污染

非洲初创企业正积极解决电子垃圾危机

随着非洲电动车市场蓬勃发展,本土创新型企业竞相开展电池回收业务,希望将有害废弃物问题扼杀在萌芽之中。
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<p>加纳臭名昭著的阿博布罗西电子垃圾填埋场,年轻人正在焚烧电脑线的塑料外皮,以获取里面的铜等贵金属。图片来源:Olivier Asselin / Alamy</p>

加纳臭名昭著的阿博布罗西电子垃圾填埋场,年轻人正在焚烧电脑线的塑料外皮,以获取里面的铜等贵金属。图片来源:Olivier Asselin / Alamy

在加纳臭名昭著的阿博布罗西(Agbogbloshie)电子垃圾场,成百上千名非正规电子垃圾拾荒者不分昼夜地翻找这片广阔的废弃地,寻找含铜、钴、锂等有价值的金属零部件。只要带有电路板或电池的物品,就会被视为可入手的目标。这些零部件在黑市上需求巨大,价格相当可观。

非洲面临电子垃圾问题,非正规拾荒者是回收的主要力量,但他们往往对处理不当带来的健康和环境危害认知不足。

尼日利亚电子废弃物回收公司Hinckley Recycling负责人和运营官侯赛因·阿佩(Hussein Apeh)表示,个体拾荒者行动迅速,而且不知疲倦,持续作业。

“他们会把自己认为有价值的部件都拆下来,然后把其余部分扔进垃圾堆,包括那些可能泄露或者燃烧的破损电池。”

这些做法可能会导致严重的后果。塑料燃烧时会释放有毒烟雾,重金属也会渗入周边的土壤和水源。

VoxDev近期一项研究发现,加纳阿博布罗西和尼日利亚奥卢松桑(Olusosun)垃圾填埋场附近10公里内的新生儿死亡率上升了10%,且呼吸道疾病多发。

二手电池至少还有七到八成的容量,改造后可以用于太阳能储能和备用电力系统。
所罗门·奥努丘库武,尼日利亚电子垃圾生产者责任组织分析化学家、调查员

联合国训练研究所(UN Institute for Training and Research,简称UNITAR)数据显示,非洲每年产生350万吨电子垃圾。尽管这与亚洲的3000万吨相比不过是小巫见大巫,但非洲仅不到1%的电子垃圾经由正规渠道回收处理,其余99%均通过配备临时设施且存在安全隐患的非正规渠道进行处置。

非洲大陆的绿色转型及其电动交通普及或让这场危机雪上加霜。非洲电动车市场增长迅速,预计今年规模将达到174.1亿美元,并以10.2%的年均复合增长率(CAGR)持续扩张,预期2030年有望达到283亿美元。随着本土电动车制造以及电动自行车初创企业的发展,电池消费量也在不断攀升,同时太阳能和其他可再生能源装机量也在快速增长。非洲电池市场规模预计今年将达到49.7亿美元,2030年增长到68.2亿美元。

如果没有统一的电池回收体系,电动化进程留下的将会是一场有毒的生态灾难。但专家认为,只要制定合理的政策,并且加大电池回收再利用领域的投资,非洲同样可以将这一迫在眉睫的威胁变成经济机遇。

尼日利亚电子垃圾生产者责任组织(E-waste Producer Responsibility Organization,简称EPRON)分析化学家、调查员所罗门·奥努丘库武(Solomon Onuchukwu)表示,废旧电池的再利用可以显著降低可再生能源设施的储能成本。

奥努丘库武说:“二手电池至少还有七到八成的容量,改造后可以用于太阳能储能和备用电力系统。”

东非可再生能源与效率杰出中心(East African Center of Excellence for Renewable Energy and Efficiency,简称EACREE)的柯林斯·奥武尔(Collins Owuor)赞成这一观点。

他告诉对话地球:“各种废旧电池只要还有容量,都可以延长使用年限,或者改作他用,比如用于电动两轮、三轮车。” 目前,非洲大陆正涌现出一小批创新企业,通过本土化、可扩展的回收模式应对电子垃圾处理难题。以尼日利亚的辛克利回收公司(Hinckley Recycling)、卢旺达的SLS能源公司(SLS Energy)以及南非的Cwenga Lib为代表的多家企业,正在尝试建立安全、可持续的电池回收系统。

尼日利亚:合法大规模清理电池废弃物

去年,辛克利回收公司宣布在尼日利亚的奥贡州(Ogun)斥资500万美元建造一个锂电池回收厂。尽管该厂尚未全面投产,但该公司已经开始将可用的电池单元(即电芯)改造成为可用于微型电网(mini-grid)的模块化电池组。

“我们首先对它们进行检测,将可用电芯与废电芯区分开。”阿佩解释说。

“可用电芯被重新改装成(微型电网用的)电池组,而已到使用寿命的(废电芯)则会被收集起来,送到国外合作伙伴那里回收原材料。”从这些报废电池里可以提取出锂、镍、钴等金属材料。

阿佩表示:“我们不是从地下开采原生矿产,而是进行所谓的‘城市采矿’(urban mining)。”“城市采矿”是指从电子垃圾中提取可用材料。

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尼日利亚辛克利回收公司下属工厂,工人穆里塔拉·奥洛伦朱翁·卡比尔(Muritala Olorunjuwon Kabir)正在拆解旧电池,以提取其中仍然可用的电芯。这些电芯将被改装成新的模块化电池组。图片来源:Hinckley Ewaste Recycling Ltd

2024年,辛克利回收公司处理了大约1万块单体锂离子电池,并出口了25吨电池废弃物用于回收。待新设施全面投产,这些数字预计将大幅增长。

辛克利与英国Aceleron Energy公司合作生产的电池组采用了压缩技术,可单独更换电芯,从而延长了其使用寿命。

尼日利亚面临的一个长期挑战是缺乏正规的电池回收中心。

奥武尔表示:“目前,妥善处置电池的责任落在消费者身上。”他还补充说,激励性的回收计划将有助于强化回收价值链。辛克利公司正通过其全国运营的五个回收中心来尝试解决这一问题。

该公司的废旧电池主要来自电信运营商和家用太阳能系统供应商。

“我们与为尼日利亚各地通信铁塔供电的IHS Towers公司密切合作。”阿佩表示。

“他们使用大量电池作为备用电源,电池损坏了就会送到我们这里。”

政策执行力度也是辛克利公司重要的依托之一。2024年,尼日利亚出台的《国家环境(电池管控)条例》(National Environmental [Battery Control] Regulations)为生产者责任延伸制度(extended producer responsibility ,简称EPR)的实施提供法律框架,旨在让产品制造商承担回收责任。

阿佩认为,政策执行力度将有助于提高公众意识,规范电池回收,并在全国范围内扩大电池回收工作的规模。

南非:基于社区的电池回收方式

南非的Cwenga Lib公司正在推行一种去中心化的锂离子电池回收模式,注重安全性和模块化设计。该公司并未选择建设大型工厂,而是在非洲大陆推广可在社区内安装的小型设施。

“我们的工艺核心是安全性和本地适应性,”Cwenga项目负责人莱塞戈·西韦拉(Lesego Siwela)表示。

“我们使用食品级试剂,不需要高温、高压系统。这意味着,我们在南非这里使用的技术,同样适用于毛里求斯的小型社区。”

Cwenga使用的离子交换工艺是在西开普大学(University of the Western Cape)的提纯研究基础上开发出来的。该工艺可以在不产生有害二次废物的情况下提取关键金属。

Cwenga创始人埃德·哈德威克(Ed Hardwick)介绍说:“我们开发了一种可在集装箱式分散设施中运行的清洁化学工艺。这意味着我们既不需要跨境运输电池,也不需要投资数亿美元建设一个庞大且危险的工厂。我们希望这成为非洲应对电池废弃物问题的自主解决方案。”

Cwenga Lib研制的离子交换装置之一,它可以从废旧锂电池中分离提取钴、镍等材料。图片来源:Cwenga Lib

目前,Cwenga仅能处理南非正规回收渠道10%–15%的电子废弃物(约占该国电子废弃物总量的4%)。该公司计划通过使用模块化装置,尽量降低运输成本并确保业务的可扩展性。“我们可以将小型设施安装在回收区域附近,而不必将废弃物运到境外大型工厂处理。”西韦拉说。

人们对电池认知不足依然是一大障碍

Cwenga技术主管珍妮·法尔科纳(Jenny Falconer)指出:“人们没有对电子垃圾进行分类。许多人不知道电池的危害性。当标签上没有标明电池化学成分时,你甚至无法判断哪些处理起来是安全的,哪些不是。”

南非2021年出台的生产者责任延伸政策规定,电池生产商必须在其产品使用寿命结束时回收这些产品。Cwenga是少数几家在此框架下成功将废弃锂电池转化为可再利用材料的公司之一。

法尔科纳说:“虽然我们的模式还处于起步阶段,但已初见成效。我们正在证明,电池回收并不一定意味着工业风险或有毒废弃物排放。它可以是清洁的、去中心化的、由社区运营的。”

Cwenga目前的业务并不是直接处理翻新废旧电池,而是与上游合作伙伴密切合作。这些合作伙伴负责对电动车或太阳能系统淘汰下来的废旧电池进行检测并从中分拣出可用的电芯,然后将它们组装成可供备用电源系统、医疗诊所或农村微型电网使用的电力解决方案。只有当这些电池完全报废时,才会被送到Cwenga的工厂进行处理,从中提取钴氧化物(供应陶瓷制造商)和碳酸镍(用于玻璃和工业催化剂生产)。

卢旺达:从电动车到社区电力

SLS能源公司是卢旺达本土企业,由可再生能源工程师莱昂德·贝尔瓦(Léandre Berwa)创立。该公司将电动摩托车和太阳能系统淘汰下来的锂离子电池改造成模块化电池组。如今,SLS的电池组已应用于通信铁塔、农村卫生中心以及难民营。

贝尔瓦注意到,可以更换电池的两轮车所使用的电池寿命往往更短,有时仅三年就需要更换电池,尽管这些电池的储能容量仍高达70%。“我发现它们并没有‘彻底报废’,只不过不再适合原先用途了,但在新的应用场景中仍然可以发挥巨大价值,” 贝尔瓦说道。

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卢旺达首都基加利,一名工人正在为电动摩托更换电池。当地企业SLS能源公司正在将这类达到使用寿命的电池改造为可供通信铁塔、乡村医疗中心和难民营使用的电池组。图片来源:Martina Fuchs / Xinhua / Alamy

SLS还将应用场景对准了农业领域,通过与“一英亩基金”(One Acre Fund)这样的农业项目合作,将电池组应用在了其“灌溉即服务”(irrigation-as-a-service)产品中,为农民提供按需使用灌溉系统的服务,从而提升了作物种植效率。有了SLS的电池组,该项目能够每天向小农户(通常种植出口农作物)发放移动太阳能充电设备。“电动水泵减少了农民对柴油的依赖,而且不同的地块可以共用一套系统,从而降低成本,”贝尔瓦说。

每个电池都经过专用软件检测,根据化学成分和使用年限进行匹配,并用二维码对其部署和性能表现进行追踪。

非洲再也不能延续‘开采矿产–出口电池–扔掉废弃物’这种发展模式了。
莱昂德·贝尔瓦,可再生能源工程师

贝尔瓦告诉对话地球:“最大的安全风险来自于人为操作失误或电池匹配不当,但我们通过可追溯系统和智能配置方案解决了这两个问题。”

在SLS的帮助下,2023年有超过100吨的电池废弃物免于被填埋的命运。该公司目前正进军尼日利亚和肯尼亚市场,并已经与辛克利等利益相关方建立了合作关系。

“随着电动车的普及,电池退役潮也将随之而来。”贝尔瓦说:“如果没有本地化的回收解决方案,那么我们不过就是在转移垃圾。”

在贝尔瓦看来,SLS所做的工作与Cwenga和辛克利公司一样,也是经济正义的体现。“非洲再也不能延续‘开采矿产–出口电池–扔掉废弃物’这种发展模式了。”他强调。

“必须将这些资源留在非洲,为我们的家庭、企业以及经济增长提供动力。”

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