廃リチウムイオン電池の破砕による銅回収:資源リサイクルの新たな道と発展への新価値

電気自動車やポータブル電子機器の普及に伴い、中国における廃リチウムイオン電池の年間発生量は 80 万トンを超え、その資源化の方法がグリーン発展の鍵となる課題となっている。廃リチウムイオン電池の処理システムにおいて、破砕プロセスによる銅資源の精確な回収は、金属資源のリサイクルに新たな道を開くだけでなく、経済の近代化、産業転換、生態系保護など多岐の分野で多層的な価値を発揮し、持続可能な発展に強力に貢献している。
1. 回収銅の価値再認識:資源循環から産業支援へ
(1)経済価値:低コストサプライチェーン構築の核心リンク
銅は世界の大宗原料市場における重要な品目である。2024 年、ロンドン金属取引所(LME)の銅平均価格は 1 トンあたり 8,500 ドル以上を維持し、安定した上昇傾向を示した。廃リチウムイオン電池に含まれる銅は(タブ、銅箔集電体など)集中して存在し、電池総重量の約 6~12%を占める。「低温破砕-気流選別-電解精製」のプロセスにより、回収銅の純度は 99.8%に達し、工業用銅の基準(99.5%)を大幅に上回る。
回収企業の立場から見ると、年間 20 万トンの廃リチウムイオン電池を処理する生産ラインを例にすると、年間 1 万 5,000 トンの銅を抽出できる。市場平均価格で計算すると、銅回収による収益だけで設備減価償却費と運用コストの 30%を賄え、安定した収益モデルを形成できる。下流産業(例:電線ケーブル製造企業)にとっては、回収銅の使用により原材料コストを 18~22%削減できる。ある大手ケーブルメーカーは 2024 年に回収銅を導入した後、単一の生産ラインで年間 2,000 万元以上のコストを削減し、製品の市場競争力を大幅に向上させた。
さらに、大規模な銅回収は中国の原銅輸入量削減に貢献する。2024 年、中国の原銅輸入依存度は 72%だった。もし回収銅が国内の銅需要の 15%を満たせれば、年間輸入支出を約 120 億元削減でき、国際銅価の変動が国内産業チェーンに及ぼす影響を緩和できる。
(2)産業価値:ハイテク生産を支援する核心原材料保障
銅の物理的特性は、それをハイテク生産分野における「代替不可の材料」にしている。銅の電気伝導率はアルミニウムの 1.6 倍、熱伝導率は鉄の 3 倍であり、優れた耐食性と延性も備えている。
新エネルギー自動車分野では、純電気自動車 1 台あたりの銅消費量は約 83kg(伝統的なガソリン車ではわずか 20kg)で、主に電池モジュールの銅箔、駆動用電動機の巻線など核心部品に使用される。エネルギー貯蔵分野では、1GWh のエネルギー貯蔵電池に約 50 トンの銅が必要となる。2024 年、中国のエネルギー貯蔵電池の導入量は 150GWh に達し、これに対応する銅需要は 7 万 5,000 トンとなった。
廃リチウムイオン電池から回収された銅は、深度加工を経た後、新エネルギー自動車電池の核心材料である 0.01mm の超薄型リチウム電池銅箔、5G 基地局の高周波信号伝送用銅帯などのハイテク製品の生産に直接使用できる。「鉱石-粗銅-精製銅」という原銅製錬の長いプロセスを経る必要がなく、生産サイクルを 40%以上短縮できる。この「再生銅-ハイテク生産」の直接供給モデルは、原銅資源の不足を効果的に補う。2024 年、中国の銅回収量は 12 万トンに達し、エネルギー貯蔵電池の銅需要の 30%を満たし、新エネルギー産業のサプライチェーン安定性を保障した。
2. 回収銅の効用拡大:生態保護から安全保障まで
(1)環境効用:「二酸化炭素削減・汚染物質削減」を達成するグリーン実践
廃リチウムイオン電池が無秩序に廃棄されると、電解液に含まれる六フッ化リン酸リチウムが土壌中で加水分解反応を起こし、フッ化水素などの有毒物質を生成し、汚染半径は 50 メートルに達する可能性がある。コバルト、ニッケルなどの重金属が地下水に浸透すると、地域住民の飲料水中の重金属超過リスクが 3~5 倍に上昇する。
原銅の採掘と製錬プロセスでは、1 トンの原銅を生産するために 220 トンの銅鉱石を消費し、同時に重金属イオンを含む廃水 12 トン、大気汚染物質である二酸化硫黄 4 トン、固形廃棄物であるスラグ 6 トンが発生する。
破砕による銅回収プロセスでは、「負圧回収-酸塩基中和-重金属固定化」技術を適用することで、電解液の無害化処理率 100%、重金属の回収率 95%以上を実現できる。同時に、1 トンの銅を回収するごとに原銅の採掘を 15 トン削減でき、これに対応して汚染物質排出を 45 トン削減できる。2024 年、中国の廃リチウムイオン電池からの銅回収量は 12 万トンで、原銅の採掘総量を 180 万トン、汚染物質排出を 540 万トン削減した。これは 300 万本の木を植える生態浄化効果に相当し、「二酸化炭素排出量ピーク達成(2030 年)・カーボンニュートラル(2060 年)」の目標に強力な支援を提供した。
(2)資源効用:非再生可能資源の不足ジレンマの解決
世界の採掘可能な銅資源の実証埋蔵量は約 87 億トンで、現在の採掘速度では 35 年間しか維持できない。中国の銅資源埋蔵量は世界全体のわずか 3.5%に過ぎず、2024 年の銅消費量は 1,400 万トンに達し、資源の需給バランスが深刻な問題となっている。
廃リチウムイオン電池に含まれる銅は「移動可能な資源貯蔵庫」である。破砕・回収技術により、銅資源の耐用年数を 4~6 倍に延ばすことができ、「資源-製品-廃棄物-再生資源」の循環システムを形成できる。2024 年の中国の廃リチウムイオン電池発生量(80 万トン)に基づき、銅を全て回収した場合、6 万 4,000 トンの銅を抽出できる。これは銅鉱石の採掘を 96 万トン削減し、鉱山用地約 3,200 ムー(1 トンの鉱石につき 0.003 ムーで計算)を節約する効果に相当する。
さらに、資源の循環利用は経済発展モデルの転換を促進する。2024 年、中国の再生銅産業の生産高は 850 億元に達し、2020 年比 68%増加し、資源節約型経済の重要な成長ポイントとなった。
(3)産業効用:産業チェーンの近代化と雇用増大の促進
廃リチウムイオン電池の破砕による銅回収産業の発展は、「技術研究開発-機器製造-回収運用-深度加工」の完全な産業チェーンを生み出した。
技術面では、銅の回収効率を向上させるため、国内企業は銅の検出精度 98%の「知能スペクトル選別機器」と汚染物質排出ゼロの「シアン化物を含まない浸出精製技術」を開発し、環境保護機器製造業の近代化を促進した。2024 年、中国の環境保護機器市場規模は 1.2 兆元に達し、そのうち廃電池回収機器が 15%を占めた。
雇用面では、回収産業は肉体労働集約型と知的労働集約型を兼ね備えた産業である。例えば、年間 10 万トンの廃リチウムイオン電池を処理する企業では、スペクトル分析技術者、機器運用・保守要員、環境測定専門家など多様なポストの専門家が必要で、1 社で 600 件の就業口を創出できる。2024 年、中国の廃リチウムイオン電池回収産業は 15 万人以上の雇用を確保し、労働市場への社会的圧力を緩和した。
産業チェーンの下流では、回収銅を新エネルギー自動車や電子情報産業に直接供給でき、「回収-加工-応用」の閉ループを形成した。2024 年、中国の新エネルギー産業における再生銅の応用割合は 28%に達し、2020 年比 16 ポイント増加し、産業構造をグリーン化・ハイテク化へ転換することに貢献した。
(4)安全効用:エネルギー安全・産業安全の防衛線構築
新エネルギー産業は中国の戦略的新興産業であり、銅は新エネルギー産業チェーンにおける「戦略的資源」である。その供給安定性は産業安全に直接的な影響を及ぼす。現在、世界の銅市場は地政学的要因の影響を強く受けている。2024 年、世界最大の銅生産国であるチリで鉱山労働者のストライキが発生し、1 ヶ月で国際銅価が 12%上昇し、国内新エネルギー企業のコスト圧力を大幅に増大させた。
廃リチウムイオン電池から銅を回収することで、銅資源の供給ルートを新たに開拓できる。2024 年、中国の国内銅消費量に占める回収銅の割合は 8.6%だった。2030 年までに回収銅の割合を 20%に引き上げれば、原銅の輸入を 280 万トン削減でき、輸入依存度を 50%未満に下げることができる。
同時に、回収産業における技術的飛躍は、中国の資源自主管理能力を向上させた。2024 年、中国の廃リチウムイオン電池からの銅回収技術に関する特許数は世界全体の 65%を占め、資源循環利用分野での核心的発言権を掌握し、国家のエネルギー安全と産業安全に堅実な保障を提供した。
結論として、廃リチウムイオン電池の破砕による銅回収は、資源リサイクルの革新的な道であるだけでなく、経済、産業、環境、安全の协调的な発展を推進する重要な手段でもある。今後は、「生産者責任延長制度(EPR)」の整備を加速(自動車メーカーの廃電池回収への参加を促す)し、知能選別・グリーン精製などの技術研究開発への投資を増やし、大規模な回収企業を育成する必要がある。これにより、銅回収産業が持続可能な発展の「グリーンエンジン」となり、中国の高品質な発展に新たな原動力を注ぐことができる。


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