首批新能源汽車電池面臨“退役”：回收利用不簡(jiǎn)單
隨著政策和市場(chǎng)的雙驅(qū)動(dòng)，過去10年，我國(guó)新能源汽車市場(chǎng)經(jīng)歷了爆發(fā)式增長(zhǎng)。然而，不容忽視的是，首批新能源汽車動(dòng)力蓄電池已處于老齡，一輪動(dòng)力電池“退役潮”即將到來(lái)。
按照一般整車廠電池8年衰減20%的質(zhì)保能力，我國(guó)從2017年開始迎來(lái)新能源車動(dòng)力電池退役數(shù)量的快速增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)2025年退役電池將達(dá)到93億瓦時(shí)，每年退役電池?cái)?shù)量增長(zhǎng)將超過100萬(wàn)量級(jí)。由此將帶來(lái)巨大的梯次利用潛在市場(chǎng)價(jià)值。若退役電池按照先梯次后再生的方式進(jìn)行回收利用，據(jù)測(cè)算，到2025年其市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)將達(dá)379億元。
眾所周知，電池含有多種重金屬元素，處理不當(dāng)將產(chǎn)生環(huán)境危害。當(dāng)廢舊動(dòng)力電池龐大的潛在市場(chǎng)規(guī)模，遇到尚需完善的回收利用市場(chǎng)體系，會(huì)發(fā)生什么?又有哪些“堵點(diǎn)”亟待打通?
1、一只“退役”動(dòng)力電池的價(jià)值和風(fēng)險(xiǎn)
按照新能源汽車國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)力電池常常剩余80%余能即可“退役”。這使得動(dòng)力電池從車輛“退役”后，仍然具有較大的利用價(jià)值，這既形成了一個(gè)潛力巨大的市場(chǎng)，也意味著一定的環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。
“一般來(lái)講，動(dòng)力電池5～8年使用壽命結(jié)束后，我們鼓勵(lì)‘退役’電池的梯次使用。電池雖然續(xù)航里程減少，滿足不了車用，但可以被回收用在其他儲(chǔ)能需求方面，仍然可以繼續(xù)‘服役’一段時(shí)間，后續(xù)還可以選擇電池的再生利用。”內(nèi)蒙古師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院副教授賈晶春介紹。
湖南工程學(xué)院材料化學(xué)專業(yè)副教授劉萬(wàn)民告訴記者：“‘退役’動(dòng)力電池可廣泛用于電力系統(tǒng)儲(chǔ)能、通信基站備用電源、低速電動(dòng)車及小型分布式家庭儲(chǔ)能、風(fēng)光互補(bǔ)、電動(dòng)叉車等領(lǐng)域。一般可用到電池初始容量的60%左右，根據(jù)使用場(chǎng)景的不同，使用壽命可從數(shù)月到數(shù)年。”
仍然具有長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的使用價(jià)值，使得“先梯次利用，后再生回收”成為“退役”動(dòng)力電池的首選回收利用方案。梯次利用是指讓“退役”的動(dòng)力電池應(yīng)用于其他領(lǐng)域。再生利用則是對(duì)“退役”電池進(jìn)行拆解、破碎、篩選，利用浸出濕法冶金或火法冶金等工藝，提取電池中的鋰、鈷、鎳等金屬元素，并用于二次電池生產(chǎn)。
記者了解到，動(dòng)力電池中含有鋰、鈷、錳、鎳等金屬元素，原材料成本占總成本的50%~70%，動(dòng)力電池所消耗的鋰鹽和鈷鹽已經(jīng)成為鋰、鈷所有應(yīng)用領(lǐng)域中的最大占比。伴隨著一次資源的快速消耗，二次資源的回收理應(yīng)達(dá)到相應(yīng)水平。自《全國(guó)礦產(chǎn)資源規(guī)劃(2016-2020年)》發(fā)布，我國(guó)已將稀土金屬礦產(chǎn)作為戰(zhàn)略資源進(jìn)行儲(chǔ)備，因此，對(duì)于動(dòng)力電池中的金屬元素進(jìn)行回收，不僅可以更好地發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，也能有效緩解我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)此類資源的對(duì)外依存度。
然而，賈晶春同時(shí)指出，鋰電池組裝含有鋰等重金屬，部分電池使用有機(jī)電解質(zhì)、有機(jī)隔膜，不同于傳統(tǒng)鉛酸電池的簡(jiǎn)單回收利用方式，鋰離子電池的金屬回收利用工藝相對(duì)復(fù)雜，一旦操作不當(dāng)，這些重金屬和有機(jī)電解質(zhì)等將給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重威脅。
“電池被拆解后，我們一般采用濕法冶金或火法冶金的方法回收利用其中的鋰、鎳、鈷等金屬元素。不當(dāng)拆解會(huì)導(dǎo)致安全、環(huán)境與資源等多方面問題。從安全層面看，存在觸電、短路燃爆和氫氟酸腐蝕等隱患。從環(huán)境層面看，存在鈷、鎳等重金屬污染、氟污染和電池隔膜造成的白色污染。從資源層面看，存在鋰、鎳、鈷等高價(jià)資源的浪費(fèi)。”劉萬(wàn)民說(shuō)。
2、電池回收利用企業(yè)面臨三大挑戰(zhàn)
盡管回收利用潛力巨大，但目前，在動(dòng)力電池回收市場(chǎng)中尚無(wú)領(lǐng)軍型企業(yè)，甚至產(chǎn)生了一些亂象。此前有媒體報(bào)道，不少主機(jī)廠家已經(jīng)建立了電池回收業(yè)務(wù)。但部分動(dòng)力電池沒有流入正規(guī)渠道，反而是被無(wú)資質(zhì)、高污染的小廠高價(jià)收購(gòu)、不當(dāng)處理，造成了環(huán)境二次污染的隱患。為何會(huì)如此?
“第一，目前，新能源汽車用戶對(duì)動(dòng)力電池回收意識(shí)還不夠強(qiáng);第二，一些小作坊的回收價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正規(guī)回收企業(yè)的價(jià)格;第三，回收電池的企業(yè)資質(zhì)要求較高，導(dǎo)致正規(guī)回收企業(yè)數(shù)量有限;第四，再利用技術(shù)不成熟，回用商業(yè)模式缺乏創(chuàng)新。”劉萬(wàn)民分析。
其中，梯次利用和回收的難度最大。雖然我國(guó)已經(jīng)成為全球新能源汽車發(fā)展最好的國(guó)家，但是動(dòng)力電池仍是一門新技術(shù)。在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，對(duì)于電池回收利用，企業(yè)尚面臨三大挑戰(zhàn)：電池拆解不便、電池健康度殘值未知、經(jīng)濟(jì)效益較低。
“退役”電池復(fù)雜性高，不同的動(dòng)力電池內(nèi)外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模組連接方式和工藝技術(shù)各不相同，僅外形就有方形、圓柱形、軟包等多種形狀。這直接導(dǎo)致了后期的拆解工作無(wú)法規(guī)模化作業(yè)，增加了拆解難度與人力成本。如果操作不當(dāng)，更可能會(huì)發(fā)生短路引起火災(zāi)或爆炸、漏液污染周邊環(huán)境、威脅從業(yè)人員健康等各種安全問題，導(dǎo)致人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
目前，部分“退役”的動(dòng)力電池使用情況并無(wú)數(shù)據(jù)記錄，僅有出廠時(shí)的原始數(shù)據(jù)，使用過程以及當(dāng)前狀態(tài)未知。在動(dòng)力電池進(jìn)行梯次利用之前，必須對(duì)每個(gè)模組進(jìn)行測(cè)試，此舉大幅提高了企業(yè)成本。同時(shí)，基于有限的數(shù)據(jù)，對(duì)剩余壽命的預(yù)測(cè)也不夠準(zhǔn)確，這無(wú)疑又會(huì)增加梯次利用產(chǎn)品的品質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。
以上一系列因素使得當(dāng)前回收利用動(dòng)力電池的經(jīng)濟(jì)效益不高。一位電池回收利用企業(yè)的工作人員告訴記者，小作坊在電池回收利用中，放棄了檢測(cè)、放電等多項(xiàng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時(shí)操作人員也未經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，因此在運(yùn)營(yíng)成本上較正規(guī)企業(yè)低許多，從而在議價(jià)權(quán)和電池收購(gòu)成本上有了更多空間，與正規(guī)企業(yè)產(chǎn)生了惡性競(jìng)爭(zhēng)。
3、動(dòng)力電池“身份證”維護(hù)追溯尚未暢通
事實(shí)上，早在2016年，我國(guó)已發(fā)布《生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度推行方案》，要求建立電動(dòng)汽車動(dòng)力電池回收利用體系。方案指出，電動(dòng)汽車及動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)負(fù)責(zé)建立廢舊電池回收網(wǎng)絡(luò)，利用售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)回收廢舊電池，統(tǒng)計(jì)并發(fā)布回收信息，確保廢舊電池規(guī)范回收利用和安全處置。動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)實(shí)行產(chǎn)品編碼，建立全生命周期追溯系統(tǒng)。
2018年7月31日，新能源汽車國(guó)家監(jiān)測(cè)與動(dòng)力蓄電池回收利用溯源綜合管理平臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱“國(guó)家溯源管理平臺(tái)”)啟動(dòng)應(yīng)用，該平臺(tái)由北京理工大學(xué)電動(dòng)車輛國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建，其主要功能是將動(dòng)力蓄電池生產(chǎn)、銷售、使用、報(bào)廢、回收、利用等全過程進(jìn)行信息采集并實(shí)施監(jiān)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池的來(lái)源可查、去向可追、節(jié)點(diǎn)可控。
目前，國(guó)家溯源平臺(tái)共收錄包括新能源乘用車、客車、專用車等在內(nèi)的560余萬(wàn)輛車輛信息數(shù)據(jù)，配套各類電池總量超過890萬(wàn)包，電池超過280億瓦時(shí)。涉及新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)290余家，電池企業(yè)180余家。
全生命周期追溯系統(tǒng)的建立，意味著每輛車的電池都有它自己的“身份證”。但為何還會(huì)發(fā)生電池流入小作坊的情況?有業(yè)內(nèi)人士指出，我國(guó)雖然建立了溯源管理系統(tǒng)，但由于缺乏強(qiáng)制性政策，企業(yè)在上報(bào)數(shù)據(jù)時(shí)存在信息嚴(yán)重滯后、不完整和追溯困難等問題。同時(shí)，目前的政策法規(guī)對(duì)車主如何處理電池并沒有約束力，這也給予了小作坊收購(gòu)動(dòng)力電池的可乘之機(jī)。
“2015年，我國(guó)的技術(shù)政策已經(jīng)明確提出，將建立動(dòng)力電池編碼制度。2018年版的《回收利用管理暫行辦法》提出需建立動(dòng)力電池溯源信息管理系統(tǒng)、編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)信息共享機(jī)制。但現(xiàn)實(shí)中，涉及的企業(yè)種類與數(shù)量眾多，比如電池生產(chǎn)企業(yè)、電池維修更換機(jī)構(gòu)、電池租賃企業(yè)、梯級(jí)利用企業(yè)等，電池使用周期長(zhǎng)達(dá)數(shù)年，編碼維護(hù)存在困難。”劉萬(wàn)民說(shuō)。
賈晶春則表示：“專業(yè)電池回收是一個(gè)大系統(tǒng)工程，如何進(jìn)行回收，需要各方面協(xié)調(diào)，特別是汽車生產(chǎn)企業(yè)、電池生產(chǎn)企業(yè)以及相關(guān)延伸產(chǎn)業(yè)的相互配合。一旦全周期中一個(gè)環(huán)節(jié)不通，必然會(huì)引起回收利用出現(xiàn)滯后與其他衍生的問題。”
4、電池回收利用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系仍需完善
截至2020年底，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)已發(fā)布5項(xiàng)車用電池回收利用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，基本形成了標(biāo)準(zhǔn)體系框架。此外，動(dòng)力電池的回收監(jiān)管政策、梯次行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)監(jiān)管體系也在完善之中。但也有業(yè)內(nèi)人士指出，目前出臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)大多為推薦性標(biāo)準(zhǔn)，在執(zhí)行過程中存在約束力不足、缺乏上位法等問題。
“目前新能源車主對(duì)于‘退役’電池如何處置，其實(shí)大部分人還是比較模糊的，有部分車企推出了電池更換，例如滿里程或者‘服役’時(shí)間，進(jìn)行電池更換回收。但是，新能源車大面積電池年限目前還沒有到來(lái)。”賈晶春說(shuō)，他指出，隨著時(shí)間推移，新能源車主會(huì)逐漸對(duì)如何正確處理動(dòng)力電池更有經(jīng)驗(yàn)。“目前我們應(yīng)建立相應(yīng)監(jiān)督與立法，保證使用完畢的電池能夠回到生產(chǎn)廠家或者回收企業(yè)。同時(shí)，電池生產(chǎn)與使用的監(jiān)督都要形成，出廠后溯源、使用跟蹤和使用完畢電池去向，都需要一整套的監(jiān)督機(jī)制。”
有不少業(yè)內(nèi)專家指出，加快動(dòng)力電池回收利用，除了加強(qiáng)生產(chǎn)者延伸制度的落實(shí)外，未來(lái)仍有三方面工作需要繼續(xù)完善：一要加強(qiáng)宣傳，提高消費(fèi)者的環(huán)保意識(shí);二要制定政策，補(bǔ)貼或者獎(jiǎng)勵(lì)積極參與電池回收利用的企業(yè)，同時(shí)打擊不合規(guī)的回收;三是加快企業(yè)的智能化設(shè)備改造，提高電池回收利用效率，通過規(guī)模效益降低回收成本，提高企業(yè)的議價(jià)能力，為企業(yè)的正常運(yùn)營(yíng)提供有效保障，由此從根本上解決成本高、利潤(rùn)低的行業(yè)難題，引導(dǎo)電池回收利用進(jìn)一步規(guī)范。
有多少電池上線就有多少電池要“退役”，動(dòng)力電池回收利用作為未來(lái)新能源車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要一環(huán)，健康規(guī)范發(fā)展至關(guān)重要。
今年的政府工作報(bào)告提到，將加快建設(shè)動(dòng)力電池回收利用體系。從國(guó)家層面，我國(guó)已加快開展動(dòng)力電池回收利用立法進(jìn)程。此外，記者了解到，2021年3月29日，全國(guó)新能源汽車“退役”動(dòng)力電池評(píng)估及交易平臺(tái)(又稱電池之家)在廣東省佛山市成立。
該平臺(tái)將聚合電動(dòng)車輛國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家電池溯源監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)及新能源電池回收利用專業(yè)委員會(huì)等方面的資源，致力于把電池利用率最大化，將基于區(qū)塊鏈技術(shù)，為新能源汽車企業(yè)提供大數(shù)據(jù)動(dòng)力電池性能評(píng)估、線下實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)和動(dòng)力電池線上交易等多項(xiàng)服務(wù)，也將有望助力破解動(dòng)力電池回收利用環(huán)節(jié)存在的回收難、銷售渠道受限、缺乏快速性能檢測(cè)技術(shù)等行業(yè)難題。(記者 李玉蘭 杜冰)
