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動力電池回收從混亂到有序

來源:新能源網(wǎng)
時間:2018-07-18 09:01:42
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動力電池回收從混亂到有序“一顆紐扣電池能污染600噸水”,盡管這個說法本身未必準確,但廢舊電池的后續(xù)處理一直是備受關注的環(huán)保事件。體量大得多的新能源汽車動力

  “一顆紐扣電池能污染600噸水”,盡管這個說法本身未必準確,但廢舊電池的后續(xù)處理一直是備受關注的環(huán)保事件。體量大得多的新能源汽車動力電池,其回收問題更是早已不僅停留在警示與探討階段。

  與風電、光伏設備相比,部分動力電池伴隨我國新能源汽車的快速發(fā)展,較早進入“后半生”。作為世界第一大新能源汽車產(chǎn)銷國,我國動力電池的產(chǎn)銷量也逐年攀升。公開數(shù)據(jù)顯示,從2008年北京奧運會推出示范電動汽車開始,后期逐步大規(guī)模推廣新能源汽車,截至2017年年底,我國累計推廣180萬輛新能源汽車,裝配動力電池86.9吉瓦時。

  就動力電池的壽命而言,乘用車動力電池的有效壽命一般為4~6年;電動商用車由于日均行駛里程長、充電頻次多等原因,其電池有效壽命約為3年。第一批進入市場的汽車動力電池已經(jīng)進入退役期。

  據(jù)中國汽車技術研究中心預測,結合汽車報廢年限、動力電池壽命等因素,2018~2020年全國累計報廢動力蓄電池將達到12萬~20萬噸;到2025年動力電池的年報廢量或將達到35萬噸。

  因而,動力電池的“退役潮”將在今年開始爆發(fā),回收處理需求也將隨之劇增。而自2009年以來,國家已經(jīng)相繼頒布出臺規(guī)章政策數(shù)十項,意在加快2020年以前電池回收實現(xiàn)商業(yè)化。需求與政策的雙向壓力下,動力電池回收行業(yè)做好準備了嗎?

  回收之困

  “電池回收暫停了,環(huán)保查得厲害。你有多少啊,貨在哪里?”在二手商品轉賣平臺上,標注地點在北京昌平的回收鋰電池商家這樣回復咨詢。另外一家則要求先看到貨物圖片才肯接著往下談。

  不難看出,搞動力電池回收的個體戶已經(jīng)在環(huán)保壓力下謹慎起來,但回收業(yè)務并沒有徹底停下。

  “這種情況比較多,即注冊一個公司,租一間小商鋪,然后在偏僻的地方開工廠,簡單地人工拆解或者用設備粗暴粉碎,他們把這叫做‘前店后廠’,在廣東深圳、河南新鄉(xiāng)、京津冀都有。”北京賽德美資源再利用研究院有限公司總經(jīng)理趙小勇告訴記者。

  事實上,這種“小作坊”“游擊隊”式的運營方式,恰好在一定程度上反映了動力電池由誰回收、怎么回收以及盈利模式等方面的問題。

  動力電池回收主體尚不完備,給不規(guī)范的回收者帶來了可乘之機。今年2月,工信部牽頭七部委發(fā)布《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》,提出落實生產(chǎn)者責任延伸制度,將汽車生產(chǎn)企業(yè)放在責任的首位。但正如全國乘用車市場信息聯(lián)席會秘書長崔東樹所說,一定程度上,車企更像是電動汽車的“組裝廠”,在質保期內(nèi)負責電池使用正常,而生產(chǎn)供應、二次利用及回收等環(huán)節(jié),卻并非車企專長。短期內(nèi),車企對于回收主體責任履行到位并不現(xiàn)實。

  對絕大多數(shù)新能源汽車使用者來說,也沒有與車企建立起回收電池的契約和聯(lián)系,既然如此,不再使用的電池就變成了可以賣掉的“廢銅爛鐵”,詢問之后賣給交易方便、出價較高的回收者就成了最簡單的選擇。這也給違規(guī)回收留出了空間。

  回收后的利用處理同樣存在難點。根據(jù)業(yè)內(nèi)標準,當電池容量衰減至額定容量的80%以下時,動力電池就不適用于電動汽車,需要進行梯次利用。理論上講,這樣的電池可以再應用于太陽能風能發(fā)電系統(tǒng)、儲能電站、移動基站、低速電動車等領域,但在回收過程中,每塊動力電池的品質不盡相同,保留的數(shù)據(jù)也未必完整,拆包、檢測、監(jiān)控都會增加回收成本。而在電池單體價格下降的趨勢下,新舊電池間的差價不斷縮小。“目前,已經(jīng)有廠家的新電池報價達到1元/瓦時,預計到2020年可能降至0.8元/瓦時。因此如何把握和發(fā)揮梯級利用的中間過渡值,需要打一個問號”,趙小勇稱,“而且家用的新能源車很可能傾向于‘吃干榨凈’,電池有所衰減也不會立即淘汰,到時梯次利用的空間就更小了。”

  當電池容量衰減至額定容量的20%以下時,就要進行拆解回收。市面上存在多種動力電池,按封裝形式就分為三種,包括圓柱形電池、方形電池和軟包電池,如果按電池材料分,則更多。每種類型的動力電池都具有復雜的制造技術和工藝設計,所以在拆解過程自動化處理的難度較大。因此拆解過程通常需要人工完成,難以實現(xiàn)標準化作業(yè)。此后的回收工藝中,目前采用的方法也可分為三類,干法回收、濕法回收和生物回收。生物法利用微生物浸出技術,得到有效金屬溶液,分離獲得貴金屬,具有可重復利用、污染小的優(yōu)點,長期看是電池回收的理想方向,不過現(xiàn)階段菌種培養(yǎng)周期長、浸出條件難控制,目前仍處于研發(fā)階段。濕法工藝較復雜,對貴金屬回收率高,而且可以定向回收成品,是目前主流回收工藝,但過程中需要添加酸堿性溶液,回收成本高,對設備的防腐要求高,同時會產(chǎn)生廢酸廢堿等,對環(huán)境有二次污染。干法回收是通過物理分選法和高溫熱解法,實現(xiàn)金屬的分離回收初步階段,優(yōu)點在于不發(fā)生化學反應,幾乎無污染,缺點在于難以實現(xiàn)金屬的完全分離回收,針對性不強。

  盈利則是決定企業(yè)生存與發(fā)展的關鍵因素。一方面由于電池尚未真正大批退役,規(guī)模效應也就難以實現(xiàn),因而不少企業(yè)面臨盈利難題。另一方面,回收處理本身的利潤并不豐厚。據(jù)統(tǒng)計,一家采用機械法和濕法回收廢舊磷酸鐵鋰電池的公司,回收處理1噸廢舊磷酸鐵鋰動力電池的成本為8540元,而再生材料的收益僅為8110元,虧損430元。相較而言,處理三元鋰電池的收益較高。據(jù)測算,三元鋰材料因為含有鈷、鎳、鋰等貴金屬,每噸可回收利用價值約19萬元,比磷酸鐵鋰的理論回收利用價值6.3萬元高出整整兩倍。當然,三元鋰材料的處理成本也要高得多。

  探索之路

  在《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》中,除了將汽車生產(chǎn)企業(yè)放在責任的首位,同時也鼓勵汽車及電池生產(chǎn)企業(yè)、報廢汽車回收拆解企業(yè)與綜合利用企業(yè)等合作共建回收渠道。

  在政策和市場的雙重引導下,正在形成的主體主要包括第三方機構、材料企業(yè)和電池企業(yè)等。第三方回收企業(yè)中,以格林美、芳源環(huán)保、湖南邦普等為代表,在鋰電池回收和再生利用領域,擁有較為專業(yè)的回收技術、設備、資質和渠道。鋰電材料企業(yè)則包括華友鈷業(yè)、廈門鎢業(yè)和贛鋒鋰業(yè)等,大多通過自建或收購鋰電池回收企業(yè)的方式布局,拓展原料供應渠道,提升產(chǎn)品毛利和盈利能力,完善產(chǎn)業(yè)鏈布局,打造材料體系閉環(huán)。2016年起,寧德時代、比亞迪、國軒高科等各大電池生產(chǎn)商紛紛開始與材料企業(yè)和第三方機構以多種方式布局回收市場。

  目前看,比之于“自己動手豐衣足食”的方式,車企和電池企業(yè)更愿意選擇合作和外包,聯(lián)盟的形式正在逐漸形成:如寧德時代通過之前收購的邦普做回收,格林美和比亞迪及東風建立回收合作,北汽則和贛州豪鵬建立聯(lián)盟。他們也正在塑造未來中國動力電池回收的行業(yè)模式。

  就在5月份,工信部發(fā)布《新能源汽車動力蓄電池回收利用溯源管理暫行規(guī)定》(征求意見稿),旨在進一步規(guī)范動力電池全過程信息采集,對各環(huán)節(jié)主體履行回收利用責任提出監(jiān)管要求,且自今年8月1日起開始實施溯源管理。這樣,每塊電池等于有了身份證和號碼牌,既能對號落實回收的主體責任,也有利于具備資質的企業(yè)定點回收,同時還為嚴格監(jiān)管杜絕違規(guī)回收提供了依據(jù)。

  在回收方法上,濕法回收仍是格林美、邦普等龍頭企業(yè)使用的主流技術,同時干法中的物理分選法也有其獨到優(yōu)勢。據(jù)趙小勇介紹,物理法能夠實現(xiàn)自動化精確拆解,分拆成外殼、電解液、隔膜、銅箔鋁箔,以及正極粉和負極粉。其中的金屬可以再生,正負極粉通過材料修復,可以出售給電池廠商重新生產(chǎn)電池,使得大部分物質實現(xiàn)無害化、資源化。

  這種物理法動力電池回收方式能夠滿足日益提升的環(huán)保要求,因而有條件在一二線等發(fā)達城市落地,對退役的動力電池做到就近回收、就近拆解、就近處理。鋰電池盡管屬于固體廢物而非危險廢物,但在交通運輸中屬于九類危險品,要求二類包裝。所以就近處理一來減少了運輸里程,二來降低了運輸成本。

  盈利方面,則需要政府、社會、企業(yè)三位一體,共同形成解決電池回收問題的激勵機制。完備的法律框架,自然要由政府提供。目前,發(fā)達國家與地區(qū)也各具經(jīng)驗。例如歐盟,在利用基金與押金機制方面搭建了完善的回收利用體系;美國和日本更多依靠企業(yè)共建協(xié)會或獨立牽頭建設回收體系。而公眾則需要清晰地認識到,作為動力電池的使用者有責任使其獲得妥善回收,以減少環(huán)境污染、提升資源循環(huán)使用效率。

  未來,在各方協(xié)作下,建立起地方性的綜合回收體系,鼓勵車企與電池企業(yè)聯(lián)手,由4S店、服務站、電池租賃企業(yè)等共同形成回收渠道,采用線上線下聯(lián)動、逆向物流的方式完成回收,完成溯源管理,提升回收效率和經(jīng)濟收益,將使回收有利可圖、長期可持續(xù)。(文/蘇慧婷)