Environmental impact and flows of waste batteries in China

Abstract

Проаналізовано вплив відпрацьованих батарей на довкілля (з акцентом на певні типи, як-от нікель-кадмієві та свинцево-кислотні батареї). У дослідженні також застосовано метод кількісного аналізу в поєднанні з даними про виробництво, продаж, імпорт та експорт батарей у Китаї (2014–2023), а дані отримано з Товарної торговельної бази даних ООН і звіту Китайської асоціації батарей. Для оцінювання утворення відпрацьованих батарей у Китаї використано модель розподілу ресурсу Вейбулла. Розрахунок також ґрунтується на середній тривалості служби та рівні переробки батарей. Імпорт батарей до Китаю загалом демонстрував тенденцію до зниження, тоді як експорт – до зростання, особливо літієвих батарей (як первинних, так і літій-іонних акумуляторних). Унаслідок постійного збільшення виробництва батарей кількість батарей на китайському ринку зросла за останні 10 років, хоча деякі типи батарей (свинцево-кислотні, нікель-кадмієві) демонструють скорочення через заміну іншими батареями. За нашими розрахунками, відпрацьовані літієві батареї (зумовлені новою енергетичною галуззю) і свинцево-кислотні батареї (величезний парк) є основними чинниками зростання обсягу відпрацьованих батарей, охоплюючи 99 % приблизно 10,5 млн т утворюваних у Китаї відпрацьованих батарей. Перспективи подальших досліджень полягають у введенні більшої кількості змінних (таких як технологічний прогрес і споживчі звички) для вдосконалення моделі прогнозування утворення відпрацьованих батарей шляхом динамічної оптимізації моделі.

An environmental impact of waste batteries was analysed (focusing on certain types like nickel-cadmium, leadacid batteries). The study also adopts a quantitative analysis method, combined with China’s battery production, sales, import and export data (2014–2023), and obtains data through the United Nations Commodity Trade Database and the China Battery Association report. The Weibull life distribution model was used to estimate the waste battery generation in China. The calculation is also based on the average lifetime and recycling rate of batteries. China’s imports of batteries generally showed a downward trend, while exports showed an upward trend, especially lithium batteries (both primary and lithium-ion rechargeable). With a constant increase in batteries production, amount of batteries on Chinese market has grown during last 10 ye ars, although some battery types (lead-acid, nickel-cadmium) demonstrate reduction due to the replacement with other batteries. According to our calculations, waste lithium batteries (driven by the new energy industry) and lead-acid batteries (huge stock market) are the main contributors to waste battery volume growth, covering 99 % of around 10.5 million tons of waste battery generation in China. Further research prospects are to introduce more variables (such as technological progress and consumer habits) to improve the waste battery generation prediction model through dynamic model optimization.