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首批动力电池将迎“报废潮” 2020年将达17万吨

    新能源汽车由于排放低甚至零排放,已经成为汽车发展的方向,一些国家和车企也纷纷出台了禁售燃油车的时间表,漂浮在消费者眼前的未来汽车模样如自行车一般节能环保。然而真实情况是如此吗?其实不然,作为新能源汽车的核心部件以及最有可能造成环境污染的动力电池的回收和再利用问题,随着首批新能源汽车动力电池的寿命即将到期逐渐被公众所关注。


2014年电动汽车是电动车商用化的元年,按照动力电池的平均使用寿命4-6年的时间来看,今年我国就将迎来首批动力电池“报废潮”,而按照国家对于新能源车的发展规划,到2020年,我国纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量超过500万辆,到了那时动力电池报废量将将达到12-17万吨的规模。所以如何解决其带来的潜在环境污染,已经迫在眉睫。那么目前我国的动力电池回收与再利用究竟处于什么阶段?国家与企业在面对即将到来的动力电池“报废潮”中都做了哪些准备?现阶段在面对动力电池回收与再利用问题上,我们还存在哪些问题呢?本期汽车商报记者将对以上问题进行了调查。

动力电池将迎首波“报废潮”

新能源汽车发展至今,由于政策导向以及公众对于环境的日益重视,已经被越来越多的人所接受,更多的人也将新能源汽车作为购车的第一选择。数据显示,2014年,中国新能源汽车呈现爆发式增长,根据中汽协数据显示,当年新能源汽车生产78499辆,销售74763辆,同比实现了300%的增长,这也被看作是我国新能源汽车商业化的元年;2015年我国新能源汽车产量达340471辆,销量331092辆;2016年新能源汽车生产了517000辆,销售507000辆;到了2017年,新能源汽车产销均接近80万辆。近几年我国新能源汽车的销售已经跃居世界首位。而根据国家对于新能源汽车的发展规划,到2020年,我国的新能源汽车产销量将超过500万辆。

随着新能源汽车数量的增多,未来的环境将变得更好,这成为了多数人内心的想法。然而也有一部分人发出了不同的声音,新能源汽车有别于传统汽车,其行驶过程中不需要消耗燃油提供动力,而是依靠动力电池(主要包括三元锂电池和磷酸铁锂电池),虽然其本身在使用过程中不排放任何有害气体,但是其寿命耗尽后,如果不妥善处理,将对环境造成破坏。据专家介绍,中国的动力电池绝大多数是锂离子电池,废旧锂离子电池的电极材料进入环境中,可与环境中其他物质发生水解、分解、氧化等化学反应,产生重金属离子、强碱和负极碳粉尘,造成重金属污染、碱污染和粉尘污染;电解质进入环境中,可发生水解、分解、燃烧等化学反应,产生HF、含砷化合物和含磷化合物,造成氟污染和砷污染。

北京理工大学教授吴锋曾公开表示:“1个20克的手机电池可污染3个标准游泳池容积的水,若废弃在土地上,可使1平方公里土地污染50年左右。如果是几吨重的电动汽车动力电池废弃在环境中后果将非常严重。

记者了解到,新能源汽车动力电池寿命为4-6年,而今年我国将迎来首批新能源汽车动力电池“报废潮”,而两年后,我国电动汽车动力电池累计报废量将达到12万-17万吨的规模。

如何对淘汰下来的动力电池妥善处理也成为火烧眉毛的事了。在今年的两会期间,全国人大代表、江苏万顺机电集团有限公司董事长周善红提出的多条针对“新能源汽车动力蓄电池回收利用问题”的建议,将新能源动力电池回收话题推到顶峰。

动力电池回收利用提上日程

事实上,关于新能源汽车动力电池回收的话题并不是近期才出现的,国家对于新能源汽车的顶层设计上,早已将动力电池回收考虑其中。2016年初,国家发展改革委、工信部等部门就已联合发布《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策(2015年版)》,明确落实生产者责任延伸制度,电动汽车生产企业、动力蓄电池生产企业和梯级利用电池生产企业,应分别承担各自生产使用的动力蓄电池回收利用的主要责任,报废汽车回收拆解企业应负责回收报废汽车上的动力蓄电池。

2017年12月1日,由工信部提出的国内首个关于动力电池回收利用的国家标准——《车用动力电池回收利用拆解规范》正式开始实施。《拆解规范》明确指出回收拆解企业应具有相关资质,进一步保证了动力电池安全、环保、高效的回收利用。《拆解规范》对废旧动力电池回收利用的安全性、作业程序、存储和管理等方面进行了严格要求。

今年2月26日,工业和信息化部、科技部、环境保护部等七部委联合印发《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》的通知(以下简称《通知》),《通知》明确动力电池生产企业产品的设计要求、生产要求和回收责任等。《办法》明确,对于新能源汽车电池的回收要落实生产者责任延伸制度,汽车生产企业将承担动力蓄电池回收的主体责任,保障动力蓄电池的有效利用和环保处置。引导产学研协作,鼓励开展梯次利用和再生利用,推动动力蓄电池回收利用模式创新。同时,鼓励汽车生产企业通过回购、以旧换新、给予补贴等多种方式的服务。鼓励汽车生产企业、电池生产企业、报废汽车回收拆解企业与综合利用企业等合作共建、共用废旧动力蓄电池回收渠道。此外,《办法》规定,电池生产企业应采用标准化、通用性及易拆解的产品结构设计,协商开放动力蓄电池控制系统接口和通讯协议等利于回收利用的相关信息。

而对于政策最为敏感的车企,也已经制订了相关动力电池回收的计划,比亚迪相关负责人在接受汽车商报记者采访时表示,比亚迪对此早有准备,对于电动车废旧电池,进行检验和测试,梯次利用于通讯基站、储能电站等设备;无法梯次利用的电池,将由比亚迪自主研发的全自动动力电池密闭拆解设备,进行高效拆解,实现电池中所有物质的回收。此外,该负责人还强调,经过了20多年的创新技术积累,比亚迪已经具备了100%自主研发能力,其电池除新能源车和轨道交通外,还广泛用于太阳能电站、储能电站等多种新能源解决方案。

北汽新能源在动力电池回收方面,使用了换电+梯次利用的道路,2017年11月3日向外界公布了自己的擎天柱计划,据了解,该项计划,将通过换电和电池再利用技术,将新能源汽车、动力电池、换电站、光伏发电进行融合,实现新能源汽车全生命周期能源资源利用。在梯次利用方面,北汽已经投资一家公司,在河北建设了电池梯次利用及电池无害化处理和稀贵金属提炼工厂,将锂电池通过物理和化学方法将其中的主要成分重新提纯、回收利用等。

在国外,特斯拉也加紧了在动力电池回收方面的工作,据媒体报道,2017年5月,特斯拉CTO 斯特劳贝尔成立了一个新的公司,名为Redwood Materials ,主打的就是电池回收。而根据特斯拉的规划,他们更倾向于动力电池原材料的回收,斯特劳贝尔提出,特斯拉会在超级工厂中尽可能100% 回收电池原材料。

动力电池回收利用须迈过“三道坎”

虽然目前相关规定已经初步成型,整车厂家也针对新能源动力电池的回收利用做了长远的规划,但是就目前将要到来的新能源电池“报废潮”,似乎有些远水解不了近渴的感觉。究其原因,主要还是因为政策不具有强制性以及技术存在壁垒和成本控制难。

周善红认为,虽然我国已经出台了许多有关新能源汽车动力电池的回收与再利用的政策文件,但是政策文件却不具有强制性,且缺乏明确的奖惩机制,所以很难有效地落实。

采访中,一名从事新能源汽车动力电池回收公司的负责人表示,政策规定整车企业应承担动力电池回收的主要责任。目前,合资企业处理废旧动力电池更符合国家政策,而国内自主品牌处理电池的环节随意性则更强。

此外,动力电池的回收处理,也制约了动力电池的回收。废旧动力锂电池回收处理的整个过程包括放电、拆解、破碎、分选、除杂、元素合成等几十个复杂步骤,涉及物理、化学、材料、工程等多个交叉学科,技术复杂。动力电池回收行业的核心技术,在于如何采用配方合适的化学溶剂将有效成分提取或萃取出来,重新做成电池原材料加以回收利用。而这些都涉及到动力电池制造厂家的核心机密,电池回收厂很难拿到具体工艺。而在动力电池的回收再利用方面,有人表示,市场上动力电池种类繁杂,存在不同类型电池的制造和设计不同、串并联成组形式不同,服役和使用时间不同等情况,电池的种类多样性使回收再利用的工艺极为复杂。

除了电池回收难,回收后处理电池的成本也相当高昂。按照规划,从汽车拆解下来的报废电池回收后应当进行梯次再利用,但一位内部人士告诉记者,由于还未形成规模效应,因此目前电池拆解再利用基本处于亏本状态。据中国电动汽车百人会的研究报告显示,一家采用机械法和湿法回收废旧磷酸铁锂电池的公司,回收处理1吨废旧磷酸铁锂动力电池的成本为8540元,而再生材料的收益仅为8110元,亏损430元。

巨大商机吸引资本入局

如果把2014年看作是新能源汽车商业化的元年,那么2018年则可以看作是动力电池“退役潮”的元年。这一年国家将新能源汽车动力电池的回收与再利用提高到了前所未有的高度,而与之相对应的是目前我国在此方面仍存在着巨大的空缺与不足。

据相关资料显示,2018年我国废旧动力电池回收市场超50亿元规模,到2020年至2023年,废旧动力电池回收市场规模将进一步增长到136亿-311亿元。我们也可以看到,巨大的市场空白以及可观的利润规模,让一些资本正在朝着这片待开发的荒漠走来。

2018年1月4日,中国铁塔公司在京与重庆长安、国轩高科等16家新能源企业,签约新能源汽车动力蓄电池回收利用战略合作伙伴协议。此次合作被看作是加强了与汽车制造、电池生产、公交运输、回收利用等行业骨干企业合作,有效推动产业链上下游一体化,促进产业链形成可持续发展的闭环;江西赣锋锂业依靠资源和技术优势,进军锂电池和锂电池回收领域;1月31日,鹏辉能源以4000万元增资湖南鸿跃,成功将业务向电池回收业务延伸;1月29日,广东光华科技与广东省经济和信息化委员会、中国铁塔、广东省循环经济和资源综合利用协会于在广州市签订了战略合作协议,开展新能源汽车动力蓄电池回收及梯次利用方面的合作。

记者查询得知,目前除了上述提到的企业,格林美、比亚迪、宁德时代、华友钴业、国轩高科、中航锂电等也在积极布局动力电池回收利用领域。此外,电池回收领域巨大的商机,也吸引了一些“门外汉”的关注,2017年年底,天奇股份宣告以近3亿元投资深圳乾泰,布局动力电池回收利用市场。

业内是人分析称,一众大型企业在废旧电池回收利用的布局,对企业而言,有利于其建立健全废旧动力电池循环利用体系,形成动力电池循环利用的完整闭环。而对整个回收行业而言,大企业的动态对行业内其他企业将起到引导作用,不久将来,其他企业或将跟随大流,陆续展开对电池回收利用的布局。