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          近20萬噸廢舊動力電池,拿什么拯救你?
          編輯:高工電動車網 更新于:2019-03-07 17:34:00 閱讀:

                  動力蓄電池回收利用已經帶上了“緊箍咒”。

                  工業和信息化部公布最新信息顯示,我國動力蓄電池累計配套量超過131GWh,產業規模位居世界第一。

                  考慮到電池的使用年限一般為5到8年,2009年到2012年推廣的車輛或行駛里程較長車輛的新能源汽車電池基本處于淘汰臨界點

                  據中國汽車技術研究中心綜合測算,2020年前后,我國純電動(含插電式)乘用車和混合動力乘用車電池累計報廢量將達12-17萬噸。

                  如此巨量的動力蓄電池已經來到了退役期。如果未經妥善處置和進行價值最大化利用,一方面會威脅公共安全,造成難以逆轉的環境污染,另一方面也將對寶貴的有價金屬資源形成浪費。

                  動力電池回收,迫在眉睫。

                  產業爆發前夜

                  2018年,工信部聯合七部委出臺《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》等一系列政策新規,就已預示“動力電池回收”即將進入規范化管理階段;

                  今年2月22日工信部發布的《新能源汽車動力蓄電池回收利用調研報告》,再次將報廢動力電池污染防治提上日程。

                  2019年全國兩會在即,致公黨在題為《關于加快升級打造新能源動力電池全生命周期價值鏈的提案》中又明確建議,對殘值電池梯次利用的網點建設、集中貯存、收集、標識、包裝、運輸,以及指定移交、定點拆解等,出臺一系列管理辦法和監管方式;

                  同時建議相關主管部門通過專項資金支持,鼓勵車企、電池制造商、回收利用單位等上下游企業組建聯合體,共建新能源動力電池回收利用體系。

                  與全國政策相比,各個地方制定的方案更為細致。京津冀政府在2018年12月發布的《京津冀地區新能源汽車動力蓄電池回收利用試點實施方案》提出,到2020年建成2-4家廢舊動力蓄電池拆解示范線和梯次利用工廠。

                  深圳市直接提出銷售新能源汽車的企業,按照20元/千瓦時的標準專項計提動力蓄電池回收處理資金,對已按要求計提動力蓄電池回收處理資金的企業,按經審計確定金額的50%對企業給予補貼,補貼資金專項用于動力蓄電池回收。深圳也由此成為國內第一個設立動力電池回收補貼的城市。

                  在如此密集的政策推動下,已經有越來越多的企業開始瞄準動力蓄電池回收體系的“新蛋糕”。事實上,2018年,廢舊動力電池回收市場達到50億元規模,2020年至2023年,廢舊動力電池回收市場規模將進一步增長至136-311億元。

                  動力電池回收,迎來了它產業爆發期的前夜。

                  國內回收模式待構建

                  前,動力電池回收主要模式有兩種。一種是由主機廠利用銷售渠道建設退役電池回收體系,回收退役電池移交綜合利用企業處理或與其合作共同利用電池剩余價值。

                  北汽新能源、廣汽三菱等45家主機廠已設立了3204個回收服務網點,主要集中在京津冀、長三角、珠三角及中部新能源汽車保有量較高的地區,并主要以4S店的形式存在。

                  另一種是以第三方為主體,由梯次、再生利用企業與汽車、電池生產企業合作,共建共用回收服務網點,集中回收合作企業新能源汽車的退役電池。

                  其中,國家電網分別在北京大興和張北建設了梯次利用錳酸鋰電池儲能系統示范,并組建了退役電池分選評估技術平臺,研制了高效可靠的電池管理系統。

                  北京匠芯研發了梯次利用光儲能系統,并正在建設基于大數據的動力蓄電池包評估系統。北京普萊德與北汽等合作實施了儲能電站項目、集裝箱式儲能項目等,累計梯次利用量約75MWh。

                  比亞迪、國軒高科等企業利用退役動力蓄電池,生產用于備電領域的梯次利用電池產品。無錫格林美與順豐公司探索將梯次利用電池用于城市物流車輛,中天鴻鋰等通過“以租代售”模式推動梯次利用電池在環衛、觀光等車輛應用。

                  值得一提的是,通常動力蓄電池容量衰減至80%以下時,便不能完全滿足汽車動力需求,但可梯次利用于其他領域。不過由于當前動力蓄電池退役量較少,梯次利用大部分處于試驗示范階段,集中在備電、儲能等領域。

                  另外,從生態設計、生產控制到信息共享,梯次利用領域仍存在不少問題,例如綠色選材、標準化及通用性設計、易拆解結構設計以及易梯次利用設計等方面尚有不足;動力蓄電池產品一致性上仍存在差異;產業鏈上下游企業在通信協議、歷史數據等關鍵資源分享方面還沒有形成機制;梯次利用技術仍存在技術瓶頸。

                  與梯次利用尚處于探索階段不同,廢舊電池再生利用行業現在也已形成一定規模。具體來看,拆解方面,湖北格林美、湖南邦普等開發了自動化拆解成套工藝,北京賽德美開發了電解液和隔膜拆解回收工藝。再生利用以濕法冶金及物理修復法為主。

                  濕法冶金方面,湖南邦普開發了“定向循環和逆向產品定位”工藝,湖北格林美開發了“液相合成和高溫合成”工藝。物理修復方面,賽德美對電池單體自動化拆解、粉碎及分選,再通過材料修復工藝得到正負極材料。

                  不過,上述行業依然存在鋰金屬回收率不高、多種電池回收處理兼容性不強等問題。截至目前,再生利用相關國家及行業標準仍在加快制定。

                  整體上,正如中國鐵塔一位地方分公司負責人所言,“在實際運作中,動力電池回收的商業模式也并不成熟。當前動力電池回收利用處于初級階段”。

                  德/日/美的電池回收利用計劃

                  動力電池回收方面,德國大眾汽車的經驗或值得借鑒。包括日本、美國等也已經著手搭建自身的動力電池回收系統。

                  大眾最近發布要進軍動力電池材料的回收,短期目標是在2020年實現每年完成1200噸電池材料的回收。

                  該計劃將從Braunschweig附近的Salzgitter工廠開始,大眾汽車宣布正在建造一個試驗產線來回收現有動力電池組件。它將通過限制電子廢物和原始材料開采來減少其碳排放,同時為未來幾年公司計劃的1500萬輛電動汽車提供所需的電池材料。

                  “十年來,我們一直在研究如何恢復原材料。其中最重要的是鈷、鋰、錳和鎳,“大眾汽車技術規劃主管ThomasTiedje說,其已經擁有體系化的可持續電池技術積累,并正在進一步發展。

                  據了解,大眾即將推出基于MEB平臺打造的“I.D.”車型系列中的第一批電池將于今年晚些時候發貨,其回收能力已準備好在2020年完成,最初的目標是每年回收1200噸材料,這相當于3000組電池系統。大眾預計,全新電動車型的電池將會被全部回收再利用。

                  “因為未來車用電池的規模會非常巨大,所以我們更愿意自己回收并建立自身的回收能力和體系,”Tiedje說。大眾在動力電池回收的長期目標是回收97%的原材料,超過大眾汽車今天的53%。而Salzgitter的新工廠將這一比例將會從現在的53%提高到72%。

                  在回收路徑上,返回大眾汽車的EV電池將被評估為兩種途徑之一。第一種是“第二次生命”選項,其可以包括在充電站和儲能領域。在大型活動中作為備用電源使用,也可以應用在快速充電戰部署中為長途旅行的電動汽車提供電力支持。

                  如果不能選擇第二次使用壽命,那么將會進入第二種途徑,EV電池將在Salzgitter回收。

                  “在這個過程中,個別電池部件將首先被切碎,然后材料將被干燥和篩分,再提取'黑色粉末',這包含有價值的鈷,鋰,錳和鎳原料,將被單獨分離,之后再次可用于生產新電池。”

                  大眾汽車表示,在整個集團內,到2025年,其車輛每年將需要約150GWh的電池容量,這相當于約500億歐元的采購成本。通過選擇循環經濟選項,該公司表示它將節省昂貴的廢物處理以及購買原材料的成本,因此Salzgitter工廠從一開始就有為大眾降低成本的考量。

                  同時,該項目還有助于使大眾汽車免受市場和地緣政治因素的影響,例如支持電動汽車轉型所需的全球鋰需求增長或生產國確定的鈷礦開采減少。

                  事實上,和大眾的思路一樣,基于成本、供給、環保等多個因素的考量,國際和國內主流車企都在明確提出涉足動力電池及材料的回收。包括豐田、戴姆勒、寶馬、日產等車企都在過去幾年在該領域有實際動作,主要方式通過與電池企業、材料企業的合作來共同布局。

                  同時,包括美國、日本、澳大利亞等多個國家也從政策層面來做頂層設計與規劃:

                  在日本,去年9月,日本汽車制造商協會和日本經濟產業省組織日本多家車企共同發起一個動力電池回收項目,目的是建立一個高效和可持續電池回收系統,成本由各方承擔。一家名為日本汽車循環利用協作的組織將負責運營該由多家汽車制造商資助的合資企業。

                  美國,目前,鋰離子電池的收集和回收率低于5%。近日美國能源部(DOE)推出了第一個鋰離子電池回收中心,稱為ReCell中心。DOE的目標是,通過電池材料的回收再利用,將電池成本降低至每千瓦時80美元(約480元人民幣),并從收集的電池中回收90%的關鍵材料。

                  ReCell中心的合作者將專注于四個關鍵研究領域,以實現有利可圖的鋰離子電池回收,以供行業采用:

                  一是直接的正極回收,重點將開發回收過程,產生直接回到新電池的產品,而無需昂貴的再加工;二是回收其他材料,重點將是創造能夠經濟有效地回收其他電池材料的技術,從而提供額外的收入來源。

                  三是回收設計,將開發新的電池設計,優化使未來的電池更容易回收;四是將開發和利用建模和分析工具,以幫助指導研發的有效途徑并驗證中心內的工作。

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