亂象叢生,首批動力電池退役高達(dá)20萬噸2021-06-29 08:13
動力電池產(chǎn)銷逐年上漲,電池退役后如何回收利用等難題也逐漸顯露,市場體系尚未完善,甚至可以說是亂象叢生。
全球碳中和趨勢下,汽車電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化不斷加速,新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)迅猛增長態(tài)勢。近年來,造車熱潮迭起,各行業(yè)巨頭紛紛入局,新能源汽車市場火爆。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示,截至2021年5月底,我國新能源汽車保有量約580萬輛,占全球新能源汽車總量的一半。
作為新能源汽車的三電系統(tǒng)之一,動力電池裝機(jī)量也呈井噴式增長。根據(jù)國家規(guī)定,動力電池容量衰減至額定容量的80%以下,就要面臨退役,被強(qiáng)制回收。業(yè)界人士估算,最早一批新能源汽車配備的動力電池已經(jīng)處于退役期。
據(jù)央視財(cái)經(jīng)報(bào)道,2020年我國動力電池退役量高達(dá)20萬噸,預(yù)計(jì)到2025年后,每年退役電池?cái)?shù)量增長將超百萬量級。因此,動力電池的回收利用備受關(guān)注,成為新能源汽車行業(yè)亟待解決的難題。
退役動力電池的風(fēng)險與價值
新能源汽車動力電池主要包括鉛酸電池、鎳氫電池、鈷酸鋰離子電池、錳酸鋰離子電池、磷酸鐵鋰離子電池和三元鋰離子電池。推進(jìn)新能源汽車發(fā)展的本意是節(jié)能減排,降低傳統(tǒng)燃油汽車對環(huán)境的污染。然而,動力電池中包含多種重金屬元素,處理不當(dāng)?shù)碾姵貙a(chǎn)生有害物質(zhì),對土壤、空氣、水源都會造成污染,對人體健康也會造成危害。
根據(jù)動力電池退役標(biāo)準(zhǔn),容量剩余80%以下的動力電池已經(jīng)不再適用于新能源汽車,因此,退役并不表示動力電池完全報(bào)廢了。例如,鋰離子電池平均含鋰1．2%至1．8%,銅8%至10%,鈷12%至18%;三元材料電池中鎳含量為12．1%,含鈷3%,鋰平均含量為1．9%。為避免資源浪費(fèi),對于這些動力電池的回收再利用尤為重要,其回收大致可分為梯次利用和再生利用。
梯次利用是指將退役電池應(yīng)用到通信基站備用電源、儲能系統(tǒng)、UPS電源、低速電動車等對電池性能要求不高的領(lǐng)域,充分利用退役動力電池的剩余價值,極具環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益,同時減少了資源的浪費(fèi)。再生利用則以回收動力電池中金屬電極材料為目的,經(jīng)過拆解、破碎、篩選,以及浸出濕法冶金或火法冶金等,提取電池中的稀有金屬元素,用于二次電池生產(chǎn),這也是有效形成循環(huán)可持續(xù)發(fā)展的動力電池市場,避免浪費(fèi)稀缺資源的一個手段。
其中,完全報(bào)廢的動力電池進(jìn)行再生利用時,其從回收到再利用一般要經(jīng)過預(yù)處理、材料分選、正極金屬富集和金屬分離提存等步驟。以鋰離子電池濕法冶金為例,前期需對電池進(jìn)行放電、拆解金屬外殼、分離電機(jī)材料等預(yù)處理過程,獲取電芯材料,并將金屬外殼等廢棄物進(jìn)行統(tǒng)一處理。隨后對電芯材料進(jìn)行粉碎,得到電池正負(fù)極材料,通過沉淀、萃取、離子交換、電沉積等方法進(jìn)行分離提純,便可以將電池中的元素提取出來。
動力電池回收市場的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
作為新能源汽車的配套產(chǎn)業(yè),動力電池市場發(fā)展迅速。據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院(GGII)數(shù)據(jù)顯示,2020年全球動力電池裝機(jī)量約136．3GWh,同比增長18%。據(jù)SMM新能源數(shù)據(jù)庫顯示,2020年中國動力電池總裝機(jī)量達(dá)到64GWh,同比增長2．9%。
據(jù)悉,國內(nèi)已發(fā)布的符合《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》的企業(yè)名單有27 家?？傮w而言,越來越多的企業(yè)入局新能源動力電池回收市場,但尚未有領(lǐng)軍企業(yè)出現(xiàn),市場仍舊處于缺口狀態(tài),發(fā)展前景廣闊。
動力電池產(chǎn)銷逐年上漲,電池退役后如何回收利用等難題也逐漸顯露,市場體系尚未完善,甚至可以說是亂象叢生。部分廢舊的動力電池流入非正規(guī)渠道乃至進(jìn)入灰色產(chǎn)業(yè)鏈中,由于拆解不當(dāng),造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。
從技術(shù)工藝來講,動力電池回收利用面臨的挑戰(zhàn)巨大。市面上的動力電池規(guī)格不一,在內(nèi)外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模組連接方式和工藝技術(shù)上各不相同,這無疑增加了電池拆解的難度,處理不當(dāng)甚至可能存在電池短路、爆炸、泄露等安全隱患。此外,動力電池使用情況尚未建立完整的追溯系統(tǒng),退役后需要對電池進(jìn)行全面的測試,才能確定回收利用的方式,這也極大增加了投入和時間成本。
回收難題如何解?
如前所述,隨著動力電池應(yīng)用場景不斷拓展,退役電池回收利用將面臨著巨大的難題。據(jù)央視財(cái)經(jīng)報(bào)道,中國汽車動力電池創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長許艷華表示,到2025年,動力電池裝機(jī)量將超過1300GWh,每年將會有15%左右的電池面臨退役。面對如此大規(guī)模的退役量,如何讓動力電池的回收利用更具資源化、規(guī)?；⒆詣踊瘍?yōu)勢極為重要。對于消費(fèi)者個人而言,要建立節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)意識,對退役動力電池可能產(chǎn)生的安全風(fēng)險和危害應(yīng)當(dāng)有所了解。
隨著新能源汽車動力電池逐漸進(jìn)入報(bào)廢期,相關(guān)國家政策陸續(xù)出臺并逐步完善,但距離真正落實(shí)還存在不少差距。有業(yè)界人士坦言稱,當(dāng)前回收利用管理辦法中有些內(nèi)容不屬于強(qiáng)制性要求,在生產(chǎn)細(xì)節(jié)上是否合規(guī)沒有明確規(guī)定。
針對尚未完善的電池回收管理體系,當(dāng)務(wù)之急是規(guī)范市場秩序,明確責(zé)任主體,通過強(qiáng)制措施限制非正規(guī)回收企業(yè),鼓勵正規(guī)企業(yè)的發(fā)展。據(jù)央視財(cái)經(jīng)稱,今年工信部正在加快《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理辦法》的起草審查,正式出臺后,動力電池回收利用行業(yè)規(guī)范有望變得更加細(xì)致嚴(yán)格。
在全球碳中和趨勢推進(jìn)下,動力電池回收企業(yè)應(yīng)該肩負(fù)起相應(yīng)責(zé)任,避免掉入灰色產(chǎn)業(yè)鏈的利益陷阱,違背新能源汽車興起的初衷。另一方面,動力電池規(guī)格、型號難以統(tǒng)一,應(yīng)該由國家牽頭,督促企業(yè)建立起成熟的動力電池回收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),鼓勵動力電池廠商及車企建立起自己的電池回收體系,提高電池回收利用效率,形成可持續(xù)發(fā)展的商業(yè)模式。企業(yè)應(yīng)該加大技術(shù)研發(fā)投入,建立精準(zhǔn)的動力電池狀態(tài)評估技術(shù),同時,突破創(chuàng)新動力電池處理技術(shù)方案,融合物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新興技術(shù),實(shí)現(xiàn)電池拆解自動化、智能化,保障電池回收再利用環(huán)節(jié)安全可靠。
總結(jié)
面對即將到來的動力電池退役潮,在國家政策的鼓勵下,包括中航鋰電、寧德時代、比亞迪等在內(nèi)的國內(nèi)企業(yè)紛紛與鐵塔試點(diǎn)合作,推進(jìn)動力電池回收利用工作。此外,不少企業(yè)正加大投資,擴(kuò)展電池回收業(yè)務(wù)。據(jù)悉,光華科技投資4．54億元擴(kuò)大磷酸鐵鋰電池回收業(yè)務(wù),提高電池綜合利用率,降低回收成本。
破解動力電池回收利用難題需要國家、企業(yè)及消費(fèi)者三方合作,建立起良好的電池回收利用生態(tài),形成完整的動力電池閉環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈,實(shí)現(xiàn)廢舊電池剩余價值利益最大化。
全球碳中和趨勢下,汽車電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化不斷加速,新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)迅猛增長態(tài)勢。近年來,造車熱潮迭起,各行業(yè)巨頭紛紛入局,新能源汽車市場火爆。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示,截至2021年5月底,我國新能源汽車保有量約580萬輛,占全球新能源汽車總量的一半。
作為新能源汽車的三電系統(tǒng)之一,動力電池裝機(jī)量也呈井噴式增長。根據(jù)國家規(guī)定,動力電池容量衰減至額定容量的80%以下,就要面臨退役,被強(qiáng)制回收。業(yè)界人士估算,最早一批新能源汽車配備的動力電池已經(jīng)處于退役期。
據(jù)央視財(cái)經(jīng)報(bào)道,2020年我國動力電池退役量高達(dá)20萬噸,預(yù)計(jì)到2025年后,每年退役電池?cái)?shù)量增長將超百萬量級。因此,動力電池的回收利用備受關(guān)注,成為新能源汽車行業(yè)亟待解決的難題。
退役動力電池的風(fēng)險與價值
新能源汽車動力電池主要包括鉛酸電池、鎳氫電池、鈷酸鋰離子電池、錳酸鋰離子電池、磷酸鐵鋰離子電池和三元鋰離子電池。推進(jìn)新能源汽車發(fā)展的本意是節(jié)能減排,降低傳統(tǒng)燃油汽車對環(huán)境的污染。然而,動力電池中包含多種重金屬元素,處理不當(dāng)?shù)碾姵貙a(chǎn)生有害物質(zhì),對土壤、空氣、水源都會造成污染,對人體健康也會造成危害。
根據(jù)動力電池退役標(biāo)準(zhǔn),容量剩余80%以下的動力電池已經(jīng)不再適用于新能源汽車,因此,退役并不表示動力電池完全報(bào)廢了。例如,鋰離子電池平均含鋰1．2%至1．8%,銅8%至10%,鈷12%至18%;三元材料電池中鎳含量為12．1%,含鈷3%,鋰平均含量為1．9%。為避免資源浪費(fèi),對于這些動力電池的回收再利用尤為重要,其回收大致可分為梯次利用和再生利用。
梯次利用是指將退役電池應(yīng)用到通信基站備用電源、儲能系統(tǒng)、UPS電源、低速電動車等對電池性能要求不高的領(lǐng)域,充分利用退役動力電池的剩余價值,極具環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益,同時減少了資源的浪費(fèi)。再生利用則以回收動力電池中金屬電極材料為目的,經(jīng)過拆解、破碎、篩選,以及浸出濕法冶金或火法冶金等,提取電池中的稀有金屬元素,用于二次電池生產(chǎn),這也是有效形成循環(huán)可持續(xù)發(fā)展的動力電池市場,避免浪費(fèi)稀缺資源的一個手段。
其中,完全報(bào)廢的動力電池進(jìn)行再生利用時,其從回收到再利用一般要經(jīng)過預(yù)處理、材料分選、正極金屬富集和金屬分離提存等步驟。以鋰離子電池濕法冶金為例,前期需對電池進(jìn)行放電、拆解金屬外殼、分離電機(jī)材料等預(yù)處理過程,獲取電芯材料,并將金屬外殼等廢棄物進(jìn)行統(tǒng)一處理。隨后對電芯材料進(jìn)行粉碎,得到電池正負(fù)極材料,通過沉淀、萃取、離子交換、電沉積等方法進(jìn)行分離提純,便可以將電池中的元素提取出來。
動力電池回收市場的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
作為新能源汽車的配套產(chǎn)業(yè),動力電池市場發(fā)展迅速。據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院(GGII)數(shù)據(jù)顯示,2020年全球動力電池裝機(jī)量約136．3GWh,同比增長18%。據(jù)SMM新能源數(shù)據(jù)庫顯示,2020年中國動力電池總裝機(jī)量達(dá)到64GWh,同比增長2．9%。
據(jù)悉,國內(nèi)已發(fā)布的符合《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》的企業(yè)名單有27 家?？傮w而言,越來越多的企業(yè)入局新能源動力電池回收市場,但尚未有領(lǐng)軍企業(yè)出現(xiàn),市場仍舊處于缺口狀態(tài),發(fā)展前景廣闊。
動力電池產(chǎn)銷逐年上漲,電池退役后如何回收利用等難題也逐漸顯露,市場體系尚未完善,甚至可以說是亂象叢生。部分廢舊的動力電池流入非正規(guī)渠道乃至進(jìn)入灰色產(chǎn)業(yè)鏈中,由于拆解不當(dāng),造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。
從技術(shù)工藝來講,動力電池回收利用面臨的挑戰(zhàn)巨大。市面上的動力電池規(guī)格不一,在內(nèi)外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模組連接方式和工藝技術(shù)上各不相同,這無疑增加了電池拆解的難度,處理不當(dāng)甚至可能存在電池短路、爆炸、泄露等安全隱患。此外,動力電池使用情況尚未建立完整的追溯系統(tǒng),退役后需要對電池進(jìn)行全面的測試,才能確定回收利用的方式,這也極大增加了投入和時間成本。
回收難題如何解?
如前所述,隨著動力電池應(yīng)用場景不斷拓展,退役電池回收利用將面臨著巨大的難題。據(jù)央視財(cái)經(jīng)報(bào)道,中國汽車動力電池創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長許艷華表示,到2025年,動力電池裝機(jī)量將超過1300GWh,每年將會有15%左右的電池面臨退役。面對如此大規(guī)模的退役量,如何讓動力電池的回收利用更具資源化、規(guī)?；⒆詣踊瘍?yōu)勢極為重要。對于消費(fèi)者個人而言,要建立節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)意識,對退役動力電池可能產(chǎn)生的安全風(fēng)險和危害應(yīng)當(dāng)有所了解。
隨著新能源汽車動力電池逐漸進(jìn)入報(bào)廢期,相關(guān)國家政策陸續(xù)出臺并逐步完善,但距離真正落實(shí)還存在不少差距。有業(yè)界人士坦言稱,當(dāng)前回收利用管理辦法中有些內(nèi)容不屬于強(qiáng)制性要求,在生產(chǎn)細(xì)節(jié)上是否合規(guī)沒有明確規(guī)定。
針對尚未完善的電池回收管理體系,當(dāng)務(wù)之急是規(guī)范市場秩序,明確責(zé)任主體,通過強(qiáng)制措施限制非正規(guī)回收企業(yè),鼓勵正規(guī)企業(yè)的發(fā)展。據(jù)央視財(cái)經(jīng)稱,今年工信部正在加快《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理辦法》的起草審查,正式出臺后,動力電池回收利用行業(yè)規(guī)范有望變得更加細(xì)致嚴(yán)格。
在全球碳中和趨勢推進(jìn)下,動力電池回收企業(yè)應(yīng)該肩負(fù)起相應(yīng)責(zé)任,避免掉入灰色產(chǎn)業(yè)鏈的利益陷阱,違背新能源汽車興起的初衷。另一方面,動力電池規(guī)格、型號難以統(tǒng)一,應(yīng)該由國家牽頭,督促企業(yè)建立起成熟的動力電池回收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),鼓勵動力電池廠商及車企建立起自己的電池回收體系,提高電池回收利用效率,形成可持續(xù)發(fā)展的商業(yè)模式。企業(yè)應(yīng)該加大技術(shù)研發(fā)投入,建立精準(zhǔn)的動力電池狀態(tài)評估技術(shù),同時,突破創(chuàng)新動力電池處理技術(shù)方案,融合物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新興技術(shù),實(shí)現(xiàn)電池拆解自動化、智能化,保障電池回收再利用環(huán)節(jié)安全可靠。
總結(jié)
面對即將到來的動力電池退役潮,在國家政策的鼓勵下,包括中航鋰電、寧德時代、比亞迪等在內(nèi)的國內(nèi)企業(yè)紛紛與鐵塔試點(diǎn)合作,推進(jìn)動力電池回收利用工作。此外,不少企業(yè)正加大投資,擴(kuò)展電池回收業(yè)務(wù)。據(jù)悉,光華科技投資4．54億元擴(kuò)大磷酸鐵鋰電池回收業(yè)務(wù),提高電池綜合利用率,降低回收成本。
破解動力電池回收利用難題需要國家、企業(yè)及消費(fèi)者三方合作,建立起良好的電池回收利用生態(tài),形成完整的動力電池閉環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈,實(shí)現(xiàn)廢舊電池剩余價值利益最大化。
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