新能源汽車動力電池回收現(xiàn)五年之憂

1塊20克重的手機(jī)電池可使1平方公里土地污染50年左右，那么，1塊重以噸計的電動汽車動力電池會造成怎樣的污染?

人無遠(yuǎn)慮，必有近憂。盡管新能源汽車在我國如雨后春筍般快速發(fā)展，但動力電池回收利用的“短板”卻進(jìn)展相對緩慢，甚至有些滯后。這在一定程度上構(gòu)成了新能源汽車市場發(fā)展的隱憂。而這一問題的解決帶有一定緊迫性，因?yàn)槲覈妱悠噭恿﹄姵靥蕴叻迤诩磳⒌絹?，大約在5年以后就將出現(xiàn)大量換電需求，屆時我國電動汽車動力電池累計報廢量將達(dá)到12萬到17萬噸。

中外企業(yè)加速搶灘動力電池市場

新能源汽車在天津推廣較早，其中在公共交通領(lǐng)域應(yīng)用相對成熟。記者日前探訪了由國網(wǎng)天津電力投資運(yùn)營的公交車充換電站——海泰綜合充換電站。這是目前國內(nèi)集約化程度最高、技術(shù)水平最先進(jìn)的綜合充換電站，它已經(jīng)開始為多條公交線路運(yùn)營車輛服務(wù)。

進(jìn)入海泰綜合充換電站，記者注意到在入口道路上鋪設(shè)了一段金屬板路，這段板路就是海泰充換電站獨(dú)有的國內(nèi)首創(chuàng)碾壓發(fā)電系統(tǒng)。該碾壓發(fā)電系統(tǒng)以道路為鋪設(shè)載體，行人車輛為動力來源，實(shí)現(xiàn)新型能源轉(zhuǎn)化。凡是車輛從上面行駛過、甚至行人在上面走過，都會引起系統(tǒng)震動，自動發(fā)電后并入電網(wǎng)。碾壓發(fā)電產(chǎn)生的電能可為站內(nèi)路燈提供照明動力。

充換電站已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能換電。進(jìn)入換電區(qū)，可以看到有6個工位可為6輛公交車同時進(jìn)行換電。通過兩條相近隔離帶的固定位置，公交車可確定其前輪停靠方位，待停穩(wěn)后，操作人員按動按鈕就可自動感應(yīng)到位于車身下部的電池位置，實(shí)現(xiàn)智能充換電池，整個過程僅用8分鐘左右。

業(yè)內(nèi)人士分析，與單純的充電相比，現(xiàn)在越來越多對連續(xù)續(xù)航能力要求較高的新能源汽車應(yīng)用領(lǐng)域傾向于充電與換電結(jié)合，這就對電池的可拆卸性提出了更高的要求。

目前，北汽新能源出租車換電站已經(jīng)在北京正式啟用。該換電站與普通加油站相結(jié)合，采用全自動機(jī)械幾分鐘就能完成一塊電池的更換。車輛的識別與支付也全通過電子設(shè)備完成，既方便也更加安全。出租車換下來的電池會繼續(xù)放在這里充電備用，如果快速充電只需兩小時即可完成，如果慢充大概需要8小時。

不過由于剛剛起步，可以實(shí)現(xiàn)換電的新能源出租車型號有限，在北京市場的投放量大約在400余輛。但隨著出租司機(jī)的逐漸認(rèn)可，越來越多新能源出租車將出現(xiàn)在馬路上。

在今年的全國兩會上，全國政協(xié)委員、力帆高級質(zhì)檢師鄒先榮表示，新能源汽車一直以來因充電時間長，續(xù)航能力差，被認(rèn)為是阻礙其普及的重要原因。采用換電模式則可以一定程度上解決續(xù)航的問題。“如果在城區(qū)或城郊區(qū)出租車頻繁經(jīng)過的區(qū)域安裝換電設(shè)施，3至5分鐘完成更換電池，就完全能實(shí)現(xiàn)像出租車的加汽、加油一樣便捷。”他認(rèn)為。

據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會最新發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，今年前5個月，我國新能源汽車生產(chǎn)13.2萬輛，銷售12.6萬輛，比上年同期分別增長131.4%和134.1%，均已突破10萬大關(guān)。無論是充電和充換電相結(jié)合，隨著新能源汽車數(shù)量的快速增長，動力電池都是核心部件。

國內(nèi)新能源汽車的大發(fā)展最直接帶動了與之相關(guān)的動力電池業(yè)的快速成長。在天津采訪時記者了解到，電池生產(chǎn)科技企業(yè)天津力神電池股份有限公司正瞄準(zhǔn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的廣闊前景，加速創(chuàng)新?lián)尀┦袌?。正在建設(shè)中的電動汽車動力電池擴(kuò)建項(xiàng)目2017年投產(chǎn)后，預(yù)計每年可新增產(chǎn)值超過40億元。

據(jù)該公司總裁秦興才介紹，最近幾年，公司每年僅動力電池投入研發(fā)就在1億元以上。力神還同國外合作成立力神邁爾斯公司，聯(lián)合開展技術(shù)研發(fā)。目前，力神生產(chǎn)的新能源汽車動力電池在技術(shù)上已經(jīng)得到了宇通、金龍、一汽、江淮等國內(nèi)外企業(yè)的認(rèn)可。

巨大的市場還吸引了國外廠商的加入。韓國LG化學(xué)公司在南京投資設(shè)立的新能源汽車電池工廠也于去年10月竣工，預(yù)計今年開始量產(chǎn)。南京工廠也成為LG化學(xué)設(shè)在全球的第三個汽車動力電池生產(chǎn)基地。其他兩家分別位于韓國吳倉和美國霍蘭德。

據(jù)LG化學(xué)方面透露，該公司已經(jīng)鎖定了中國“前10強(qiáng)”整車廠中大半數(shù)的客戶，包括了上汽、東風(fēng)、一汽等，產(chǎn)品覆蓋了從轎車到純電大巴的多種規(guī)格電池，新工廠2016年訂單量已經(jīng)提前鎖定。預(yù)計到2020年，在中國市場新能源汽車電池銷售額達(dá)12.7億美元。公司方面還表示，其產(chǎn)品除了技術(shù)優(yōu)勢外還有較強(qiáng)的價格競爭力。

未來巨量廢舊電池處置成隱憂

在新能源汽車電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時，也有越來越多人士擔(dān)心：廢棄的電池是否會對環(huán)境造成新的污染，從而抹殺了新能源汽車的環(huán)保初衷呢?

北京理工大學(xué)教授吳鋒就曾公開表示，1塊20克重的手機(jī)電池可使1平方公里土地污染50年左右，可以想見，如果是幾噸重的電動汽車動力電池廢棄在自然環(huán)境中，將會對環(huán)境造成更大的污染。

記者調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前大多數(shù)車企對消費(fèi)者承諾電池使用壽命和質(zhì)保大都在10年以內(nèi)。例如，比亞迪與戴姆勒合資生產(chǎn)的第一款純電動車騰勢續(xù)航里程達(dá)到300公里，騰勢所用電池是磷酸鐵鋰電池，官方保證在充放電4000次以后保存80%的電池容量，電池保修期為6年或15萬公里;特斯拉ModelS驅(qū)動裝置和電池組的保修條款為8年不限里程，只要用戶所購買的該汽車尚未超過8年時間，在驅(qū)動裝置和電池組出現(xiàn)問題后，都可以享受免費(fèi)保修服務(wù)。

不過，隨著近幾年新能源汽車市場銷售的火熱，大約在5年以后就將出現(xiàn)大量換電需求，尤其是使用頻率較高的電池組，如出租車、公交車，需求產(chǎn)生可能將更快。據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心預(yù)測，到2020年，我國電動汽車動力電池累計報廢量將達(dá)到12萬到17萬噸。

在廢舊電池處置上，再利用是一條重要渠道。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，動力電池報廢后除了化學(xué)活性下降外，電池內(nèi)部的化學(xué)成分并沒有改變，只是充放電性能已不能滿足車輛的動力需求，但完全可以用于比汽車的電能要求低的地方。

德國戴姆勒公司就聯(lián)合多家相關(guān)背景的企業(yè)成立了合資公司，著手建立全世界最大的退役電池儲能電站，用于平衡整個德國的電網(wǎng)壓力。預(yù)期打造的儲能電站容量為13兆瓦時，儲能裝置全部來自退役的smart電動版的動力電池。

值得注意的是，目前行業(yè)討論比較多的是新能源汽車廢舊電池的梯次利用。這些電池在被淘汰后還可利用在儲能或者相關(guān)的供電基站以及路燈、低速電動車身上，最后進(jìn)入回收體系，目前看這是一條比較現(xiàn)實(shí)的處置方式。

此前，通用汽車就曾提出，將電動車電池用于電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)二次利用。上海交大汽車工程研究院副院長殷承良對此認(rèn)為，動力電池的梯次利用一方面可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能，另一方面，如果梯次利用得到普及，無疑將極大地降低新能源汽車的成本。

不過有反對的聲音認(rèn)為，這些廢舊電池大規(guī)模利用的前提是型號一致，且有足夠多的數(shù)量，但其還面臨著商業(yè)模式是否能夠盈利的考量。相對而言，在小規(guī)模的家庭單位儲能更容易實(shí)現(xiàn)。

淘汰高峰即將到來

技術(shù)瓶頸待突破

我國作為新能源汽車推廣大國，今后面臨廢舊電池處置問題將更為突出。隨著淘汰高峰期即將來臨，這一問題的解決帶有一定緊迫性。

不過，當(dāng)前各生產(chǎn)廠商更專注于擴(kuò)充產(chǎn)能，增加銷量，對于電池回收的積極性并不高。而且，產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍在初期，整個新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈尚未完全形成閉環(huán)，回收之后的處理技術(shù)其實(shí)也不完善。尤其是還沒有國內(nèi)企業(yè)探索出回收利用后經(jīng)濟(jì)效益顯著的商業(yè)案例，對其他企業(yè)尚不能形成示范效應(yīng)。

此外，環(huán)保對電池回收再利用的約束性也越來越強(qiáng)。如果技術(shù)不成熟，被動回收企業(yè)可能會付出更高的后續(xù)成本，這也影響了其參與的積極性。

由這些電池的生產(chǎn)商或新能源汽車銷售商回收，某種程度上更為現(xiàn)實(shí)。為了鼓勵生產(chǎn)企業(yè)回收動力電池，不少地方政府也開始積極探索。例如，上海曾出臺政策表示，車企回收動力電池政府將補(bǔ)助每套1000元;深圳則建立動力電池利用和回收體系，每賣一輛車廠商拿出600元、政府拿出300元，用于回收動力電池，初步建立電池回收的機(jī)制。

專家表示，我國當(dāng)前關(guān)鍵是突破廢舊動力電池處置的技術(shù)瓶頸，找到一條既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)的可行路徑。通過開發(fā)可行的商業(yè)模式，為今后大規(guī)模處置提供解決方案。

當(dāng)前，要促成動力電池的回收再利用，可先行探索統(tǒng)一電池的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為今后大規(guī)模串聯(lián)組合奠定基礎(chǔ)。在此方面，相關(guān)部門可以牽頭制定參考性標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化動力電池。同時還可以鼓勵企業(yè)主動而為，通過配套的財稅政策進(jìn)行引導(dǎo)，鼓勵企業(yè)進(jìn)行投入和嘗試。

值得注意的是，國外一些廢舊動力電池處置技術(shù)越來越成熟，有的技術(shù)或設(shè)計思路本身值得借鑒。本田和日本重化學(xué)工業(yè)株式會社就共同開發(fā)了鎳氫電池回收量產(chǎn)工藝，從失效產(chǎn)品里面提取混合稀土氧化物，進(jìn)一步熔鹽電解為可直接用于制備鎳氫電池負(fù)極材料的混合稀土金屬。這一方式相比從礦山開采的稀土更具有成本和組分優(yōu)勢。此外，通過熔鹽電解獲得混合稀土進(jìn)行直接應(yīng)用，也避免了進(jìn)行復(fù)雜的稀土分離提純，縮短了傳統(tǒng)回收工藝流程。這種循環(huán)再利用的處理模式可能會成為今后處理電子電器廢棄物的主要回收方式。