文 / 中國汽車工業協會行業發展部業務主任 蒿繼深
動力電池回收作為新能源汽車全產業鏈上的最后一塊拼圖,世界主要汽車生產大國都非常重視。我國新能源汽車處于全球領先地位,要把這種優勢轉化為解決動力電池回收問題的技術優勢和產業優勢。
近年我國新能源汽車銷量高速增長,從2015年的33.1 萬輛增長至2022 年的688.7 萬輛;動力電池裝機量也迅速攀升,從2015 年的16.5GWh增長至2022 年的294.6GWh,增長了近17 倍。然而動力電池并不像傳統的內燃機擁有和車輛幾乎相同的使用壽命,電池容量隨著長期的循環使用逐漸衰減,衰減超過20%就不能滿足電動汽車的功能,面臨著退役回收。目前我國動力電池主要分為磷酸鐵鋰電池和三元材料電池,由于正極材料和技術水平的差異,電池使用壽命大約5-8 年。我國新能源汽車自2015 年開始放量增長,按照壽命預期,2021 年我國動力電池迎來退役潮,并且隨著新能源汽車的發展,退役電池的規模將會迅速增長。

2013—2022年新能源汽車銷量及增長率
毫無疑問,如果不妥善處理退役動力電池,將會造成嚴重的環境污染和巨大的資源浪費。
第一,動力電池正極包含鎳、鈷、錳等重金屬元素,可以污染水源和土壤,最終通過生物富集影響人類的食品安全;電解液組成成分LiAsF6、LiPF6 等氟化物鋰鹽毒性極大,水解后形成的HF對環境保護造成極大破壞。因此,對廢舊動力電池進行集中無害化處理、回收其中的金屬材料,是確保人類健康和環境可持續發展的重要舉措。
第二,動力電池中的鋰、鈷、鎳、錳等元素,仍具備極高的再生利用價值,不進行有效回收將造成巨大的浪費。隨著我國新能源汽車的高速發展,動力電池等原材料的價格也一路飆漲,從2021 年開始,鋰價格一度進入史詩級別的上漲,一年內上漲超過10 倍。因此,對于廢舊動力電池進行回收,實現對鋰、鈷、鎳、錳等金屬材料的再利用,可以創造較高的回收收益。
第三,動力電池回收再利用能夠有效緩解我國電池原材料的進口依存。鈷在我國是稀缺資源,在全球占比不超過10%,但近幾年占比更是呈現逐漸下降趨勢。我國鋰資源相對豐富,但絕大多數鋰分布在青海與西藏鹽湖,自然環境惡劣,基礎設施落后,開采困難,實際上對外依存度非常高。因此,通過對電池金屬的循環利用,將能有效緩解我國鋰鎳鈷資源的供給約束,保障產業鏈安全穩定,具有極高戰略意義。
第四,動力電池原材料礦產的開發和生產造成大量碳排放,實現動力電池回收可以降低對礦產開發的依賴,有效節能減排,降低新能源汽車全生命周期的碳排放,更加符合“雙碳”目標。
動力電池退役后一般由消費者直接將電池返還給4S 店或回收網點。網點將電池銷售給合作的電池回收企業用于梯次利用或拆解回收。磷酸鐵鋰電池具備更長的循環壽命、更好的安全性、更耐高溫,在容量下降至80%以下后仍然能夠保持較好的電化學性能,仍然具備一定的儲能價值,更符合梯次利用要求。三元鋰電池容量下降至80%以下,將以更快的速度衰減,因此其梯次利用回收價值較弱。
三元材料電池包含鋰、鈷、鎳等多種金屬,通過再生利用工藝對廢舊動力電池中的鋰、鎳、鈷、錳等電池金屬進行提取回收,實現資源循環。近年來電池原材料價格高漲,三元材料電池的拆解回收價值十分可觀。
目前電池再生利用工藝主要分為濕法回收和熱法回收,濕法回收工藝成熟,對設備和操作要求低,產品純度高,回收效率較高,但污染比較嚴重,需要一定治理成本,是目前主流的回收工藝。熱法回收的工藝流程較短且適合對大規模的廢舊電池進行處理,但能耗非常高,不太符合低碳發展的未來趨勢。
動力電池回收市場前景十分廣闊,社會資本加速涌入動力電池回收行業,企業數量快速增長,有關數據表明我國動力電池回收企業已經過萬。但大部分企業以“小作坊”為主,資金力量薄弱,設備落后,主要靠人力拆解,回收效率低,浪費嚴重;同時難以承擔環保成本,污染嚴重。“小作坊”企業無序競爭,行業呈現“小、散、亂”的發展現狀,導致大量退役電池流向了非正規渠道,給環境造成了較大壓力。
動力電池回收作為新能源汽車全產業鏈上的最后一塊拼圖,世界主要的汽車生產大國都非常重視,歐洲、美國都已出臺相關政策促進動力電池回收的發展。我國新能源汽車市場銷量處在全球領先地位,動力電池回收市場也一定先于歐美爆發。
我國高度重視動力電池的回收利用。2018 年,工信部等部門所發布的《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》,落實生產者責任延伸制度,由汽車生產企業承擔動力蓄電池回收的主體責任。2019 年,工信部頒發了《新能源汽車動力蓄電池回收服務網點建設和運營指南》,要求新能源汽車生產企業建立收集型回收服務網點。
據《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范條件》,工信部分別從企業布局與項目選址、技術裝備與工藝、資源綜合利用及能耗、環境保護、產品質量和職業教育、安全生產與職工健康六個方面對動力電池綜合利用企業提出了規范要求,明確要求動力電池鎳、鈷、錳的綜合回收率應不低于98%,鋰的回收率不低于85%,稀土等其他主要有價金屬綜合回收率不低于97%。
在多個國家政策約束下,鋰電回收行業逐步走向規范,技術先進、設備領先、環保優秀的骨干企業將會受到政策支持發展壯大。工信部從2018 年開始公布符合《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范條件》的動力電池回收再利用白名單企業,截至2022 年,已經發布四批,總計超80 家。
動力電池回收作為新能源汽車全產業鏈上的最后一塊拼圖,世界主要的汽車生產大國都非常重視,歐洲、美國都已出臺相關政策促進動力電池回收的發展。我國新能源汽車市場銷量處在全球領先地位,動力電池回收市場也一定先于歐美爆發。
我們要努力把握住先發優勢,大力解決阻礙動力電池回收的各項問題,將市場優勢轉換為技術優勢、產業優勢。
第一,加強梯次利用動力電池模組和接口的標準化,便于回收后的拆解、測試和梯次使用,加快出臺一批動力電池回收利用國家標準、行業標準,抓好標準貫徹落實,強化標準引領支撐。
第二,加強電池回收技術研發,提高電池拆解和材料分選的自動化水平,提升規模化水平和拆解黑粉的回收率,持續提高各金屬元素回收率。
第三,落實生產者責任延伸制度,完善回收網絡,推動動力電池生產企業、新能源汽車生產企業、第三方動力電池回收利用企業等重要主體合作,實現動力電池的高效、規范回收。
第四,規范電池回收行業,嚴格監管企業的環保和能耗情況,逐步清除“黑作坊企業”,培育壯大梯次和再生利用骨干企業,推動資源要素向優勢企業聚攏。
總之,我們要努力把握動力電池回收再利用的關鍵窗口期,積極提高產業的技術水平和規模化水平,引導產業規范化發展,占據動力電池回收利用的制高點,進一步深化我國新能源汽車全產業鏈領先優勢。