По данным экспертов Европейской комиссии, ежегодно на рынке ЕС реализуется примерно 800 тыс. т автомобильных батарей, 190 тыс. т батарей, используемых в промышленности, и 160 тыс. т портативных бытовых батареек. При этом в 2002 г. около 45 % от общего числа проданных в ЕС бытовых батареек оказалось на городских свалках. Особое беспокойство в ЕС было связано с проблемой утилизации Ni-Cd батареек. Эти вызовы потребовали разработки комплексного законодательства, регулирующего обращение с данной группой товаров. В настоящее время в ЕС действует специальная Директива 2006/66/EC «О батарейках и аккумуляторах и отходах батареек и аккумуляторов».
Согласно Директиве 2006/66/EC, производители и импортеры батарей обязаны:
- ограничивать содержание ртути и кадмия в батарейках;
- маркировать на каждой батарейке наименование производителя;
- осуществлять сбор использованных батарей своими силами либо путем заключения договоров со специализированными компаниями, при этом потребители должны иметь возможность бесплатной сдачи батареек;
- перерабатывать или обезвреживать отработанные батареи;
- заполнять годовую декларацию, содержащую сведения о производстве (импорте), организации приема, объемах сбора и утилизации батареек.
Директива запрещает продавать так называемые «мобильные» аккумуляторные батареи, содержащие свыше 0,0005 % ртути и 0,002 % кадмия, за исключением батарей для аварийных и сигнальных систем, а также для медицинского оборудования.
Уровень реализации Директивы ЕС для конкретных стран различен. Например, в Германии, где население давно привыкло к раздельному сбору отходов, в каждом супермаркете установлены специальные контейнеры для приема отработанных батарей. Приобретая новый аккумулятор для автомобиля, покупатель обязан сдать старый, иначе он подвергается довольно крупному штрафу. Сбор использованных батарей и аккумуляторов в этой стране составляет почти 85 % от реализованных.
Однако конечная утилизация бытовых батареек все еще является проблемным звеном во всех странах ЕС. В Европе функционируют всего два завода, способных перерабатывать старые батарейки (причина — в сложности их состава, а следовательно, дороговизне переработки). Поэтому большая часть собранных батареек отправляется на безопасное «вечное» захоронение. При этом требования по захоронению использованных батареек по строгости не уступают требованиям относительно захоронения радиоактивных отходов. Обязательной в настоящее время является переработка только Ni-Cd батареек.
Похожая программа расширенной ответственности производителя (РОП) по отношению к Ni-Cd аккумуляторам действует в США. Единственное отличие — она является добровольной, т.к. не существует общенационального закона, требующего приемку производителями Ni-Cd батарей. Данная программа была начата по инициативе производителей, которые для организации сбора и переработки батарей основали Корпорацию по переработке зарядных батарей (КПЗБ). КПЗБ — некоммерческая компания, которая оплачивает все затраты продавцов и муниципалитетов по транспортировке и переработке батарей, а также занимается информированием потребителей. Ежегодно производители и импортеры батарей покрывают все расходы компании.
Новые идеи для старых батареек
Одновременно с развитием законодательных и экономических инструментов системы обращения с использованными батарейками совершенствуются и сами эти устройства, а также способы их производства и использования. Надо сказать, среди новых изобретений есть немало оригинальных: пальчиковые батарейки, заряжающиеся от USB, или батарейки, обернутые гибким фотоэлементом, способные самостоятельно заряжаться от солнечного света. Особый интерес представляет устройство, способное при помощи запатентованной импульсной системы заряжать обыкновенные неперезаряжаемые батарейки до 10 раз, а также зарядное устройство, работающее за счет механического ручного вращения.
Корпорация Fuji недавно представила батарейки EnviroMAX, которые, по заявлению компании, безопасны для окружающей среды. К тому же они на 92 % изготовлены из переработанных материалов. Так, корпус батарейки сделан из вторичного пластика, а не из более привычного для нас железа. Ни ртуть, ни кадмий в батарейках EnviroMAX не содержатся.
Оригинальное устройство создали в Корее: так называемое энергосемечко (Energy Seed) одновременно выступает в качестве уличного фонаря и является контейнером для утилизации. Питание диодного (LED) ореола осуществляется за счет остатков энергии в батареях до тех пор, пока их не соберут переработчики. Проще говоря, старые батарейки служат для освещения тротуаров. При этом для питания лампы необходимо всего 2 батареи.
На каждой батарейке нарисован специальный знак, который сообщает, что нельзя просто выкинуть использованную батарейку в мусор. С помощью этой статьи мы узнаем, кому передать батарейки, как можно их переработать и что с ними становится после.
Почему выкинуть батарейки в мусоропровод – плохая идея?
Первый вопрос, который вполне закономерно возникает: а зачем вообще перерабатывать батарейки? Разве природа не может сама с этим справиться? Так ли они вредны?
Да, батарейки, выброшенные в мусор, вредят окружающей среде. Cчитается, что всего одна стандартная «пальчиковая» батарейка делает непригодными для жизни 20 квадратных метров, так как выбрасывает в окружающую среду тяжелые металлы. То есть там уже ничего не вырастет, а то, что выросло, погибнет. Кроме того, это площадь, которая необходима для жизни одного ежа. А если батареек десять, то придется переселиться или умереть уже десятерым ежам. Если выкинуть батарейку в воду, 400 литров воды становятся совершенно непригодны для питья и жизни рыб и других водных организмов. Все животные – участники пищевой цепи, а это значит, что кому-то не достанется пропитания, а кто-то, наоборот, не будет съеден. Например, ежик не съест насекомых, которые смогут в свою очередь съесть слишком много растений. То есть получится, что выброшенная батарейка убьет не только растения на площади 20 квадратных метров, но и в будущем может косвенно поспособствовать уменьшению количества растений (цветов, деревьев). Не стоит взваливать на себя такую огромную ответственность.
Кроме того, для человека эти же металлы тоже вредны, так как они накапливаются в воздухе, которым мы дышим, в результате чего страдают, например, почки, печень и, конечно, легкие. Некоторые вещества канцерогенные.
Таким образом, становится понятно, что просто выкинуть батарейки в мусоропровод – плохая идея. Поэтому стоит отдать их на переработку (для обозначения этого процесса принят международный англоязычный термин “recycling”, который и означает «переработка»).
Как перерабатывают батарейки и что с ними становится после переработки
Здесь опыт России и зарубежья несколько различается, поэтому рассмотрим вначале, как это организовано в странах Европы и в США, затронем опыт Кореи, а потом перейдем к России.
Каждый год в Европу поставляется 160000 тонн батареек, которые передаются в магазины повседневного спроса. В стоимость покупки батарейки уже заложены расходы на ее последующую утилизацию. Кроме того, при сдаче старых батареек можно получить скидку на покупку новых. Перерабатывают в итоге около 45% батареек, причем не только перезаряжаемых. Во Франции из тонны солевых и алкалиновых батареек получают, например, 350 килограммов ферромарганца (нужен для производства нержавеющей стали), 280 килограммов оксида цинка ZnO (нужен для производства материалов для водосточных труб и кровельного покрытия). 190 килограммов полученного шлака используют как минеральный продукт, то есть материал для насыпей. В Европе чаще всего используют пирометаллургический способ переработки из-за большого количества поступающих батареек. Суть метода в том, что батареи расплавляют в печи. Получают из них много шлака и чугуна.
Каждый год в Европу поставляется 160000 тонн батареек, которые передаются в магазины повседневного спроса. В стоимость покупки батарейки уже заложены расходы на ее последующую утилизацию. Кроме того, при сдаче старых батареек можно получить скидку на покупку новых
Конечно, есть и специальные организации. Так, в Европе есть ассоциация по переработке батареек (the European Battery Recycling Association – EBRA). Они проводят встречи и мастерские («воркшопы») для членов ассоциации (других компаний по переработке батарей), целью которых является обсуждение проблем, связанных с переработкой батареек, различных способов регулирования этих проблем и путей их решения. В ассоциации есть представители не только европейских стран, но и Японии. Членство в этой организации требует единовременного взноса размером в сто евро.
Батареи на переработку сортируют по типам и размерам, например, отдельно собирают портативные батареи, аккумуляторы, литиевые батареи, батареи, которые содержат щелочь, и так далее. Основной вопрос, который волнует организацию, – транспортный, то есть как перевозить собранное до места переработки. Разрабатываются регулирующие эту проблему документы, на данный момент более тяжелые батареи перемещаются в самолете.
Вопросом переработки батареек занимается и Европейская Комиссия (European Commission). Есть специальный отдел по вопросам окружающей среды, который ограничивает производство батареек, содержащих опасные вещества (ртуть Hg и кадмий Cd), устанавливает правила регистрации для производителей батареек, а также, конечно, финансирует организацию мест сбора батареек, их перевозку и собственно переработку. Пристальное внимание уделяется и информированию населения о необходимости сдачи батареек на переработку. Использованные батарейки чинят, чтобы снова использовать (хлорид цинка используют для производства батарей), либо разбирают для повторного встраивания работающих частей в новые батарейки и/или исследования на предмет наличия полезных соединений. Например, в Великобритании перерабатывают щелочные батарейки, а во Франции — кадмиевые. Можно рассмотреть, как происходит переработка щелочных батареек. Вначале их сортируют на заводе, сортируют по типам и размерам, отделяют те, которые можно еще использовать или перезарядить. Не подлежащие дальнейшему использованию батарейки разбирают, исследуют. На этом этапе изымают запчасти для производства новых батареек. После исследования отсеивают железо и другие металлы для переработки. Из оставшегося собирают массу из цинка Zn, марганца Mn и углерода C. Их промывают, отфильтровывают, обрабатывают кислотой, снова фильтруют. После этих процессов массу делят, например, на сульфаты и оксиды цинка. Кроме того, выделяют оксид марганца, сульфаты марганца, их очищают, выпадает осадок. Также получают соли.
В США ежегодно покупают 350 миллионов перезаряжаемых батареек и перерабатывают почти 60%. Чаще всего это никелево-кадмиевые, так как производство батареек с ртутью запрещено. В США пункт сбора использованных батареек есть в каждом магазине, где батарейки продаются. Производители занимаются финансированием, а собирают и перерабатывают батарейки дистрибьюторы и продавцы. The Portable Rechargeable Battery Association (PRBA) – организация, ответственная за информирование населения. Сбор, транспортировку и переработку батареек в Соединенных Штатах Америки. Их методы схожи с европейскими: вначале батарейку проверяют на пригодность для дальнейшей работы, если это невозможно, то ее измельчают, а впоследствии выделяют нужные соединения.
А в Корее дизайнеры изобрели уличную лампу, которую назвали Energy Seed Lamp. Это своего рода «урна» для использованных батареек, куда каждый желающий может поместить свои старые батарейки и так позволить уличной лампе, присоединенной к урне, светить ярче.
В России тоже есть свои организации, которые занимаются сбором и утилизацией использованных батареек. Например, «Сдайбатарейку.рф», однако сотрудничают все они с «Мегаполисресурс» – крупным заводом по переработке. Ежегодно в России собирают около 139 тонн батареек для переработки.
Ежегодно в России собирают около 139 тонн батареек для переработки
Места сбора открыты в большинстве городов России: они есть в магазинах сетей «ИКЕА». Обычно прием батареек бесплатный, но иногда нужно заплатить (лучше уточнять это на месте или по телефону). Кроме того, поставить бутыль для сбора батареек можно у себя в подъезде, если вы уверены в ответственности жильцов. Если нет, лучше доверить сохранность бутыли консьержке или охраннику. Точно такой же сбор можно организовать в своей компании, в школе. Для сбора подойдут пластиковая бутыль объемом 5 литров или коробка. Когда накапливается много батареек, их нужно отвезти в пункт приема. Адреса пунктов приема в вашем городе можно найти в интернете. Чаще всего найти пункты сбора использованных батареек можно в университетах, языковых центрах, антикафе и, конечно, местных природоохранных организациях. Самостоятельно можно отвезти батарейки просто в пункт приема, но нужно уточнить, берут ли они одновременно большие количества.
Как именно батарейки перерабатываются в России?
«Мегаполисресурс» перемалывает батарейки и извлекает из них ценные металлы. Этот завод ежегодно может утилизировать почти 15 тысяч тонн батареек, а доля восстановленных ресурсов составляет до 80%. Например, на заводах в Челябинске из батареек получают высококачественные пищевые соли, которые можно использовать в фармацевтической промышленности. Метод называется гидрометаллургическим, он более дорогой и заключается в том, что никеле-кадмиевые массы растворяют серной кислотой, потом осаждают щелочью соответствующих гидроксидов и окисляют гидроксид двухвалентного железа до гидроксида трехвалентного железа. Это вещество не растворяется, когда в него снова добавляют серную кислоту, так как он обладает нейтральной pH-средой. Гидроксид кадмия переходит в растворимое состояние, его фильтруют и снова осаждают щелочью. Вследствие этого выпадает возвратный осадок. Также образуется возвратный магнитный оксид железа.
Таким образом, можно сделать вывод, что сбор батареек на переработку имеет свои сложности, но организовать его возможно самостоятельно. Главное – передать собранное в подтвержденный пункт приема.
Ученые придумали способ переработки батареек без дробления и плавления
Ученые из США представили метод повторного использования и переработки батареек, для этого их не нужно плавить. Эту технологию хотят использовать и в электромобилях.
Читайте «Хайтек» в
Исследователи объяснили, что распространение электромобилей, смартфонов и портативных устройств приводит к тому, что производство аккумуляторных батарей в мире ежегодно увеличивается примерно на 25%. При этом существующие методы переработки батареек далеки от совершенства.
Исследователи из Университета Аалто обнаружили, что электроды литиевых батарей, содержащие кобальт, можно использовать повторно — для этого нужно прописать литием. По сравнению с традиционной переработкой, при которой металлы обычно извлекаются из дробленых батарей путем их плавления или растворения, новый процесс экономит ценное сырье, энергию и не вредит экологии.
Ученые отметили, что при традиционных методах переработки батарей часть сырья теряется, и оксид кобальта лития превращается в другие соединения кобальта, которые требуют длительного химического процесса очистки, чтобы снова превратить их в материал для электродов. Новый метод позволяет избежать этого кропотливого процесса: восполняя отработанный литий в электроде с помощью процесса электролиза, широко используемого в промышленности. После этого соединение кобальта может быть использовано повторно.
Результаты показывают, что производительность электродов, заново насыщенных литием, почти такая же, как у электродов, изготовленных из нового материала. Исследователи отмечают, что при дальнейшем развитии метод будет работать и в промышленных масштабах.
«Повторное использование структур батарей позволяет нам избежать многих трудозатрат, которые обычно возникают при переработке, и в то же время потенциально экономить энергию. Мы считаем, что этот метод может помочь компаниям, которые разрабатывают промышленную переработку», — добавили ученые.
Далее исследователи хотят проверить, можно ли использовать этот метод для никелевых батарей, которые используются в электромобилях.