首批新能源汽車電池面臨“退役”：回收利用不簡單
隨著政策和市場的雙驅(qū)動，過去10年，我國新能源汽車市場經(jīng)歷了爆發(fā)式增長。然而，不容忽視的是，首批新能源汽車動力蓄電池已處于老齡，一輪動力電池“退役潮”即將到來。
按照一般整車廠電池8年衰減20%的質(zhì)保能力，我國從2017年開始迎來新能源車動力電池退役數(shù)量的快速增長。預(yù)計2025年退役電池將達到93億瓦時，每年退役電池數(shù)量增長將超過100萬量級。由此將帶來巨大的梯次利用潛在市場價值。若退役電池按照先梯次后再生的方式進行回收利用，據(jù)測算，到2025年其市場規(guī)模合計將達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)廢舊動力電池龐大的潛在市場規(guī)模，遇到尚需完善的回收利用市場體系，會發(fā)生什么?又有哪些“堵點”亟待打通?
1、一只“退役”動力電池的價值和風(fēng)險
按照新能源汽車國家標(biāo)準(zhǔn)，動力電池常常剩余80%余能即可“退役”。這使得動力電池從車輛“退役”后，仍然具有較大的利用價值，這既形成了一個潛力巨大的市場，也意味著一定的環(huán)保風(fēng)險。
“一般來講，動力電池5～8年使用壽命結(jié)束后，我們鼓勵‘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能需求方面，仍然可以繼續(xù)‘服役’一段時間，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)副教授劉萬民告訴記者：“‘退役’動力電池可廣泛用于電力系統(tǒng)儲能、通信基站備用電源、低速電動車及小型分布式家庭儲能、風(fēng)光互補、電動叉車等領(lǐng)域。一般可用到電池初始容量的60%左右，根據(jù)使用場景的不同，使用壽命可從數(shù)月到數(shù)年。”
仍然具有長達數(shù)年的使用價值，使得“先梯次利用，后再生回收”成為“退役”動力電池的首選回收利用方案。梯次利用是指讓“退役”的動力電池應(yīng)用于其他領(lǐng)域。再生利用則是對“退役”電池進行拆解、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)達到相應(yīng)水平。自《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃(2016-2020年)》發(fā)布，我國已將稀土金屬礦產(chǎn)作為戰(zhàn)略資源進行儲備，因此，對于動力電池中的金屬元素進行回收，不僅可以更好地發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，也能有效緩解我國長期以來對此類資源的對外依存度。
然而，賈晶春同時指出，鋰電池組裝含有鋰等重金屬，部分電池使用有機電解質(zhì)、有機隔膜，不同于傳統(tǒng)鉛酸電池的簡單回收利用方式，鋰離子電池的金屬回收利用工藝相對復(fù)雜，一旦操作不當(dāng)，這些重金屬和有機電解質(zhì)等將給環(huán)境帶來嚴(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、鈷等高價資源的浪費。”劉萬民說。
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，在動力電池回收市場中尚無領(lǐng)軍型企業(yè)，甚至產(chǎn)生了一些亂象。此前有媒體報道，不少主機廠家已經(jīng)建立了電池回收業(yè)務(wù)。但部分動力電池沒有流入正規(guī)渠道，反而是被無資質(zhì)、高污染的小廠高價收購、不當(dāng)處理，造成了環(huán)境二次污染的隱患。為何會如此?
“第一，目前，新能源汽車用戶對動力電池回收意識還不夠強;第二，一些小作坊的回收價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正規(guī)回收企業(yè)的價格;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。”劉萬民分析。
其中，梯次利用和回收的難度最大。雖然我國已經(jīng)成為全球新能源汽車發(fā)展最好的國家，但是動力電池仍是一門新技術(shù)。在業(yè)內(nèi)人士看來，對于電池回收利用，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)濟效益較低。
“退役”電池復(fù)雜性高，不同的動力電池內(nèi)外部結(jié)構(gòu)設(shè)計、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法規(guī)?；鳂I(yè)，增加了拆解難度與人力成本。如果操作不當(dāng)，更可能會發(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)致人員傷亡和財產(chǎn)損失。
目前，部分“退役”的動力電池使用情況并無數(shù)據(jù)記錄，僅有出廠時的原始數(shù)據(jù)，使用過程以及當(dāng)前狀態(tài)未知。在動力電池進行梯次利用之前，必須對每個模組進行測試，此舉大幅提高了企業(yè)成本。同時，基于有限的數(shù)據(jù)，對剩余壽命的預(yù)測也不夠準(zhǔn)確，這無疑又會增加梯次利用產(chǎn)品的品質(zhì)風(fēng)險。
以上一系列因素使得當(dāng)前回收利用動力電池的經(jīng)濟效益不高。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、放電等多項關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時操作人員也未經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，因此在運營成本上較正規(guī)企業(yè)低許多，從而在議價權(quán)和電池收購成本上有了更多空間，與正規(guī)企業(yè)產(chǎn)生了惡性競爭。
3、動力電池“身份證”維護追溯尚未暢通
事實上，早在2016年，我國已發(fā)布《生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度推行方案》，要求建立電動汽車動力電池回收利用體系。方案指出，電動汽車及動力電池生產(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。動力電池生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)實行產(chǎn)品編碼，建立全生命周期追溯系統(tǒng)。
2018年7月31日，新能源汽車國家監(jiān)測與動力蓄電池回收利用溯源綜合管理平臺(以下簡稱“國家溯源管理平臺”)啟動應(yīng)用，該平臺由北京理工大學(xué)電動車輛國家工程實驗室構(gòu)建，其主要功能是將動力蓄電池生產(chǎn)、銷售、使用、報廢、回收、利用等全過程進行信息采集并實施監(jiān)測，從而實現(xiàn)動力電池的來源可查、去向可追、節(jié)點可控。
目前，國家溯源平臺共收錄包括新能源乘用車、客車、專用車等在內(nèi)的560余萬輛車輛信息數(shù)據(jù)，配套各類電池總量超過890萬包，電池超過280億瓦時。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”。但為何還會發(fā)生電池流入小作坊的情況?有業(yè)內(nèi)人士指出，我國雖然建立了溯源管理系統(tǒng)，但由于缺乏強制性政策，企業(yè)在上報數(shù)據(jù)時存在信息嚴(yán)重滯后、不完整和追溯困難等問題。同時，目前的政策法規(guī)對車主如何處理電池并沒有約束力，這也給予了小作坊收購動力電池的可乘之機。
“2015年，我國的技術(shù)政策已經(jīng)明確提出，將建立動力電池編碼制度。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)信息共享機制。但現(xiàn)實中，涉及的企業(yè)種類與數(shù)量眾多，比如電池生產(chǎn)企業(yè)、電池維修更換機構(gòu)、電池租賃企業(yè)、梯級利用企業(yè)等，電池使用周期長達數(shù)年，編碼維護存在困難。”劉萬民說。
賈晶春則表示：“專業(yè)電池回收是一個大系統(tǒng)工程，如何進行回收，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。一旦全周期中一個環(huán)節(jié)不通，必然會引起回收利用出現(xiàn)滯后與其他衍生的問題。”
4、電池回收利用的國家標(biāo)準(zhǔn)體系仍需完善
截至2020年底，我國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會已發(fā)布5項車用電池回收利用的國家標(biāo)準(zhǔn)，基本形成了標(biāo)準(zhǔn)體系框架。此外，動力電池的回收監(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。
“目前新能源車主對于‘退役’電池如何處置，其實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’時間，進行電池更換回收。但是，新能源車大面積電池年限目前還沒有到來。”賈晶春說，他指出，隨著時間推移，新能源車主會逐漸對如何正確處理動力電池更有經(jīng)驗。“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，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)督機制。”
有不少業(yè)內(nèi)專家指出，加快動力電池回收利用，除了加強生產(chǎn)者延伸制度的落實外，未來仍有三方面工作需要繼續(xù)完善：一要加強宣傳，提高消費者的環(huán)保意識;二要制定政策，補貼或者獎勵積極參與電池回收利用的企業(yè)，同時打擊不合規(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)的議價能力，為企業(yè)的正常運營提供有效保障，由此從根本上解決成本高、利潤低的行業(yè)難題，引導(dǎo)電池回收利用進一步規(guī)范。
有多少電池上線就有多少電池要“退役”，動力電池回收利用作為未來新能源車產(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。
今年的政府工作報告提到，將加快建設(shè)動力電池回收利用體系。從國家層面，我國已加快開展動力電池回收利用立法進程。此外，記者了解到，2021年3月29日，全國新能源汽車“退役”動力電池評估及交易平臺(又稱電池之家)在廣東省佛山市成立。
該平臺將聚合電動車輛國家工程實驗室、國家電池溯源監(jiān)測管理平臺及新能源電池回收利用專業(yè)委員會等方面的資源，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)動力電池性能評估、線下實驗室檢測和動力電池線上交易等多項服務(wù)，也將有望助力破解動力電池回收利用環(huán)節(jié)存在的回收難、銷售渠道受限、缺乏快速性能檢測技術(shù)等行業(yè)難題。(記者 李玉蘭 杜冰)
