廢舊電池回收 全球探路進行時

全球汽車行業(yè)的電動化浪潮席卷主流車企,但也帶來一個不容忽視的問題: 大量動力電池報廢后該如何處理?不少跨國車企都在嘗試解決這個問題,例如大眾集團。大眾集團近日表示,計劃在其德國薩爾茨吉特工廠啟動電池回收試點項目,自2020年起,該廠每年將回收約1200噸廢舊車用鋰電池。

大眾劍指97%回收率

據(jù)悉,薩爾茨吉特工廠距離大眾集團全球總部所在地沃爾夫斯堡大約50公里。大眾集團將對回收的廢舊電池進行分析及分類,還有一定使用壽命的廢舊電池將會被二次利用,例如用于移動式電動汽車充電站,類似智能手機所使用的移動電源。至于已經(jīng)耗盡壽命的廢舊電池,將被粉碎并磨成細粉,從中提取并分離出鋰、鈷、錳、鎳等貴金屬和稀有金屬原材料,再用于生產(chǎn)新電池。

根據(jù)大眾集團的預估,目前電池組的原材料回收利用率為53%,而上述試點項目可將其提升到72%。大眾集團相信,未來10年內(nèi),該集團能將電池組原材料的回收利用率提升到97%。

“10年來,我們一直在研究如何回收電池原材料,尤其是鈷、鋰、錳和鎳等。我們已經(jīng)擁有可持續(xù)的電池專業(yè)技術(shù),并正在進一步發(fā)展。”大眾集團技術(shù)規(guī)劃主管托馬斯·蒂耶說。

廢舊電池的回收對于大眾集團來說非常重要。大眾集團正在向電動化大舉轉(zhuǎn)型,前不久剛剛宣布到2028年推出約70款全新電動車型,屆時基于集團電動化平臺生產(chǎn)的電動汽車將達2200萬輛。奧迪e-tron、保時捷Taycan等電動車型今年將相繼投產(chǎn)。根據(jù)大眾集團此前的預估,到2025年其對電池的年需求量將達150GWh。這樣一來,未來退役電池數(shù)量不亞于一個天文數(shù)字。

“未來動力電池的市場規(guī)模會非常巨大,我們更愿意自己回收并建立自身的回收能力和體系?！钡僖f。廢舊電池的回收也有助于降低大眾集團對原材料的依賴,畢竟電動汽車需求的大幅增加使得鈷、鋰、鎳等原材料的價格急速上漲,且部分材料出現(xiàn)短缺現(xiàn)象。

電池回收市場巨大

當然,大眾集團并不是惟一一家在動力電池回收領(lǐng)域發(fā)力的車企。事實上,近年來,隨著電動汽車銷量的大幅攀升,各國政府和越來越多企業(yè)都已經(jīng)意識到電池回收的重要性。根據(jù)國際能源署的預測,到2030年,全球電動汽車銷量將從目前的200多萬輛增加到1.4億輛。這意味著,廢舊電池回收將成為一個全球性的大問題。

考慮到電動汽車的平均駕駛周期,目前,鋰電池組的首次使用壽命約為10年,或者說25萬公里。不過,德國布倫伯格銀行負責電池研究的副總監(jiān)阿薩德·法里德認為,隨著高鎳電池及電池快充技術(shù)逐步成為業(yè)內(nèi)發(fā)展趨勢,電池使用壽命將縮減,未來動力電池平均壽命可能只有5~6年。法里德預計,到2022年,將有高達26.2萬噸的車用鋰電池需要回收。

與保時捷、沃爾沃有合作關(guān)系的瑞典Box of Energy能源公司首席執(zhí)行官約翰·謝恩貝里稱:“汽車制造商面臨一個棘手的問題,即大量的廢舊電池如何處理?？梢钥吹?廢舊電池的回收利用市場將非常巨大。”

英國倫敦循環(huán)儲能研究與咨詢公司創(chuàng)始人漢斯·梅林指出,到2025年,約3/4的廢舊車用電池將被重新利用,或被回收以獲取原材料。這意味著,汽車制造商和電池廠商可以從同一產(chǎn)品中多次獲利,這也是大眾集團等企業(yè)進行電池回收的驅(qū)動力之一。

車企再利用各顯神通

在汽車行業(yè)的電動化浪潮下,汽車制造商、電池廠商等在電池回收方面負有義不容辭的責任。豐田、日產(chǎn)、戴姆勒、寶馬、大眾、雷諾、通用等主流車企已經(jīng)涉足動力電池及材料回收,開始了摸索。

儲能是電池循環(huán)再利用途徑之一。 早在2015年,戴姆勒與數(shù)家公司達成合作,成立專門的合資公司,部署二次利用儲能電池裝置,旨在提升電池二次利用率及搶占儲能電池市場。該項目覆蓋了整個電池生命周期的產(chǎn)業(yè)鏈,電池在退役之后進入儲能系統(tǒng),在完成儲能使命之后進入產(chǎn)品循環(huán)系統(tǒng),為生產(chǎn)新的動力電池提供原材料。

寶馬則在其德國萊比錫工廠建立 “電池農(nóng)場”,寶馬i3等電動汽車上替換下來的電池成為其高壓儲能系統(tǒng)的重要組成部分,該儲能系統(tǒng)可并入電網(wǎng),并與風能發(fā)電廠、太陽能等形成配套,為工廠和周邊地區(qū)供電。該儲能系統(tǒng)還可儲存電網(wǎng)低峰時段的電量,用電高峰或發(fā)電量低時再輸出。

作為純電動技術(shù)的擁躉,日產(chǎn)獨辟蹊徑,去年推出全新立式路燈,并設置在日本福島縣某小鎮(zhèn),利用日產(chǎn)聆風純電動車的廢舊電池和一系列太陽能電池板,使該鎮(zhèn)的供電不再依賴于當?shù)仉娋W(wǎng)。日產(chǎn)一直在研究電池循環(huán)再利用的方法,還嘗試將多輛汽車的電池組合起來,為住宅和家庭供電。

在美國,通用汽車與瑞士工程巨頭ABB 合作,針對雪佛蘭沃藍達退役電池的再利用開展試點項目,將其用作家庭和小型商用備用電源,并回哺電網(wǎng)。 通用汽車認為,未來技術(shù)進一步成熟后,可在一些家庭及小型商用樓停電時為其提供備用電源,在電價優(yōu)惠時段儲存電能供高峰時段使用,或用于彌補太陽能、風能及其他可再生能源發(fā)電中的缺口。

很顯然,隨著電動汽車銷量節(jié)節(jié)攀升,廢舊電池的回收再利用成為汽車行業(yè)的一大難題,越來越多車企加入其中,但從目前的情況來看,成熟的回收再利用模式和技術(shù)還有待企業(yè)和政府進一步探索。

頂層設計著眼全球

如果不能妥善處理電池回收問題,不僅會造成資源浪費,還將帶來巨大的環(huán)境污染。但由于電池回收耗資較大,不能僅靠企業(yè)自覺。為此,歐盟、中國、日本、美國等國家和地區(qū)已經(jīng)行動起來,從政策層面進行頂層設計與規(guī)劃。

以中國為例,政府已經(jīng)出臺《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》、《新能源汽車動力蓄電池回收利用溯源管理暫行規(guī)定》,明確汽車生產(chǎn)企業(yè)承擔動力蓄電池回收的主體責任,并要求對動力蓄電池生產(chǎn)、銷售、使用、報廢、回收、利用等全過程進行信息采集,對各環(huán)節(jié)主體履行回收利用責任情況實施監(jiān)測。

相關(guān)企業(yè)也在行動。光華科技3月11日晚間發(fā)布公告稱,該公司與五洲龍汽車簽署《關(guān)于廢舊動力電池回收處理戰(zhàn)略合作協(xié)議》,雙方將在廢舊電池回收處理以及循環(huán)再造動力電池材料等業(yè)務上展開合作。

日本一向喜歡采取政企合作、共同抱團的模式。去年9月,日本汽車工業(yè)協(xié)會和日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省組織日本多家車企,共同發(fā)起一個動力電池回收項目, 成本由各方承擔,旨在建立一套高效、可持續(xù)的電池回收系統(tǒng)。

美國政府也開始行動起來。今年2月,美國能源部推出一項為期3年、耗資1500萬美元的車用鋰電池回收計劃。 美國阿貢國家實驗室旗下的ReCell中心正式開業(yè),其合作研究者包括汽車制造商、材料廠商、電池供應商、回收中心、高效研究機構(gòu)等,旨在利用回收材料將電動汽車電池成本降低10%至30%。 該研究中心主任杰弗里·斯潘根伯格表示,美國在這一領(lǐng)域的研究落后于其他國家,專門的鋰電池回收機構(gòu)很少,還需要做些工作才能迎頭趕上,而ReCell中心的重點在于努力提升廢舊電池的原材料價值。該中心正在設法回收鈷、鎳、鋰等價值較高的材料。

美國能源部官員指出,鋰、石墨及鈷等電池材料的礦產(chǎn)大多位于南美、澳大利亞及非洲,而絕大多數(shù)的電池材料回收是在中國完成的,由于嚴峻的政治形勢及緊張的貿(mào)易關(guān)系,美國本土需要盡快建立起相關(guān)產(chǎn)業(yè)?！斑@類舉措旨在降低美國對國外關(guān)鍵性電池材料的依賴度,最終將有助于消費者買到更便宜的電動汽車?！泵绹茉床扛辈块L丹尼爾·西蒙斯說。