляторов в ноутбуках облегчит сбор и утилизацию большего объёма отработанных батарей и, следовательно, даст больший выход и повторное использование ценного сырья.

Данное требование не будет распространяться на смартфоны и планшеты. Законодатели дают производителям выбор либо разрешить простую замену аккумуляторов, либо поддерживать определённые требования по производительности и долговечности. Иными словами, батареи мобильных устройств могут обязать быть более ёмкими с поддержкой большего числа циклов зарядки. Также могут быть предусмотрены исключения для устройств, защищённых от попадания влаги внутрь.

Кроме того, европейские парламентарии установили целевые показатели по сбору отработанных батарей. Так, с конца 2023 года должно собираться 45 % из выпущенных портативных батарей, затем 63 % к 2027 году и 73 % к 2030 году. Для батарей для «лёгкого транспорта» (самокатов и велосипедов) эта доля должна составить 51 % к 2028 году и 61 % к 2030 году. Для примера, в 2019 году, как сообщают источники, в ЕС было собрано для переработки 47 % проданных в Европе портативных батарей и аккумуляторов.

Также были согласованы определенные минимальные количества восстановленных материалов, которые обязательно должны использоваться при производстве новых батарей. Но это положение вступит в силу только через 8 лет. Это очевидным образом поможет смягчить дефицит ресурсов, если взрывной спрос на аккумуляторы продолжит свой рост, а он прогнозируется немаленький — в 14 раз к 2030 году.

Другие пункты новых правил включают «обязательное декларирование и маркировку углеродного следа для тяговых батарей, батарей для лёгкого транспорта, такого как электрические скутеры и велосипеды, и перезаряжаемых промышленных батарей ёмкостью более 2 кВт·ч» а также предусматривают «цифровой паспорт батареи» для этих продуктов. Более подробную информацию можно найти в обновленной Директиве о батареях.

Сегодня пластиковые отходы можно обнаружить во всех уголках Земли, где обитает человек. Это трудно перерабатываемый материал, который будет находиться в природе многие годы. Так называемое «Большое мусорное пятно» в Тихом океане даже начало формировать свою собственную биосферу с обильным заселением прибрежными видами морских организмов. И вот, учёные из Австралии обнаружили два вида почвенных грибков, которые оказались способны разрушать пластик.

Грибок в лаборатории. Источник изображения: Amira Samat & University of Sydney

Исследователи из Сиднейского университета на опыте подтвердили способность естественных грибков Aspergillus terreus и Engyodontium album разрушать полипропилен — вид пластика, который тяжело поддаётся переработке. При этом на долю полипропилена приходится до 25 % пластиковых отходов. Это пищевые контейнеры, вешалки для одежды, скотч и многое другое. В промышленную переработку попадает не более 1 % произведённого полипропилена, что означает наличие колоссальных объёмов отходов этого материала.

В лаборатории быстро выяснилось, что грибки активнее разрушают полипропилен, если пластик предварительно обработать ультрафиолетовыми лучами и нагревом (альтернативой нагреву может быть реакция Фентона). В природе есть и УФ-лучи от Солнца и тепло, что станет помощью грибкам при переработке пластика в естественной среде.

Слева пластик до заселения грибками, справа — после 30 суток разложения. Источник изображения: University of Sydney

В чашке Петри за 30 дней в лаборатории обработанный таким образом пластик разложился грибками Aspergillus terreus и Engyodontium album примерно на 21 %. За 90 дней наблюдения пластик в чашке был переработан грибками на 25–27 %. Вишенкой на торте для исследования стало выделение разрушающих пластик микроорганизмов из морской воды, но уровень их активности в отношении пластика был намного меньше, чем у почвенных грибков. С этим ещё предстоит поработать.

В то же время учёные отмечают, что выявление микроорганизмов, утилизирующих пластик, это только половина проблемы. К пластиковым отходам надо изменить отношение как в обществе, так и среди производителей. Не мусорить и перерабатывать — только так можно решить проблему с пластиковым мусором, но это сделать ещё сложнее, чем найти полезный грибок.

Apple заявила, что к 2025 году все аккумуляторные батареи, разработанные для её продуктов, будут изготавливаться с применением только переработанного кобальта, а магниты в устройствах Apple будут использовать переработанные редкоземельные элементы.

Источник изображения: Apple

К 2025 году компания обязалась перейти на использование только полученного путём вторичной переработки кобальта во всех своих батареях. Кроме того, к этому моменту компания планирует использовать только переработанные редкоземельные элементы в магнитах для своих устройств, а все конструкции печатных плат собственного производства будут использовать полностью переработанное золотое покрытие. и пайка оловом.

Компания отметила, что за последние три года значительно расширила использование 100-процентно сертифицированного переработанного кобальта. При переходе на переработанные и возобновляемые материалы компания отдала приоритет 14 позициям, которые вместе составляют почти 90 % материалов, из которых состоят продукты Apple: алюминий, кобальт, медь, стекло, золото, литий, бумага, пластик, редкоземельные элементы, сталь, тантал, олово, вольфрам и цинк.

За прошлый год Apple использовала в своей продукции только 25 % переработанного кобальта, хотя это больше, чем 13 процентов в 2021 году. На данный момент Apple уже использует 73 % переработанных редкоземельных элементов и 38 % переработанного олова. В итоге компания надеется производить всю продукцию исключительно из переработанных и возобновляемых материалов, а к 2030 году ожидается, что ее продукты станут углеродно-нейтральными.

Компания Samsung Electronics сообщила, что увеличила использование материалов и компонентов из вторичного сырья в сравнении с прежними моделями во флагманских смартфонах серии Galaxy S23. Это часть программы компании по борьбе с климатическими изменениями.

Источник изображения: Samsung Electronics

Смартфоны Galaxy S23 Ultra, продажа которых в мире начнётся 17 февраля, а в России уже началась некоторое время назад, теперь комплектуются стилусами S Pen из переработанных брошенных рыболовных сетей, кнопками регулировки громкости из использованных пластиковых бутылок, корпуса их выполняются тоже из пластиковых бутылок, а переработанный алюминий применяется для изготовления лотков для SIM-карт. Кроме того, ненужное стекло превращается в стеклянный субстрат для дисплеев.

Сообщается, что Samsung намерена минимизировать своё негативное воздействие на мировую окружающую среду, в то же время сохраняя высокое качество продукции. По словам представителя компании, Galaxy S23 представляет собой серию продуктов, акцент в которых сделан на экобезопасных технологиях и инновациях. В компании подчеркнули, что использование вторичного сырья увеличит стоимость производства, но вендор уделяет особое внимание социальной ответственности и работе с инновационными технологиями.

Дополнительно сообщается, что Samsung использует переработанную бумагу для выпуска коробок для Galaxy S23, пластиковые защитные упаковочные плёнки на передней и тыльной панели тоже заменила переработанная бумага. Также компания уменьшила размер упаковки в сравнении с моделями прошлого поколения и уменьшила вес продукта, благодаря чему, как считается, уменьшатся и выбросы парниковых газов в процессе транспортировки.

Источник изображения: Samsung Electronics

Samsung снижает объёмы использование упаковочного пластика в смартфонах с 2017 года и намерена отказаться от такой упаковки во всех продуктах Galaxy к 2025 году.

Чтобы пользователи использовали свои смартфоны дольше, компания обещает выпуск системных обновлений и обновлений безопасности в течение более пяти лет после релиза Samsung Galaxy S23. В компании рассчитывают, что это позволит владельцам пользоваться смартфонами дольше, чем это бывает обычно.

Джеффри Брайан Стробел (JB Strauel) является не только бывшим техническим директором Tesla, но и одним из основателей компании, чего нельзя сказать о действующем генеральном директоре Илоне Маске (Elon Musk). Недавно основанная Стробелом компания Redwood Materials получила от властей США целевую ссуду в размере $2 млрд, которая поможет ей расширить свою площадку в Неваде по переработке отслуживших своё литиевых аккумуляторов.

Источник изображения: Redwood Materials

Как уже отмечалось ранее, в планы Redwood Materials входит десятикратное увеличение производственных мощностей на территории США. Сейчас она ежегодно перерабатывает батареи общей ёмкостью 10 ГВт‧ч, чего теоретически должно хватать для выпуска тяговых батарей для сотен тысяч электромобилей. В этом десятилетии Redwood Materials намеревается довести долю потребляемого автомобильной отраслью вторичного сырья до половины от общего объёма.

В недавнем интервью CNBC Джеффри Брайан Стробел заявил следующее: «Спрос на батареи и электромобили в США растёт, но предстоит преодолеть долгий путь, прежде чем основные источники сырья переедут непосредственно в США». Поскольку основатель Redwood Materials ранее сообщал, что в один прекрасный день весь мировой автопром сможет обходиться исключительно вторичным сырьём для изготовления тяговых батарей, то в этом контексте Стробел наверняка имел в виду процесс развития вторичной переработки литиевых аккумуляторов на территории США.

Министерство энергетики страны недавно выделило Redwood Materials целевую ссуду на $2 млрд для расширения производственного кластера по переработке тяговых батарей в Неваде. Известно, что компания также готова потратить $3,5 млрд на строительство предприятия в Южной Каролине, но обсуждаемая ссуда покрывает лишь потребности проекта в Неваде. Эти деньги придётся вернуть государству, так что Redwood Materials нужно будет добиться успешного функционирования комплекса по переработке батарей в Неваде.

Представители американского энергетического ведомства пояснили, что США должны в ближайшее время не только развивать предприятия по переработке использованных батарей, но и активнее добывать первичное сырьё на своей территории. Только так можно будет снизить себестоимость тяговых батарей и в целом повысить доступность электротранспорта для граждан с ограниченными доходами. Закон о снижении инфляции, принятый в США, позволяет министерству выделить на возвратной основе до $55 млрд на стимулирование развития всей необходимой для электротранспорта инфраструктуры.

На предприятии Redwood Materials в Неваде уже в пилотном режиме изготавливается из вторичного сырья медная фольга, которая используется при производстве анодов тяговых аккумуляторов. При поддержке государства производственные мощности планируется расширить до состояния, позволяющего снабжать таким сырьём до 1 млн электромобилей в год. Что характерно, являющаяся партнёром этой компании Tesla намеревается пользоваться услугами и других поставщиков вторичного сырья, а также заниматься переработкой отслуживших своё тяговых батарей самостоятельно.

Весомой проблемой, о которой редко вспоминают, остаётся утилизация отслуживших свой век лопастей ветряных турбин. Такие лопасти длиной свыше 100 м представляют собой пропитанную эпоксидной смолой стеклоткань, и потому их остаётся только отправлять на свалки, поскольку технологий по переработке сейчас нет. А разлагаться они могут сотни, если не тысячи лет. И это большая проблема, но датские исследователи стали ближе к её решению.

Источник изображения: Vestas Wind Systems A/S

По оценкам экспертов WindEurope, начиная с 2025 года ежегодно будут выбывать около 25 тыс. т лопастей турбин, а к 2030 году этот показатель может увеличиться до 52 тыс. т в год. И если башни, гондолы и компоненты генераторов без особых проблем можно перерабатывать, то материал лопастей пока никто не научился пускать в переработку. Ряд компаний ведут работы в этом направлении, но поиски движутся в сторону создания особых эпоксидных смол, поддающихся растворению, тогда как широко используемые в промышленности смолы остаются за бортом процесса и должны утилизироваться по старинке — на открытую свалку или во рвы.

Напротив, в Дании создано объединение CETEC, которое с 2021 года сочетает усилия компаний Vestas Wind Systems A/S, Olin Corporation, Датского технологического института и Орхусского университета в направлении переработки абсолютно любых лопастей на эпоксидной смоле, даже тех, которые уже отправлены на свалку.

«До сих пор ветровая промышленность считала, что материал лопастей турбин требует нового подхода к проектированию и производству, чтобы по окончании срока службы их можно было либо перерабатывать, либо, более того, использовать по новой, — сказала Лиза Экстранд (Lisa Ekstrand), вице-президент и руководитель отдела устойчивого развития компании Vestas. — В будущем мы можем рассматривать старые лопасти на эпоксидной основе как источник сырья. Как только эта новая технология будет внедрена в масштабе, старый материал лопастей, который в настоящее время находится на свалке, а также материал лопастей на действующих ветряных электростанциях, можно будет разобрать и использовать повторно».

Универсальный химический процесс для растворения и восстановления эпоксидной смолы разрабатывается в Орхусском университете с помощью остальных участников объединения. Процесс использует широко доступные химикаты и обещает оказаться коммерчески выгодным. В настоящий момент компания Vestas работает над расширением масштаба применения процесса и движется в сторону его коммерциализации.

Компания Redwood Materials, основанная бывшим техническим директором Tesla Джеффри «Джей Би» Штробелем (Jeffrey «JB» Straubel), объявила о планах построить завод по переработке аккумуляторов стоимостью $3,5 млрд невдалеке от портового города Чарльстон в Южной Каролине (США), «в самом сердце «батарейного пояса».

Источник изображения: Redwood Materials

Строительство завода на участке в 600 акров (243 гектара) начнётся в первом квартале 2023 года, чтобы уже к концу года запустить первый процесс переработки батарей. Компания планирует увеличить штат завода в течение 10 лет до 1500 человек.

Полученные в результате переработки на будущем заводе компоненты в настоящее время не производятся в Северной Америке, что вынуждает автопроизводителей закупать большую часть составляющих для выпуска аккумуляторов электромобилей за рубежом. Компания подсчитала, что в результате к 2030 году образовалась бы цепочка поставок протяжённостью 50 000 миль (80,5 тыс. км) и стоимостью $150 млрд.

Redwood утверждает, что переработка аккумуляторов для электромобилей в стране может помочь снизить выбросы. Компания подчеркнула, что её операции будут «на 100 % электрическими», и что у неё нет планов использовать ископаемое топливо, и к заводу не будут подводить газопровод.

Компания также сообщила, что может сократить выбросы CO₂ благодаря переработке аккумуляторов электромобилей «примерно на 80 % по сравнению с текущей цепочкой поставок в Азии, от которой страна зависит в отношении этих важнейших материалов».

Redwood выбрала Южную Каролину после того, как штат утвердил финансирование из своего бюджета задолженности компании на сумму не менее $225 млн. Помимо утилизации отходов производства аккумуляторов Tesla и Panasonic, компания также перерабатывает аккумуляторы для электромобилей Ford, Toyota, Nissan, Specialized, Amazon, Lyft и т.д. В процессе химической переработки из аккумуляторов выделяются такие элементы, как никель, кобальт и медь. Определённая часть полученного в результате переработки материала может быть повторно использована для изготовления аккумуляторов.

Даже тщательная сортировка отходов не гарантирует, что всё собранное будет переработано. В тех же США перерабатывается не больше 6 % пластиковых отходов, тогда как всё остальное вывозится на свалки. Это не обязательно халатность — пластик пластику рознь и универсальных химических реакций для переработки просто нет. Теперь химики придумали реакцию, близкую к универсальной, что позволит перерабатывать большинство пластиковых отходов в пропан.

Источник изображения: Pixabay

Пропан используется для отопления, приготовления пищи и в промышленности для производства товаров. Следует понимать, что вопрос переработки не стоит настолько остро, чтобы сделать это любой ценой. Химическая реакция по утилизации пластиковых отходов должна быть экономически выгодной, чтобы процесс широко распространился во всём мире.

При разработке условно универсальной реакции для превращения большинства видов пластика в пропан химики Массачусетского технологического института исходили из того, что каким бы сложным ни был химический состав пластика, в каждом из них будут цепочки углерода и водорода, причём их там большинство относительно других элементов.

Подбор катализаторов для реакции разложения и превращения пластика в пропан выявил оптимальное сочетание такого пористого и сыпучего вещества, как цеолит с кобальтом. Реакции происходят в порах цеолита, который в активном состоянии поддерживает кобальт. На выходе получается смесь газов (в зависимости от типа разлагаемого пластика) со значительным преобладанием пропана.

Остаётся ряд шероховатостей, например, присутствие ряда токсичных газов при переработке некоторых пластмасс, но химики обещают улучшить процесс, как и намерены разработать технологию для масштабной переработки пластика в пропан. Пока предложенная реакция воспроизводится лишь в лабораторных условиях. До промышленного применения ей всё ещё далеко.

По данным агентства TrendForce, быстрые темпы внедрения транспорта на новых источниках энергии (NEV) стимулировали рост использованных в мире тяговых аккумуляторов, а рост популярности хранилищ энергии — увеличение масштаба внедрения литий-железо-фосфатных батарей. В результате растёт число отработавших своё АКБ, благодаря чему переработка превращается в выгодный бизнес.

Источник изображения: Sungrow EMEA/unsplash.com

Ожидается, что к 2030 году ёмкость этого рынка превысит 1 ТВт·ч, из общей доли на литий-железо-фосфатные аккумуляторы будет приходиться 58 %. Хотя на рынке уже сегодня довольно много компаний, занимающихся переработкой аккумуляторов, пока реальные масштабы этого бизнеса далеки от необходимых. Как заявляют в агентстве, пока необходимо решить ряд проблем в индустрии переработки — последняя находится на ранних стадиях развития и около 70 % перерабатываемых АКБ поступают с аккумуляторных заводов — это либо дефектные экземпляры, либо просто отходы производства. Кроме того, индустрия переработки нуждается в более совершенной системе стандартизации.

Например, в Китае начали внедрять переработку батарей с 2020 года. Только в 2021 году зарегистрировано более 10 тыс. новых компаний в этой сфере, примерно вчетверо больше, чем в 2020 году. При этом внесённых в «белый список» компаний, полностью соответствовавших стандартам индустрии переработки, на конец года было всего 45, а объём переработанных литий-ионных аккумуляторов в Китае в 2021 году составил менее 300 тыс. тонн.

Источник изображения: TrendForce

По расчётам экспертов, расчётная ёмкость используемых в электромобилях аккумуляторов превысит к 2030 году 3ТВт·ч, а в Китае — около 45 % от общемирового объёма. Таким образом, особую важность приобретёт повышение эффективности использования батарей, как для преодоления дефицита ресурсов, так и для перехода на зелёную энергетику в целом.

Сегодня, по данным TrendForce, переработка литий-ионных АКБ в Китае делится на каскадную утилизацию и переработку и восстановление. Так, каскадная утилизация и переработка применяется для источников резервного питания, малых энергохранилищ и низкоскоростного микротранспорта в случаях, если ёмкость АКБ упала ниже 80 %.

В сфере энергохранилищ речь идёт о демонстрационных экспериментальных проектах, не касающихся крупных энергохранилищ — речь идёт преимущественно о демонтаже отработавших своё АКБ для восстановления ценных металлов вроде лития, кобальта и никеля, а также использования их в производстве новых аккумуляторов.