張琪 劉張強
1國家節能中心 2中節能咨詢有限公司
2022年6月,歐洲化學品管理局向歐盟提交議案,擬將碳酸鋰、氯化鋰和氫氧化鋰列為對人體健康有害的材料。若提案通過,雖未直接禁止進口鋰材料,但鋰材料的生產加工和包裝存儲將面臨更嚴格的監管,增加相關企業的運營成本,進而對動力電池產業甚至汽車產業發展帶來深遠影響。同年8月,美國總統拜登簽署通過的《通貨膨脹削減法案》相關條款規定,在2024年之后,如果清潔汽車中含有“由有關外國實體(包括由中華人民共和國政府擁有、控制或受其管轄的公司)提取、加工或回收的任何關鍵礦物”,則該清潔汽車將沒有資格享受稅收抵免,這一規定雖未直接限制中國電池或礦物原材料進入美國市場,但減稅資格的取消勢必會對我國鋰電池行業在美國的布局產生一定阻力。11月2日,加拿大創新、科學和經濟發展部發布聲明稱,加拿大政府下令剝離外國公司對加拿大關鍵礦產公司的投資。除此之外,南美洲三大產鋰大國(阿根廷、玻利維亞、智利)也開始聯手成立一個“鋰佩克”組織,對全球鋰資源調配、鋰電池行業發展產生深遠影響。這一系列的政策都給我國鋰電池產業發展帶來障礙。
二十大報告中將“積極穩妥推進碳達峰碳中和,立足我國能源資源稟賦,堅持先立后破,有計劃分步驟實施碳達峰行動,深入推進能源革命,加強煤炭清潔高效利用,加快規劃建設新型能源體系,積極參與應對氣候變化全球治理。”作為未來的工作重點之一,鋰電池是新能源汽車的心臟,鋰電池產業的發展對我國能源綠色低碳轉型,實現碳達峰碳中和目標具有重要意義。可以預計,未來國內鋰資源需求、鋰電池生產量高速發展的現狀與未來歐美等國對我國鋰電池出口及海外布局的限制措施的執行都會給我國鋰電池產業帶來一定的沖擊和挑戰。居安思危,以此為契機,深入調研我國鋰電池產業發展的現狀,從中發現目前存在的問題,并對此提出有針對性的應對策略。
截至2020年底,我國鋰礦資源量1914t,約占全球5.48%,我國已探明鋰礦儲量位居全球第四,其中鹽湖鋰資源占全國資源儲量的70%左右,較大型的鹽湖主要分布于青藏一帶,可分為青海、西藏兩大湖區。青海柴達木盆地鹽湖的鹵水型鋰礦鎂鋰比較高,但提鋰技術尚未完全成熟,鋰礦的開采效率較低,且對環境的污染較嚴重;藏北地區鹽湖鹵水鋰礦鎂鋰比較低,提鋰技術趨于成熟,但受外部環境和地理位置制約開采難度大。
近年來,我國鋰電池行業實現高速增長,占據全球產能的70%以上。僅2022年上半年,全國鋰電池產量超過280GWh,同比增長150%,全行業收入突破4800億元。受到北美與歐洲汽車電動化趨勢加速的影響,我國生產的鋰電池有相當一部分出口海外市場。2022年上半年,我國鋰電池出口數量19.03億只,出口額達202.15億美元,增長53.7%。其中出口到美國、德國、韓國、越南、印度、荷蘭、日本、西班牙、波蘭等地,合計占出口總額的74.53%。
隨著近年來我國新能源汽車產業的快速發展,鋰電池退役量逐年走高,2020年我國動力電池退役總量達20萬t,市場規模已達24億元,據估計,2025年動力電池退役總量將升至約78萬t。目前我國退役鋰電池回收處理模式主要有兩種,一種是梯級利用,即車用動力電池的容量降低為80%后,將該電池應用于比汽車能量密度要求低的場合,如電動自行車、電動摩托車、儲能電池、通訊基站等;另一種是再生利用,對無法階梯利用的動力電池通過破碎、拆解和冶煉等一系列處理,提取出鎳、鈷、錳、鋰等重金屬以實現資源的再生利用。
鋰礦是我國重要的戰略資源。目前,我國鋰電池計劃產能較大,但國內鋰產業卻面臨著高鎂鋰比的鹽湖提鋰分離技術尚未完全成熟、硬巖鋰開采難度大的問題,需要從海外進口科技含量高、性能先進的深加工鋰產品,約有70%的鋰礦依賴于海外進口,其中澳大利亞進口比例達到60%。澳大利亞的鋰礦資源存在形式以鋰輝石為主,加上澳大利亞的勞動力成本高,總體開采成本較高,且影響因素復雜,鋰原料供應無法得到穩定的保障。
據工信部相關材料顯示,2022年是動力電池的“退役潮元年”。但目前廢舊鋰電池回收產業發展緩慢,行業中沒有旗艦型企業,大多數為規模小且不正規的“小作坊”式企業。這些企業存在廢鋰電池報廢回收處理程序不規范、回收處理工藝技術與設備不先進,廢氣廢水治理設備配置運行不完善等問題。部分企業在廠房簡陋、位置偏僻的地方手工拆解廢鋰電池,電解液揮發反應造成有害廢氣污染物排放量大,造成嚴重的環境污染風險。
一是動力電池能耗標準落后。現行《電池行業清潔生產評價指標體系》制定初期,主要考慮消費類鋰電池,但目前產量占比較大的是動力電池,容量相差較大,原有標準中的能耗指標不適合當前需求。二是動力電池規格過多。亟需制定標準,減少現行動力電池規格,以適應發展換電模式,匹配充電樁市場需求。三是缺乏梯次利用電池的安全性能指標與質保期確定等相關標準。制定梯次利用電池的安全性能、殘值等重要指標的評估方法和標準,以滿足其應用領域電池安全和性能的要求。
一是加大鋰電池清潔生產技術研發和推廣應用力度,研究發布清潔生產工作指南,開展清潔生產審核或認證工作,推動企業建立有效的職業健康安全管理體系,建設一批“綠色工廠”。二是推廣應用電池環境標志,普及電動汽車正確充放電指南,提高大眾健康環保意識。
一是積極擴大我國鋰礦產能建設,著力提升鋰礦開采技術和提取精度,通過開發國內鋰資源如青海鹽湖來填補鋰礦需求缺口和保障我國能源安全。二是通過積極與拉美鋰礦生產出口國謀求合作,解決各領域阻礙,尋求合適的方式填補我國對鋰礦巨大的需求。
廢舊鋰電池回收有助于不可再生資源的回收利用,要加快完善廢舊鋰電池回收體系。一是加強頂層設計,研究和完善鋰電池回收的政策法規、技術標準以及產業布局規劃。二是加強廢舊鋰電池回收再利用的關鍵共性清潔生產技術和工藝裝備技術攻關。三是建立和完善廢鋰電池收集、運輸、儲存、再生處理與安全管理規范。四是促進鋰電池回收產業的規模化發展,打造世界一流的鋰電池回收旗艦企業群,并且逐步廢除小作坊式的鋰電池回收產業模式,使鋰電池回收從目前的勞動密集型行業變成科技密集型產業。
建議建立鋰電池全生命周期健康環保標準體系,引領產業健康發展,有效應對歐盟綠色壁壘。一是制定鋰電池能耗標準,修訂完善《電池行業清潔生產評價指標體系》。二是完善鋰電池規格標準,適應電池市場和換電需求,規范充電樁市場需求。三是制定退役鋰電池梯次利用的標準,包括安全性標準、殘值評估方法,其他領域動力電池需求規格及梯次利用質保期等標準規范。
基于多方面研究,鎂、鋅、鈉等新型電池未來有望成為鋰電池的替代品或重要補充。鎂離子的理論體積能量密度幾乎是鋰的兩倍,鋅電池具有高安全性,鈉電池的制造設備和鋰電池的大部分相同,現有的鋰電池公司轉向制造鈉電池,生產成本大幅降低。建議建立推動其他新型電池快速發展的具體措施,引領我國的電池企業加大對于新型電池的研發力度,提前建立新型電池的性能、安全性與健康環保標準體系,規范我國新型電池的發展方向。