Chất thải điện tử cho khoáng sản pin
Chất thải điện tử và khoáng chất pin
Tái chế rác thải điện tử (rác thải điện tử) đã nổi lên như một phương pháp quan trọng để thu hồi các khoáng chất quan trọng cần thiết cho sản xuất pin, đặc biệt là trong bối cảnh chuyển đổi năng lượng sạch. Với nhu cầu ngày càng tăng đối với pin lithium-ion được sử dụng trong xe điện (EV) và hệ thống năng lượng tái tạo, tầm quan trọng của việc tái chế rác thải điện tử ngày càng trở nên rõ rệt.
Bối cảnh hiện tại của tái chế rác thải điện tử
Ví dụ, Ấn Độ đã sản xuất hơn 1,6 triệu tấn rác thải điện tử vào năm 2022, với khoảng 70.000 tấn được nhắm mục tiêu thu hồi các vật liệu có giá trị như lithium, coban và niken1. Các công ty khởi nghiệp như Metastable Materials đang nỗ lực tiên phong để chiết xuất những khoáng chất này từ các thiết bị điện tử bị loại bỏ thông qua một quá trình được gọi là “khai thác đô thị”. Cách tiếp cận này không chỉ giúp tái chế mà còn nhằm mục đích tạo ra nền kinh tế tuần hoàn cho các khoáng sản quan trọng1.
Ưu điểm của tái chế rác thải điện tử
- Tính bền vững: Tái chế rác thải điện tử có thể làm giảm đáng kể tác động môi trường liên quan đến khai thác truyền thống. Cơ quan Năng lượng Quốc tế ước tính rằng việc tái chế hiệu quả có thể làm giảm nhu cầu khai thác mới lên đến 40% đối với đồng và coban và 25% đối với lithium và niken vào năm 20501.
- Khí thải thấp hơn: Khoáng sản tái chế thường phát thải khí nhà kính ít hơn khoảng 80% so với khoáng sản được khai thác từ các mỏ1. Điều này rất quan trọng khi thế giới chuyển sang các công nghệ xanh hơn.
- Tiềm năng kinh tế: Thị trường tái chế rác thải điện tử ở Ấn Độ dự kiến sẽ đạt 7,5 tỷ USD vào năm 2030, chỉ riêng tái chế pin dự kiến sẽ tăng gấp 10 lần lên 1 tỷ USD1. Điều này cho thấy một cơ hội kinh tế mạnh mẽ cùng với lợi ích môi trường.
Những thách thức trong tái chế rác thải điện tử
Bất chấp những lợi thế của nó, tái chế rác thải điện tử phải đối mặt với một số thách thức:
- Sự phụ thuộc vào khu vực phi chính thức: Phần lớn việc thu hồi rác thải điện tử hiện tại ở các quốc gia như Ấn Độ phụ thuộc vào lao động phi chính thức, những người thường hoạt động trong điều kiện không an toàn1. Điều này làm dấy lên lo ngại về quyền lao động và an toàn môi trường.
- Tỷ lệ thu hồi: Mặc dù thu hồi vật liệu từ rác thải điện tử là có lợi, nhưng tỷ lệ thu hồi hiện tại thấp. Tại Hoa Kỳ, tái chế rác thải điện tử chỉ chiếm khoảng 1% nhu cầu về các nguyên tố đất hiếm (REE), mặc dù vai trò quan trọng của chúng trong sản xuất điện tử3.
- Hạn chế về công nghệ: Các phương pháp phân tách khoáng sản từ rác thải điện tử hiện có có xu hướng chậm và đòi hỏi năng lượng và hóa chất đáng kể, khiến chúng không khả thi về mặt kinh tế trên quy mô lớn2. Đổi mới là cần thiết để nâng cao hiệu quả và giảm chi phí.
Những đổi mới trong thu hồi khoáng chất thải điện tử
Những tiến bộ gần đây hứa hẹn trong việc tăng cường thu hồi khoáng sản từ rác thải điện tử:
- Một quy trình phân tách không độc hại được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương cho thấy tiềm năng trong việc thu hồi hiệu quả các khoáng chất quan trọng như mangan và magiê từ chất thải phế liệu điện tử2.
- Các công ty khởi nghiệp đang khám phá các phương pháp mới sử dụng các tính chất vật lý của kim loại thay vì các quá trình hóa học, có thể gây tốn kém và gây hại cho môi trường12.
Kết luận
Rác thải điện tử mang đến cơ hội lớn để thu hồi các khoáng chất pin cần thiết cho quá trình chuyển đổi năng lượng sạch. Mặc dù vẫn còn nhiều thách thức, nhưng những đổi mới liên tục và nhận thức ngày càng tăng về tính bền vững có thể giúp mở khóa tiềm năng này, góp phần vào tăng trưởng kinh tế và bảo tồn môi trường. Khi thị trường phát triển, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng các hoạt động an toàn, hiệu quả và công bằng.
Chia sẻ
Những con hẻm hẹp của chợ có rất nhiều cửa hàng phế liệu nhỏ chất đầy những đống máy tính hỏng, điện thoại, TV, lò vi sóng, máy giặt, máy lạnh, pin hết hạn sử dụng.
Abrar là 1 trong hơn 50.000 lao động phi chính thức, bao gồm phụ nữ, trẻ em, kiếm sống bằng cách sàng lọc hàng hóa bị vứt bỏ để thu hồi các vật liệu có giá trị có thể tái chế và cuối cùng là tái sử dụng trong các công nghệ hiện đại để chiết xuất khoáng chất chuyển đổi năng lượng từ rác thải điện tử trong một quy trình được gọi là “khai thác đô thị”.
Cáp sạc cho các vật dụng hàng ngày chứa đồng. Nhôm trong các linh kiện điện tử là cần thiết để sản xuất tấm pin mặt trời.
Nhưng pin vẫn được săn đón nhiều nhất. Phần lớn các thiết bị điện tử như điện thoại di động, máy tính xách tay, thuốc lá điện tử sử dụng pin chứa lithium, coban, niken. Các khoáng chất tương tự được sử dụng để sản xuất pin cho EV và lưu trữ năng lượng tái tạo.
Xử lý chất thải nguy hại là công việc nguy hiểm, mệt mỏi với mức lương thấp. Nhiệt được sử dụng để chiết xuất sắt, nhôm, vàng, giải phóng khí độc bao trùm thị trường, khiến nó có biệt danh là “bể chứa độc hại”. Các kim loại nặng: chì, thủy ngân, cadmium, có thể rò rỉ từ hàng hóa không sử dụng, khiến người lao động tiếp xúc với các chất ô nhiễm có thể gây ung thư phổi và tổn thương các cơ quan quan trọng.
Cơ quan Năng lượng Quốc tế ước tính việc tái chế có thể làm giảm 40% nhu cầu khai thác mới đối với đồng/coban và 25% đối với lithium/niken vào năm 2050. Mặc dù xử lý chất thải nguy hại có giá trị lớn đối với ngành tái chế, Abrar chỉ kiếm được <6 đô la/ngày – thấp hơn mức lương tối thiểu do chính phủ quy định là 8 đô la/ngày đối với một công nhân không có tay nghề ở Delhi – và không nhận được bảo trợ xã hội. Vào năm 2022, 62 triệu tấn rác thải điện tử đã được đưa đến bãi chôn lấp. Nhưng chỉ có khoảng 1/5 trong số rác thải điện tử được báo cáo là được thu gom/tái chế chính thức. Giống như phần còn lại của thế giới, vấn đề rác thải điện tử của Ấn Độ sẽ tăng vọt nếu cơ sở hạ tầng và chính sách tái chế không được đưa ra nhanh chóng, chủ yếu là do sự gia tăng của các công nghệ năng lượng sạch như tấm pin mặt trời và pin. Các phương pháp tái chế pin chủ yếu hoặc đốt cháy hầu hết pin trong một quy trình tiêu tốn nhiều năng lượng, để lại ít khoáng chất để thu hồi hoặc sử dụng một quy trình có tính hóa học cao – một phương pháp tốn kém hơn, tạo ra chất thải hóa học. Trong khi đó, đối với hàng ngàn công nhân không chính thức như Abrar, những người sống bằng thu nhập ít ỏi mà họ nhận được từ việc phân loại rác thải có thể cung cấp năng lượng cho quá trình chuyển đổi năng lượng, có rất ít dấu hiệu cho thấy cuộc sống sẽ tốt đẹp hơn.
Mặc dù sức khỏe của Abrar đang suy yếu, nhưng ông vẫn kéo chiếc xe đẩy tay đầy rác thải độc hại mỗi ngày. Sẽ không có gì thay đổi ở đây, cuộc sống sẽ tiếp diễn như thế này.