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लिथियम पुनर्चक्रण बनाम नीति: स्केल-अप में क्या बाधा है?
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लिथियम का स्रोत: खनन बनाम पुनर्चक्रण (कौन सा तेजी से बढ़ता है?)
विद्युतीकरण की प्रवृत्ति के साथ, लिथियम तेजी से एक महत्वपूर्ण वैश्विक वस्तु बन गया है, जो लगभग पूरी तरह से इलेक्ट्रिक वाहनों को अपनाने से प्रेरित है।
स्रोत: Statista
जबकि सोडियम-आयन जैसे अन्य बैटरी रसायनों के बड़े पैमाने पर उत्पादन पर विचार किया जा रहा है, लिथियम अभी भी बैटरी रसायनों का राजा है, जिसका श्रेय इसके असाधारण विद्युत गुणों को जाता है।
इसलिए पिछले कुछ वर्षों में लिथियम की मांग लगातार बढ़ रही है, जो 2020 और 2025 के बीच लगभग चौगुनी हो जाएगी।
स्रोत: पर्यावरण प्रबंधन जर्नल
फिलहाल, अधिकांश लिथियम का उत्पादन सांद्रित निक्षेपों से किया गया है, या तो ब्राइन (खनिज-समृद्ध जल) से या स्पोड्यूमीन नामक खनिज निक्षेपों से।
लिथियम का एक नया स्रोत पुरानी बैटरियों का पुनर्चक्रण हो सकता है। लेकिन इसके लिए उपयुक्त तकनीकी आधार विकसित करने, उपयुक्त बुनियादी ढाँचे का निर्माण करने और एक ठोस कानूनी एवं नियामक ढाँचे की आवश्यकता होगी।
हाल ही में ऑस्ट्रेलियाई एडिथ कोवान विश्वविद्यालय और पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक शोध पत्र में विस्तार से चर्चा की है कि लिथियम पुनर्चक्रण भविष्य में लिथियम उत्पादन को कैसे प्रभावित करेगा।1 जर्नल ऑफ एनवायर्नमेंटल मैनेजमेंट में शीर्षक के तहत प्रकाशितलिथियम-आयन बैटरियों और स्पोड्यूमीन से लिथियम की पुनर्प्राप्ति पर एक व्यापक समीक्षा".
लिथियम स्रोत
ब्राइन और स्पोड्यूमीन से लेकर बैटरी-ग्रेड लिथियम तक
निकट भविष्य में, लिथियम उत्पादन में सबसे बड़ी वृद्धि ऑस्ट्रेलिया और उसके स्पोड्यूमिन के समृद्ध संसाधनों से होने की उम्मीद है। इसके समानांतर, मुख्यतः चिली और अर्जेंटीना में, और आंशिक रूप से चीन में, नमकीन जल से निष्कर्षण भी बढ़ रहा है, लेकिन धीमी गति से।
स्रोत: पर्यावरण प्रबंधन जर्नल
जैसे-जैसे बैटरियां पुरानी होती जाती हैं, वे जमीन के ऊपर आसानी से उपलब्ध होने वाले लिथियम का एक बड़ा स्रोत बनती जा रही हैं, विशेष रूप से इसलिए क्योंकि अधिकांश ईवी बैटरियां अपने प्रारंभिक अधिकतम चार्ज के 70-80% तक गिरते ही बंद हो जाएंगी।
2023 में, वैश्विक बैटरी निर्माण ~2.5 TWh तक पहुंच गया; 2023 में जोड़ी गई क्षमता 25 की तुलना में 2022% अधिक थी। समानांतर रूप से, लिथियम की मांग ~30% बढ़ गई।
इसकी तुलना में, वैश्विक रीसाइक्लिंग क्षमता 300 में 2023 GWh प्रति वर्ष को पार कर जाएगी, जिसमें से 80% से अधिक क्षमता चीन में स्थित है। इसकी तुलना में, यूरोप और संयुक्त राज्य अमेरिका, दोनों की वैश्विक रीसाइक्लिंग क्षमता में 2% से भी कम हिस्सेदारी है। इसलिए वर्तमान रीसाइक्लिंग क्षमता वर्तमान बैटरी उत्पादन का केवल 12% ही कवर करती है, जो अभी भी हर 2-3 साल में दोगुने से भी ज़्यादा बढ़ रही है।
ईवी बैटरी अपशिष्ट: पैमाना, जोखिम और आग के खतरे
ग्रीनपीस के अनुसार, 2021 से 2030 तक, दुनिया भर में अनुमानित 12.85 मिलियन टन इलेक्ट्रिक वाहन लिथियम-आयन बैटरियाँ नष्ट हो जाएँगी। चीन के लिए, कई उद्योग पूर्वानुमान 3 तक लगभग 3.5-2030 मिलियन टन की ओर इशारा करते हैं, जो बड़े पैमाने पर संग्रहण और पुनर्चक्रण की तत्काल आवश्यकता को रेखांकित करता है।
इससे भारी प्रदूषण और पर्यावरणीय जोखिम पैदा हो सकते हैं, क्योंकि लिथियम बैटरियों में भारी धातुओं सहित कई जटिल रसायन होते हैं। इसलिए रीसाइक्लिंग का मतलब न केवल लिथियम उत्पादन के प्रभाव को कम करना है, बल्कि अन्य प्रकार के प्रदूषण से भी बचना है।
बिना पुनर्चक्रित बैटरियां लैंडफिल में आग का कारण भी बन सकती हैं, जिसके लैंडफिल में मीथेन उत्पादन के साथ मिलकर भयावह परिणाम हो सकते हैं।
सतह और भूमिगत आग से डाइऑक्सिन, फ्यूरान, वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (वीओसी), पॉलीक्लोरीनेटेड बाइफिनाइल, ऑर्गेनोक्लोरीन कीटनाशक (नायर एट अल., 2019/01), पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन (पीएएच), कार्बन मोनोऑक्साइड, सल्फर डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन सल्फाइड (आईईएए) जैसी जहरीली गैसों का उत्पादन हो सकता है।
बैटरी रीसाइक्लिंग: हाइड्रोमेट बनाम पाइरोमेट बनाम डायरेक्ट रिकवरी
वर्तमान में प्रयुक्त लिथियम बैटरियों के पुनर्चक्रण के लिए तीन मुख्य विधियाँ हैं: पायरोमेटैलर्जी, जलधातुकर्म, और प्रत्यक्ष वसूली।
स्रोत: अनुसंधान गेट
कुल मिलाकर, ये विधियां कच्चे प्राकृतिक संसाधनों से लिथियम के उत्पादन की तुलना में थोड़ी कम ऊर्जा-गहन हैं, लेकिन पर्यावरण पर पड़ने वाले शेष प्रभाव को बहुत कम कर देती हैं।
उदाहरण के लिए, लिथियम बैटरियों के पुनर्चक्रण से CO2 उत्सर्जन में कमी आती है, SO2 (सल्फर) उत्सर्जन में काफी कमी आती है, तथा पाइरोमेटेलर्जिकल विधियों के मामले में जल की खपत में आधे से भी अधिक की कमी हो सकती है।
स्रोत: पर्यावरण प्रबंधन जर्नल
पाइरोमेटेलर्जी और हाइड्रोमेटेलर्जी दोनों में तथाकथित "ब्लैक मास" या कुचली हुई बैटरी का उपयोग किया जाता है, जिसमें धातुओं और रसायनों का जटिल मिश्रण होता है।
इन विधियों में से, पायरोमेटेलर्जी अवांछित विषाक्त गैसों के मामले में सबसे अधिक प्रदूषणकारी है। इसके विपरीत, हाइड्रोमेटेलर्जी कम विषाक्त है, लेकिन इसके लिए अधिक जल संसाधनों की आवश्यकता होती है (लेकिन फिर भी कच्चे लिथियम अयस्कों की तुलना में बहुत कम)।
दोनों प्रकार की रीसाइक्लिंग में कई चरण होते हैं, जिनमें से प्रत्येक अपने प्रकार का प्रदूषण उत्पन्न करता है, जिससे निपटना आवश्यक होता है।
स्रोत: पर्यावरण प्रबंधन जर्नल
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| विधि | यह क्या करता है | फ़ायदे | नुकसान | के लिए सबसे अच्छा |
|---|---|---|---|---|
| जलधातुकर्म | जलीय रसायन का उपयोग करके काले द्रव्य से धातुओं को अलग करना | उच्च पुनर्प्राप्ति; पाइरो की तुलना में कम वायु प्रदूषक; कई रसायनों के लिए स्केलेबल | अधिक जल उपयोग; अभिकर्मक प्रबंधन की आवश्यकता | एनएमसी/एनसीए, मिश्रित-रसायन विज्ञान धाराएँ |
| पायरोमेटालर्जी | काले द्रव्य को मिश्र धातु में पिघलाना; अन्य पदार्थों को धातुमल में बदलना | फ़ीड परिवर्तनशीलता के प्रति मजबूत; तेज़ थ्रूपुट | उच्च ऊर्जा और वायु उत्सर्जन; अतिरिक्त कदम उठाए बिना ग्रेफाइट/लिथियम की हानि | उच्च-कोबाल्ट धाराएँ (विरासत फ़ोन/LCO), पूर्व-प्रसंस्करण |
| प्रत्यक्ष (कैथोड से कैथोड) | पुन: उपयोग के लिए कैथोड सूक्ष्म संरचना को पुनर्स्थापित करता है | संभावित रूप से न्यूनतम ऊर्जा/रासायनिक उपयोग; मूल्य संरक्षित | रसायन विज्ञान-विशिष्ट; आपूर्ति श्रृंखला एकीकरण आवश्यक | OEM साझेदारियों के साथ मानकीकृत EV रसायन विज्ञान |
लिथियम पुनर्चक्रण में बाधा डाल रहे नियामक अंतराल
वर्तमान में, अधिकांश बैटरियों का पुनर्चक्रण नहीं किया जाता है, जिसका एक कारण क्षमता की कमी और दूसरा कारण अपर्याप्त नियमन है।
मौजूदा बैटरियों के संग्रहण और उचित पुनर्चक्रण को अनिवार्य बनाने के लिए एक सख्त ढाँचे की आवश्यकता है। इससे न केवल संभावित रूप से हानिकारक कचरे के संग्रहण को बढ़ावा मिलेगा, बल्कि उद्योग को सामग्री की एक अनुमानित मात्रा भी उपलब्ध होगी, जिससे पुनर्चक्रण ढाँचे को सही ढंग से आकार देने में मदद मिलेगी।
वैज्ञानिकों ने पुनर्चक्रण की लागत का विश्लेषण किया और पाया कि संग्रहण, परिवहन, बैटरी को अलग करना, तथा पूर्व उपचार (कुचलना या पिघलाना) कुल लागत का एक बड़ा हिस्सा है।
स्रोत: पर्यावरण प्रबंधन जर्नल
परिणामस्वरूप, पर्याप्त नीति, केंद्रीकृत अपशिष्ट संग्रहण और पुनर्चक्रण स्थलों के अनुकूलन के माध्यम से इन प्रक्रियाओं का अनुकूलन लिथियम बैटरी पुनर्चक्रण की लाभप्रदता को काफ़ी बढ़ा सकता है। और जबकि बेहतर तकनीक अन्य चरणों की लागत को कम कर सकती है, ये शुरुआती लागतें नीतिगत मुद्दे से ज़्यादा जुड़ी हैं।
कम ऊर्जा खपत और प्रदूषण के कारण, नीति निर्माताओं द्वारा हाइड्रोमेटेलर्जी को प्रोत्साहित किया जाना चाहिए, तथा चुने गए स्थल आदर्श रूप से ऊर्जा और जल दोनों से समृद्ध होने चाहिए, ताकि स्थानीय संसाधनों पर दबाव न पड़े।
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| नीति तत्व | 2031 (न्यूनतम पुनर्चक्रित सामग्री) | 2036 (न्यूनतम पुनर्चक्रित सामग्री) | सामग्री पुनर्प्राप्ति लक्ष्य (2027/2031 तक) | नोट्स |
|---|---|---|---|---|
| कोबाल्ट | 16% तक | 26% तक | 90% / 95% | औद्योगिक/ईवी/एसएलआई बैटरियों का दायरा |
| लिथियम | 6% | 12% तक | 50% / 80% | पुनर्प्राप्ति लक्ष्य पुनर्चक्रण संयंत्रों पर लागू होते हैं |
| निकल | 6% | 15% तक | 90% / 95% | यूरोपीय संघ विनियमन (ईयू) 2023/1542 |
| लीड | 85% तक | 85% तक | - | लीड सीमाएँ स्थिर रहती हैं |
शोध में यह भी पता चला कि पुनर्चक्रित की जाने वाली बैटरी के प्रकार से पुनर्चक्रण की लाभप्रदता पर बहुत अधिक प्रभाव पड़ता है।
"एलसीओ (लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड) बैटरियों के पुनर्चक्रण से उत्पन्न राजस्व एलएफपी (लिथियम फेरम फॉस्फेट) बैटरियों की तुलना में 7 गुना अधिक और एलएमओ (लिथियम मैंगनीज ऑक्साइड) बैटरियों की तुलना में 10 गुना अधिक था।"
चूंकि एलएफपी बैटरियां अधिक प्रचलित होती जा रही हैं, इसलिए लागत कम करने तथा कांगो से कोबाल्ट आपूर्ति पर निर्भरता कम करने के लिए, बैटरी रीसाइक्लिंग से संबंधित नीतियों में इसे शामिल किया जाना चाहिए।
निष्कर्ष: नीति ही पुनर्चक्रण की गति तय करेगी
लिथियम पुनर्चक्रण प्रौद्योगिकी अब अधिक परिपक्व होती जा रही है, जिसमें वायु प्रदूषण (विषाक्त गैसें) और ऊर्जा खपत को ध्यान में रखते हुए हाइड्रोमेटेलर्जी, पायरोमेटेलर्जी के मुकाबले स्पष्ट विजेता के रूप में सामने आ रही है।
हालाँकि, रिसाइकिलर्स को कुछ समस्याओं का सामना करना पड़ रहा है, जिन्हें वे स्वयं हल नहीं कर सकते, बल्कि इसके लिए विधायकों द्वारा त्वरित कदम उठाने की आवश्यकता है।
पहला कदम है प्रयुक्त बैटरियों का अधिक कुशल संग्रह व्यवस्थित करेंजिसके तहत बैटरी और ईवी निर्माताओं के लिए यह मजबूत दायित्व हो सकता है कि वे उन उत्पादों पर नजर रखें और उनकी रिकवरी को साबित करें जो उन्होंने पहले जनता को बेचे थे।
इस संबंध में, यूरोपीय संघ की योजना, जिसके अनुसार 2031 तक सभी बैटरियों में 6% पुनर्नवीनीकृत लिथियम सामग्री होनी चाहिए तथा 12 तक 2036% तक पुनर्नवीनीकृत लिथियम सामग्री होनी चाहिए, संभवतः पर्याप्त नहीं है।
दूसरा कदम सही ढंग से होगा पुनर्चक्रण सुविधाओं में हाइड्रोमेटेलर्जी को अपनाने को प्रोत्साहित करना और पर्यावरण नियंत्रण के संदर्भ में उचित प्रोत्साहन प्रदान करें।
अंत में, पुनर्चक्रण सुविधाओं का निर्माण एक बहुत ही पूंजी-गहन गतिविधि है, और सार्वजनिक क्षेत्र निर्माण कार्य में तेजी लाने के लिए अनुदान, सब्सिडी और कम ब्याज दर वाले ऋण प्रदान कर सकता हैचूंकि वैश्विक पुनर्चक्रण क्षमता पहले से ही वर्तमान बैटरी उत्पादन मात्रा से बहुत पीछे है, तथा उत्पादन भी तेजी से बढ़ रहा है, इसलिए त्वरित कार्रवाई की आवश्यकता है।
पश्चिमी विधायकों को विशेष रूप से इस तथ्य पर ध्यान देना चाहिए कि उनके देश पहले से ही रीसाइक्लिंग के मामले में चीन से काफी पीछे हैं, जिसके कारण दीर्घावधि में चीन में बैटरी धातुओं का एक नया प्रमुख स्रोत स्थापित हो सकता है, साथ ही अनेक नए हरित ऊर्जा रोजगार भी पैदा हो सकते हैं।
इस प्रवृत्ति का उदाहरण, बैटरी की दिग्गज कंपनी CATL (कंटेम्परेरी एम्परेक्स टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड – 3750.HK) पहले से ही यह कल्पना कर रहा है कि 50 वर्षों के भीतर इसकी 20% नई बैटरियाँ किसी भी खनन किए गए खनिज का उपयोग नहीं करेंगीऔर ऐसा केवल इसलिए क्योंकि उसे उम्मीद है कि पुरानी बैटरियों की आपूर्ति की तुलना में मांग में तेजी से वृद्धि होगी।
सीएटीएल अपना स्वयं का बैटरी संग्रहण नेटवर्क भी बना रहा है, ब्रुनप रीसाइक्लिंग, पहले से ही 240+ संग्रह डिपो के साथ, 99.6% वसूली दर निकल, कोबाल्ट और मैंगनीज, और 10,000+ कर्मचारी।
(आप CATL के बारे में अधिक पढ़ सकते हैं कंपनी के बारे में हमारी समर्पित रिपोर्ट)
लिथियम उत्पादन और पुनर्चक्रण में निवेश
Albemarle
(ALB )
अल्बेमार्ले दुनिया की सबसे बड़ी लिथियम उत्पादकों में से एक है, जिसका मुकाबला केवल दुनिया की खनन कंपनियों में से एक, रियो टिंटो से है। (RIO ), साथी लिथियम त्रिकोण निर्माता SQM (SQM ), और चीनी गणफेंग लिथियम (जीएनईएनवाई).
एल्बेमर्ले का खनन कार्य दक्षिण अमेरिका, ऑस्ट्रेलिया और संयुक्त राज्य अमेरिका में है, तथा संयुक्त राज्य अमेरिका, चीन और जर्मनी में भी इसकी रिफाइनरियां हैं।
स्रोत: Albemarle
इसके बाद कच्चे माल को या तो चीन (हार्ड रॉक स्रोत) या ला नेग्रा, चिली (नमकीन पानी) भेज दिया जाता है।
स्रोत: Albemarle
ऐतिहासिक रूप से लिथियम खनन पर केंद्रित, अल्बेमर्ले अब रीसाइक्लिंग के क्षेत्र में भी कदम रख रहा है। रीसाइक्लिंग में इस्तेमाल होने वाले कई चरण कच्चे अयस्क के शोधन में इस्तेमाल होने वाले चरणों के समान या समान हैं, जिससे अल्बेमर्ले को बहुमूल्य विशेषज्ञता प्राप्त हुई है।
"दीर्घावधि में हमारे लिए (काला द्रव्यमान) संभवतः एक अन्य संसाधन होगा।
आमतौर पर, रीसाइक्लिंग से निकलने वाला काला द्रव्यमान हमारी रूपांतरण परिसंपत्तियों से उत्पादित सांद्रण के समान ही होता है। इसलिए मुझे लगता है कि यह हमारे लिए एक अवसर है।”
मेरेडिथ बैंडी - वीअल्बेमर्ले में निवेशक संबंध और स्थिरता के अध्यक्ष
अल्बेमर्ले का लक्ष्य इस दशक के अंत में अमेरिका के दक्षिण-पूर्व में लिथियम प्रसंस्करण सुविधा का निर्माण करना है, ताकि लिथियम का प्रसंस्करण और पुनर्चक्रण किया जा सके।
यह अल्बेमर्ले के लिए भी एक महत्वपूर्ण कदम होगा, ताकि वह लिथियम के नए स्रोत से वंचित न रह जाए, जो ब्राइन और स्पोड्यूमीन से प्राप्त वर्तमान उत्पादन के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकता है।
मजबूत तरलता और कम स्थिर दर पर ऋण के साथ, अल्बेमर्ले पिछले कुछ वर्षों में लिथियम की कम कीमतों के संदर्भ को सहन करने के लिए भी अच्छी स्थिति में है, जिससे छोटे, कम पूंजी वाले प्रतिस्पर्धियों के मुकाबले इसकी बाजार हिस्सेदारी बढ़ रही है।
(आप और पढ़ सकते हैं कंपनी को समर्पित हमारी रिपोर्ट में अल्बेमर्ले के इतिहास और व्यवसाय के बारे मेंलिथियम बाजार की संभावनाओं का पूरा विश्लेषण " में भी पाया जा सकता है।लिथियम में निवेश: हरित भविष्य के लिए मुख्य धातु")
संदर्भित अध्ययन
1. असद अली, सादिया आफरीन, अब्दुल हन्नान आसिफ, यासिर अराफात, मुहम्मद रिज़वान अज़हर। लिथियम-आयन बैटरियों और स्पोड्यूमीन से लिथियम की पुनर्प्राप्ति पर एक व्यापक समीक्षा. जर्नल ऑफ एनवायर्नमेंटल मैनेजमेंट. खंड 391, सितंबर 2025, 126512.
