Comment recycler les moteurs à base de terres rares Développement de qualité de l'exploitation minière urbaine
L'importance du développement des mines urbaines pour l'amélioration de la qualité du recyclage des moteurs à terres rares
Alors que les ressources naturelles de la planète s'épuisent de plus en plus, la « ressource » unique des déchets urbains continue de croître, et les villes sont devenues les lieux les plus riches en ressources de la société humaine. Les ressources extraites du sol sont rassemblées dans les villes sous la forme d'une grande variété de produits manufacturés, et les résidus qui subsistent à la fin du processus de consommation ont transformé les villes en une autre sorte de « mine ». Selon les données publiées par l'US Geological Survey (USGS) en 2023, les réserves de terres rares de la Chine représentaient 35,2 % du monde, l'exploitation minière représentait 58 % du monde et la consommation de terres rares représentait 65 % du monde, classement premier au monde dans ces trois domaines. La Chine est le plus grand producteur, exportateur et applicateur de terres rares au monde, occupant une position dominante. Un grand nombre de produits de terres rares se sont infiltrés dans tous les aspects des applications industrielles. Les données de l'Institut de recherche industrielle de Huajing montrent que les matériaux à aimants permanents à base de terres rares représentaient plus de 42 % de la consommation de terres rares en Chine en 2023, la grande majorité de ces matériaux étant appliqués aux véhicules à énergies nouvelles et aux deux-roues électriques.
Les mines municipales ont différents types, des sources abondantes, des réserves étendues et des teneurs élevées qui ne peuvent être comparées aux mines naturelles. Selon le rapport des Nations Unies « 2020 Global E-waste Detection », le total mondial des déchets électroniques a atteint 53,6 millions de tonnes en 2019, dont 82,6 % ont été jetés ou incinérés sans recyclage. On prévoit que les déchets électroniques mondiaux atteindront 74,7 millions de tonnes en 2030. Les déchets de moteurs aux terres rares des véhicules à énergies nouvelles et des véhicules électriques à deux roues (y compris les motos électriques, les vélos électriques et les scooters électriques) contiennent des matières premières de haute pureté riches en minerais, en qualité et en produits de terres rares comparables aux terres rares. Elles représentent de véritables mines de villes de terres rares. Les terres rares, en tant que ressource non renouvelable, revêtent une importance stratégique significative pour la récupération et le recyclage efficaces du développement économique mondial.
Selon EVTank, un organisme d'études de marché, les expéditions mondiales globales de deux-roues électriques ont atteint 67,4 millions d'unités en 2023. La Chine représentait 81,9 % des ventes mondiales de deux-roues électriques, l'Europe 9,2 % et les autres régions 8,9 %. %. À la fin de 2023, le nombre de propriétaires de véhicules électriques à deux roues en Chine atteignait environ 400 millions, des pays en développement comme le Vietnam, l'Inde et l'Indonésie possédant également une part importante de véhicules électriques à deux roues. Les véhicules mondiaux à énergie nouvelle ont connu une forte croissance au cours des deux dernières années, avec des ventes atteignant environ 10 millions d'unités en 2022 et 14,653 millions d'unités en 2023. On s'attend à ce que les ventes mondiales dépassent 20 millions d'unités en 2024, la Chine contribuant à hauteur de 60 % à les ventes mondiales. La possession mondiale de véhicules à énergies nouvelles en 2023 a atteint environ 400 millions d'unités, dont 40 millions d'unités sont des véhicules à énergies nouvelles. Il devrait croître à un taux annuel moyen de 23 % entre 2023 et 2035, pour atteindre 245 millions d'unités en 2030 et augmenter encore pour atteindre 505 millions d'unités en 2035. La dynamique de croissance est rapide. Selon l'Association des constructeurs européens d'automobiles (EAMA), en 2023, 3,009 millions de voitures particulières à énergie nouvelle ont été immatriculées dans 31 pays européens, soit une augmentation d'une année sur l'autre de 16,2 %, avec un taux de pénétration des véhicules à énergie nouvelle de 23,4 %. . L'Alliance pour l'innovation automobile (AAI) a rapporté que les ventes de véhicules légers à énergie nouvelle aux États-Unis au cours des trois premiers trimestres de 2023 se sont élevées à 1,038 million d'unités, soit une augmentation de 59 % sur un an. Les données du Starting Point Research Institute (SPIR) prédisent que le taux de pénétration moyen mondial des véhicules à énergies nouvelles atteindra 56,2 % en 2030, le taux de pénétration des véhicules à énergies nouvelles en Chine atteignant 78 %, 70 % en Europe, 52 % aux États-Unis et dans d'autres pays. « 30 %. Il existe des villes dotées de mines urbaines qui ne seront pas épuisées, et le développement de mines urbaines de terres rares revêt une importance à long terme pour optimiser l'environnement écologique, obtenir un pouvoir mondial sur les prix des terres rares et promouvoir le développement de haute qualité de l'économie mondiale. .
À l’échelle mondiale, le marché du recyclage des moteurs usagés aux terres rares présente un potentiel important. Selon l'organisme d'études de marché SNE Research, le nombre de véhicules à énergie nouvelle mis au rebut dans le monde devrait passer de 560 000 en 2025 à 4,11 millions en 2030, 17,84 millions en 2035 et 42,77 millions en 2040.
(1) Accélérer la transition vers des solutions vertes, circulaires et à faibles émissions de carbone.
L'utilisation traditionnelle des ressources implique un flux unidirectionnel de ressources depuis le processus de production vers le lien de consommation et finalement vers les déchets. La théorie de l’économie circulaire introduit une nouvelle approche de l’utilisation des ressources en convertissant ce flux unidirectionnel en un cycle bidirectionnel. Le développement des mines urbaines remet en question la méthode traditionnelle d’acquisition des ressources et représente un cycle bidirectionnel typique. En recyclant les déchets, non seulement on réduit les déchets et on augmente les ressources, mais on génère également de nouvelles opportunités de développement urbain grâce à un processus de réduction et d'amélioration.
Les mines naturelles produisent une quantité importante de déchets en raison des ressources limitées et de la pression environnementale. En revanche, le développement de mines urbaines à croissance rapide, de grande pureté et à faible coût élimine non seulement le besoin d’exploration, d’exploitation minière et de restauration des terres, mais réduit également considérablement la production de déchets. Ce changement transforme le modèle de croissance linéaire traditionnel « exploitation minière-fonte-fabrication-déchets » en un modèle de développement circulaire « ressources-produits-déchets-ressources renouvelables ». Le volume croissant de voitures électriques et de véhicules électriques à deux roues mis au rebut chaque année contribue à la croissance des réserves minières urbaines de terres rares. Le recyclage de ces mines de terres rares s'aligne sur les principes de développement vert, tels que la conservation des ressources, la réduction de la consommation d'énergie et la protection de l'environnement.
(2) Recyclage pour conserver les ressources stratégiques
La manière de réaliser le recyclage des ressources minérales stratégiques a une incidence sur le développement à long terme de l'économie mondiale. La qualité des métaux, des métaux précieux rares et des terres rares dans les mines urbaines est des dizaines, voire des centaines de fois supérieure à celle des minerais naturels. Les produits de terres rares obtenus à partir des mines urbaines évitent les étapes d'extraction, d'enrichissement, de fusion et de séparation des minerais bruts de terres rares. Le processus traditionnel de fusion des terres rares nécessite des compétences et des coûts élevés. Le développement de mines urbaines pour extraire à faible coût les terres rares et les produits en acier magnétique aux terres rares des véhicules à énergie nouvelle et des deux-roues électriques mis au rebut est d'une importance stratégique pour protéger les ressources mondiales des mines de terres rares et maintenir le développement économique international.
Un moteur de voiture électrique moyen à deux roues nécessite 0,4 à 2 kg d’aimants de terres rares et 0,1 à 0,6 kg d’éléments praséodyme. La Chine met au rebut plus de 60 millions de véhicules électriques à deux roues chaque année, à partir desquels environ 25 000 tonnes d'aimants aux terres rares peuvent être récupérées, évaluées à environ 10 milliards de yuans. La récupération comprend également 7 000 tonnes d'éléments de terres rares praséodyme et néodyme, évaluées à 2,66 milliards de yuans (sur la base du prix de l'oxyde de praséodyme-néodyme à 38 millions de yuans/tonne au 1er juillet 2024). Chaque moteur d’entraînement d’un véhicule à énergie nouvelle nécessite généralement environ 25 kg d’aimants de terres rares, 6,25 kg de praséodyme et de néodyme et 0,5 kg de dysprosium. Les 560 000 véhicules à énergie nouvelle qui devraient être mis hors service en 2025 contiendront 12 500 tonnes d'aimants de terres rares, 3 500 tonnes de praséodyme et de néodyme, d'une valeur de 1,33 milliard de yuans, et 250 tonnes de dysprosium, d'une valeur de 467,5 millions de yuans (sur la base du prix de oxyde de dysprosium à 1,87 million de yuans au 1er juillet 2024). Cela représente la plus grande quantité d’aimants de terres rares au monde. En 2023, la Chine s'est fixé un objectif total de contrôle de l'exploitation minière des terres rares de 255 000 tonnes, avec le potentiel de démanteler et de récupérer 30 à 40 % des éléments de terres rares des deux-roues électriques et des véhicules à énergies nouvelles, soit l'équivalent du volume minier actuel de la Chine. mines de terres rares.
On s'attend à ce que les 42,77 millions de véhicules à énergie nouvelle mis au rebut en 2040 contiennent 1,07 million de tonnes d'aimants de terres rares, 267 000 tonnes d'éléments praséodyme-néodyme et 21 400 tonnes d'éléments dysprosium. Ce montant est nettement supérieur au total des produits de terres rares isolés du volume minier des mines mondiales de terres rares. Ce développement permettra d'atteindre globalement l'objectif de conservation des ressources stratégiques non renouvelables.
(1) Améliorer la santé et le bien-être des personnes
La ville respectueuse de la nature est un modèle de conservation écologique et à faible émission de carbone. Cependant, la réalité des déchets qui entourent la ville et de l’élimination des voitures électriques usagées, qui contiennent des substances nocives pour l’environnement et le corps humain, reste troublante. Ce problème affecte la qualité de vie des gens. Le développement des mines urbaines élimine non seulement les dangers des déchets pour l'environnement et le corps humain, mais garantit également la santé et la sécurité de l'écologie urbaine. De plus, cela accélère la réalisation d’une coexistence harmonieuse entre l’homme et la nature.
2.Dilemmes auxquels est confronté le développement des mines urbaines
L’écologisation et la décarbonisation du développement économique et social sont des aspects clés d’un développement de haute qualité. La Chine a formulé de nombreuses politiques et mesures pour le développement des mines urbaines. Il a également amélioré la gestion des déchets solides municipaux et des nouveaux polluants de manière globale et par divers canaux en organisant des foires minières urbaines et d'autres événements. La Chine a encouragé le recyclage généralisé des mines urbaines de terres rares, ainsi que leur réduction quantitative et leur utilisation des ressources. Cependant, de nombreux défis subsistent pour mettre en œuvre une stratégie globale de conservation et promouvoir une utilisation économique et intensive des ressources.
(1) Attention insuffisante accordée au développement minier urbain
L'exploitation minière conventionnelle est réalisée par des sociétés minières dans des zones minières spécifiques, et la répartition des ressources dans les mines urbaines est nettement décentralisée. L’inertie a conduit la plupart des entreprises à se concentrer sur la diminution du nombre de mines naturelles et à investir dans la recherche et le développement coûteux de nouvelles technologies. La plupart des ressources minérales utilisables dans le monde ne se trouvent plus sous terre mais sont entassées à la surface sous la forme de « tombes d'automobiles », de tombes en acier, de « déchets électroniques et autres déchets. Les mines urbaines et les mines traditionnelles sont des formes d'exploitation minière très différentes. L'exploitation minière ne consiste plus à creuser des puits de mine souterrains, mais à broyer des déchets, à classer et à extraire des métaux, des plastiques et d'autres matériaux recyclables. Les nouveaux mineurs n'ont qu'à classer les déchets pour compléter la collecte initiale des ressources. est à portée de main, mais reconnaître la valeur réelle de ces mines et l'importance de l'exploitation minière peut conduire à une utilisation globale par les entreprises. Cependant, peu d'entreprises reconnaissent la valeur et l'importance de l'exploitation minière de ces mines urbaines et se concentrent sur le développement des mines urbaines. devrait constituer la base idéologique d'un développement de haute qualité de l'économie mondiale.
● Réseaux de transbordement et d'élimination inadéquats
Les villes minières exploitent sans autorisation gouvernementale pour définir l’étendue et la durée de l’exploitation minière. Par conséquent, la collecte, la classification, le transport et l’élimination des déchets ont un impact direct sur la stabilité de l’approvisionnement en matières premières de l’entreprise. Une technologie de démontage inadéquate conduit les entreprises à négliger le recyclage des déchets automobiles. Certains citoyens ont recours à la vente de vélos électriques usagés à des vendeurs mobiles en raison du manque de filières de recyclage formelles, ce qui fait que les acheteurs privés deviennent les principaux collecteurs. En outre, le recyclage des déchets d'appareils électriques, de sept types de déchets, ainsi que le démontage et le recyclage des voitures usagées nécessitent des qualifications appropriées en raison de leur forte dépendance aux nouvelles technologies. Il est évident que la sensibilisation du public, l’amélioration du système de recyclage et l’amélioration de la normalisation des entreprises sont essentielles pour résoudre le problème de la dispersion des entités de recyclage.
3.Idées innovantes pour le développement des mines urbaines
La valeur du développement minier urbain dépend à la fois du stock actuel de déchets et de son augmentation et de son taux de croissance futurs. D'ici fin 2021, il y aura 17 villes dans le monde avec une population de plus de 10 millions d'habitants, et 113 villes en Chine avec une population de plus d'un million d'habitants. Le stock de véhicules utilisant de nouvelles énergies et le nombre de véhicules mis au rebut augmenteront simultanément. Il est donc essentiel de continuer à explorer et à innover pour renforcer le développement des mines urbaines et promouvoir un développement de haute qualité.
● Soutien politique et gestion scientifique
La Chine, en tant que consommatrice de véhicules à énergies nouvelles et de deux-roues électriques, atteint l’objectif du développement des mines urbaines au service de la société, de l’industrie et de l’humanité. Cette réussite est indissociable d'un soutien politique au niveau national, d'un système complet de lois et de réglementations et de la nécessité d'une gestion scientifique. En 1976, les États-Unis ont élaboré et promulgué la Solid Waste Disposal Act, et en 1989, la Californie a adopté la Comprehensive Waste Management Ordinance. Grâce à des mesures politiques et réglementaires strictes, la valeur de la production de l'industrie américaine des énergies renouvelables s'est rapprochée de celle de l'industrie automobile. Tirer les leçons des expériences des autres et adopter des concepts de gestion avancés peuvent stimuler la motivation des entreprises. Des politiques favorables peuvent encourager l’innovation technologique, l’utilisation de nouveaux matériaux dans la conception de produits respectueux de l’environnement et, à terme, parvenir à une réduction à la source. Il est crucial d’intensifier les campagnes de sensibilisation du public, de promouvoir des pratiques de consommation frugales et d’améliorer les taux de recyclage des déchets. En outre, l’augmentation des investissements dans la recherche sur l’élimination des déchets et le développement technologique, l’encouragement des investissements privés et étrangers et la mise en œuvre de diverses mesures peuvent accélérer le développement des mines urbaines, un élément essentiel du développement durable.
(2) Le concept de développement vert guide le développement de nouvelles technologies.
L’approche du développement vert représente un changement significatif dans le paradigme du développement, où les ressources, la protection de l’environnement et d’autres contraintes servent de moteurs d’innovation pour l’exploitation minière urbaine. Il considère également les matériaux rares, difficiles à affiner et de grande valeur comme à la fois des opportunités et des défis. L'innovation indépendante des entreprises est la clé pour parvenir à un développement de haute qualité, car elles adoptent le concept d'innovation de ressources limitées et de recyclage illimité. En relevant les défis du recyclage et en tirant parti des innovations technologiques, en matière d’équipement et de processus, les entreprises peuvent libérer le potentiel des éléments de terres rares et de la refabrication raffinée. Cette approche insuffle une nouvelle vie aux déchets grâce à de multiples cycles de réutilisation, favorisant les progrès scientifiques et technologiques dans l'industrie et renforçant la compétitivité de base.
(3) Développement du cycle de vie complet, chaîne industrielle complète
Le développement des mines urbaines est étroitement lié au cycle de vie des déchets. Les produits de la civilisation industrielle ne peuvent éviter le sort « du berceau à la tombe, complétant le cycle de vie des ressources minières, de la production, de la vente, de l'utilisation et de l'élimination en tant que déchets. Dans la période de civilisation écologique, le développement du recyclage vert peut devenir se décomposer en une transformation miraculeuse. Grâce à la méthode d'analyse du flux de matières du cycle d'entrée-matériau-sortie de matériaux interne et externe, le sens d'écoulement des déchets peut être modifié de la « tombe » au « berceau » et réalisé. le destin « du berceau à la tombe ». « Du berceau au berceau, de multiples renaissances. Grâce à la plateforme « Internet + recyclage », la connexion efficace des trois maillons majeurs que sont la production des déchets, la collecte des déchets et le recyclage des déchets peut être réalisée. En développant l'ensemble du cycle de vie de la conception écologique, de la production verte, des ventes vertes, du recyclage écologique et du traitement, il réalise l'innovation de l'ensemble de la chaîne industrielle, y compris le tri et le démantèlement, le prétraitement et la transformation, le recyclage des matériaux et la refabrication.
(4) Jouer le rôle d’un leader modèle
Le développement de mines urbaines de terres rares peut favoriser la décapacité et le développement vert de l'ensemble de l'économie sous divers aspects, tels que la protection de l'environnement et la réutilisation des ressources. Cela peut également favoriser un développement de haute qualité grâce à une réforme structurelle du côté de l’offre. Démontrer et diriger de manière positive revêt une importance significative pour favoriser la mise en réseau du système de recyclage, la rationalisation de la chaîne industrielle, l'intensification de l'utilisation des ressources, la technologie et les équipements de pointe, le partage des infrastructures, la centralisation du traitement de protection de l'environnement et la normalisation du fonctionnement et de la gestion. Les entreprises de premier plan peuvent orienter l’ensemble de l’industrie minière urbaine vers des pratiques de haute qualité haut de gamme, intelligentes, respectueuses des ressources, propres et efficaces.
(Cet article a été rédigé par le groupe d'experts de Sichuan Yuanlai Shun New Rare Earth Materials Co., Ltd., Zeng Zheng et Song Donghui, citant l'article « Comment rendre le développement des mines urbaines de haute qualité » par Zhu Yan et Li Xuemei. de l'École d'environnement de l'Université Renmin de Chine.)