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動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的缺失之環(huán):電池回收

來源:新能源網(wǎng)
時(shí)間:2016-07-12 10:03:14
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動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的缺失之環(huán):電池回收新能源汽車發(fā)展帶動(dòng)了動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展,產(chǎn)能在2014年~2015年之間增長了很多倍。2015年電池產(chǎn)業(yè)投資大概是1千億元,在建、核建的產(chǎn)能180

新能源汽車發(fā)展帶動(dòng)了動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展,產(chǎn)能在2014年~2015年之間增長了很多倍。2015年電池產(chǎn)業(yè)投資大概是1千億元,在建、核建的產(chǎn)能1800億瓦時(shí)。這么多電池,5、6年之后就進(jìn)入大規(guī)模淘汰期,誰來回收?回收產(chǎn)業(yè)在哪里?很遺憾,這兩個(gè)問題現(xiàn)在都沒有答案。

過去的一年里,中國又多了一項(xiàng)足以和整個(gè)世界匹敵的記錄:新能源車產(chǎn)銷量。2015年中國的新能源車產(chǎn)量達(dá)到34.05萬輛,而全球產(chǎn)量則剛剛超過50萬輛。銷量達(dá)到33.11萬輛,其中純電動(dòng)車產(chǎn)銷量分別達(dá)到25.46萬輛和24.75萬輛(其余為插電式混動(dòng))。新能源車市占率突破1%,不論按照任何標(biāo)準(zhǔn),新能源車痛苦的市場(chǎng)培育階段即將成為歷史,進(jìn)入大規(guī)模普及階段了。

一年產(chǎn)銷量超過之前所有年份的保有量,無疑算爆發(fā)式增長了。新能源車(其實(shí)就是電動(dòng)車為主)產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)迅速建立起來,動(dòng)力電池的生產(chǎn)進(jìn)入了前所未有的高峰期。

值得一提的是,商用車去年產(chǎn)量在10.25萬輛,其中6-8米的中巴車由占據(jù)了商用車的80%。后者依賴于中央轉(zhuǎn)移支付和地方財(cái)政補(bǔ)貼而出現(xiàn)“需求爆炸”的現(xiàn)象。而雖然商用車的絕對(duì)數(shù)字小于乘用車,但使用的電池?cái)?shù)量比例則倒過來:商用車使用了70%的動(dòng)力電池。

電池回收的技術(shù)路線不成熟

嚴(yán)格地說,動(dòng)力電池并不止這點(diǎn)壽命。而是因?yàn)?、6年之后,動(dòng)力電池的儲(chǔ)能將下降到80%左右,影響續(xù)航力和用戶體驗(yàn),這就到了該更換的時(shí)候了。而動(dòng)力電池的全壽命期,可能長達(dá)20年以上,比整車壽命更長。

其壽命期一般按照充放電次數(shù)來算,而電池的正負(fù)極不同,充放電次數(shù)存在很大差異。動(dòng)力電池先后經(jīng)歷了鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池及燃料電池(后者幾乎為豐田獨(dú)門技術(shù))。

鉛酸電池成本低、性能可靠、生產(chǎn)回收處理技術(shù)成熟,但受到比能量和循環(huán)次數(shù)等因素的影響,鉛酸電池主要應(yīng)用于低速短途車輛或輕度混合的電動(dòng)汽車中。即便使用不太頻繁(每天行駛距離不超過30公里),鉛酸電池的壽命也只有2年左右。而且在生產(chǎn)和回收處理環(huán)節(jié)會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染,鉛酸電池已經(jīng)被排除出動(dòng)力電池的主流陣容。

而鎳氫電池則被豐田、福特和通用等公司大力推廣。福特的Rmger純電動(dòng)車和豐田普銳斯混合動(dòng)力車等均采用鎳氫動(dòng)力電池,但該種電池的比能量值較低且儲(chǔ)氫難,一般應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車,作為輔助動(dòng)力,難以應(yīng)用于純電動(dòng)汽車

自2006年以來,真正大行其道的是能量密度最高的鋰離子動(dòng)力電池。如比亞迪大力鼓吹的磷酸鐵鋰電池。值得指出的是,比亞迪并未提供電池回收的技術(shù)手段。

至于燃料電池,據(jù)稱豐田已經(jīng)擁有了回收手段,但在我國短期內(nèi)不存在商業(yè)化的可能,因此,我們面臨的主要問題仍然是鋰離子動(dòng)力電池的回收利用難題。

就算只考慮鋰電池,電池種類也不少,導(dǎo)致回收的技術(shù)路線相當(dāng)復(fù)雜。電池必須先進(jìn)行預(yù)處理,包括放電、拆解、粉碎、分選。拆解之后的塑料和金屬殼體可以回收,但代價(jià)高昂:因?yàn)闅堄嚯妷喝匀桓哌_(dá)數(shù)百伏(不包括18650電池),有一定危險(xiǎn);電池殼體為了安全需要,封裝為不可自拆卸的形式,打開頗費(fèi)功夫。就預(yù)處理環(huán)節(jié)而言,肯定是賠本買賣。

就算是鋰電池,正極材料也是五花八門,主流的就有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、磷酸鐵鋰等。用酸堿溶液浸出,然后再經(jīng)過多種化工程序,對(duì)金屬氧化物進(jìn)行萃取。但這些氧化物的成分萃取條件不同,混合液更為棘手。事先按照正極材料對(duì)電池分類,成本也不低。

回收正極金屬,已經(jīng)是電池回收行當(dāng)中最有利可圖的一個(gè)環(huán)節(jié)。但是程序太過復(fù)雜,會(huì)算賬的企業(yè)都對(duì)之卻步,除非金屬價(jià)格高到2011年的份兒上?,F(xiàn)在大宗商品和有色金屬、稀土產(chǎn)品價(jià)格都在低谷徘徊,用這些方法回收金屬相當(dāng)不劃算,更別提事后麻煩更大的廢液處理。照目前的技術(shù)水準(zhǔn),單只廢液處理一項(xiàng),就足以吃掉可憐的回收金屬收益。

而負(fù)極材料都是石墨(硅電池只是試驗(yàn)室規(guī)模),該材料太便宜,只能做丟棄掩埋處理。幸好石墨本身并不污染環(huán)境,只占用空間。

在目前技術(shù)條件下,沒有公司會(huì)主動(dòng)投入回收產(chǎn)業(yè)。那么只剩下被動(dòng)應(yīng)付這一途徑了。

至于被寄予厚望的石墨烯、超級(jí)電容等電池方案,其最大優(yōu)點(diǎn)在于無須回收(也沒有什么值得回收的資源),廢棄不產(chǎn)生污染。但其技術(shù)難度可能仍然迫使我們使用現(xiàn)有的技術(shù)方案。

政策不是全能

從2014年起,動(dòng)力電池的生產(chǎn)就達(dá)到供不應(yīng)求的程度。這顯然源于政策和市場(chǎng)的雙重牽引作用。而回收產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在還處于散小亂差的程度。事實(shí)上,即便行業(yè)主管部門(發(fā)改委、工信部)都不清楚,現(xiàn)在成規(guī)模的動(dòng)力電池回收企業(yè)有哪些,回收能力如何。

造成這種局面的原因,自然在于目前的技術(shù)手段,尚無創(chuàng)造回收利潤的能力。也就是說,創(chuàng)造的新價(jià)值無法抵消回收花費(fèi)的成本。殺頭的生意有人做,賠本的買賣無人干。

最遲2020年,最早銷售的新能源車上的動(dòng)力電池都到了要更換的時(shí)候。鑒于目前新能源車的銷售形勢(shì),屆時(shí)需要處理的廢舊電池可能超過工信部目前的預(yù)計(jì)——12~17萬噸,可能突破20萬噸。

對(duì)于有效回收手段來說,垃圾只是放錯(cuò)位置的資源。但是兩手抓瞎的電動(dòng)汽車生產(chǎn)企業(yè)和動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)而言,這些垃圾恐怕更像定時(shí)炸彈。如果在4年內(nèi)還沒有建立“有利可圖”的回收產(chǎn)業(yè),廢電池就會(huì)像潮水一樣淹沒這些企業(yè)。

為什么這些企業(yè)首當(dāng)其沖?日前工信部和發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布的《電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池回收利用技術(shù)政策》(以下稱《政策》)第一次明確了責(zé)任主體,和治理污染的邏輯是一樣的:誰產(chǎn)出誰負(fù)責(zé),誰污染誰治理。

該游戲規(guī)則表明,至少在目前這個(gè)階段,從政府層面,還沒有把電池回收看做有利可圖的生意,而是不得不規(guī)定責(zé)任的麻煩。

《政策》對(duì)對(duì)廢舊動(dòng)力電池的收集、分類、貯存、運(yùn)輸、梯級(jí)利用、再生、監(jiān)督管理等環(huán)節(jié)都作出規(guī)定。貌似齊全,實(shí)則只明確了一件事:責(zé)任主體和追責(zé)方式,即建立了可追溯體系。

電池和電動(dòng)車整車生產(chǎn)廠家在幾年之內(nèi),就會(huì)看到潮水一樣的廢舊電池被源源不斷地運(yùn)回來——就像它們今天被賣出去一樣——當(dāng)然,不一樣的是,那時(shí)它們將成為燙手山芋。

但是,只靠行政命令和懲罰機(jī)制無法建立市場(chǎng)。《政策》中缺失的內(nèi)容恰恰對(duì)企業(yè)至關(guān)重要的:如何得利。

日企的經(jīng)驗(yàn)可供參照

直到今天,日本沒有針對(duì)動(dòng)力電池的專門法規(guī)。但日本環(huán)保法規(guī)(《資源有效利用法》、《節(jié)能法》與《再生資源法》)明確的情況下,沒有理由單獨(dú)為動(dòng)力電池制訂一部法律。法律本身也不能解決技術(shù)問題。

日企在新能源車領(lǐng)域起步比我們?cè)缡畮啄?,豐田的普銳斯誕生于1997年。按照日本人極其重視垃圾回收(全國垃圾處理率達(dá)到100%)推理,日本應(yīng)在新能源車誕生5年內(nèi)建立動(dòng)力電池回收產(chǎn)業(yè)鏈,但實(shí)際上并沒有。

即便對(duì)于豐田而言,回收鎳氫電池(混動(dòng)車用動(dòng)力電池),同樣面臨無利可圖的困境。這是直到2011年才在本土啟動(dòng)回收鎳氫電池的項(xiàng)目的原因。

在本土,豐田與住友金屬合作,借助后者世界一流的高純度提取技術(shù),豐田實(shí)現(xiàn)了混合動(dòng)力車動(dòng)力電池中鎳的多次利用,該項(xiàng)業(yè)務(wù)可回收電池組中50%的鎳;同時(shí)豐田化學(xué)工程和住友金屬礦山配置了每年可回收相當(dāng)于1萬輛混合動(dòng)力車電池用量的專用生產(chǎn)線;而2012年,本田則與日本重化學(xué)工業(yè)公司合作,做了類似的事情。不過,本田回收項(xiàng)目可以回收超過80%的稀土金屬,用于制造新鎳氫電池。

在幾年前,混合動(dòng)力車電池中回收的鎳只能用來生產(chǎn)不銹鋼。隨著高精度鎳提取及分離技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在回收的鎳可以用來生產(chǎn)新電池。豐田已經(jīng)將鎳回收利用技術(shù)推廣到海外工廠。

回收電池雖然是責(zé)任所在。但日企也是依靠回收金屬(包括對(duì)日本來說極為寶貴的稀土元素),作為回收產(chǎn)業(yè)驅(qū)動(dòng)力。

在歐洲,豐田則表現(xiàn)出更積極的態(tài)度,這與歐洲更為苛刻的環(huán)保法規(guī)有關(guān)。豐田去年宣布,實(shí)現(xiàn)對(duì)混動(dòng)車電池100%的回收目標(biāo),之前回收率91%。

豐田同時(shí)延長SNAM公司(法國)、優(yōu)美科(Umicore)集團(tuán)(比利時(shí))合作關(guān)系,由后兩者分別對(duì)鎳氫電池和鋰電池進(jìn)行回收。而豐田(含雷克薩斯)自2000年起,已經(jīng)在歐洲累計(jì)銷售了85萬輛混動(dòng)車,比目前我國的新能源車車保有量還要大。

同時(shí),為了延長動(dòng)力電池的使用壽命,避免處理高峰的產(chǎn)能限制。豐田還推進(jìn)動(dòng)力電池梯次利用項(xiàng)目。去年,豐田將凱美瑞混合動(dòng)力車的廢舊電池用于黃石國家公園設(shè)施儲(chǔ)能供電。

日產(chǎn)也與住友合作,利用電動(dòng)車聆風(fēng)的廢舊鋰電池開發(fā)蓄電池系統(tǒng),作為太陽能發(fā)電的輔助儲(chǔ)能系統(tǒng),用于在夜晚和光照不足天氣下的獨(dú)立供電。

住友商事與日產(chǎn)合資成立的4R Energy公司,以電動(dòng)車EV廢舊鋰電池的商業(yè)再利用為目標(biāo),其公司成立5年來,已經(jīng)成為商業(yè)上最成功的鋰電池回收企業(yè)。

日企在全球梯次建立回收產(chǎn)業(yè)鏈的經(jīng)驗(yàn)表明,即便《政策》發(fā)布,盡管全社會(huì)都意識(shí)到電池回收產(chǎn)業(yè)建立迫在眉睫,但在2020年,我們成功地做到也是小概率事件。除非我們能夠引進(jìn)日本企業(yè)的技術(shù)(前提是對(duì)方愿意有代價(jià)分享),否則,建立的時(shí)間節(jié)點(diǎn)很可能推到10年之后——這時(shí)候廢舊電池早就在責(zé)任企業(yè)的后院堆積如山了。