摘 要:隨著新能源汽車銷量以及保有量的大幅提升,動力電池也進入報廢的井噴期,廢舊動力電池的回收工作也進入快速發展階段。動力電池中含有大量的貴重金屬以及有害物質,對廢舊動力電池的回收不僅能夠實現資源的循環利用,構建新型資源利用方式,而且能夠有效降低其對環境的污染,是國家和地方實現雙碳目標的重要抓手之一。文章從國內外以及江西省動力電池發展現狀出發,結合其環境屬性和經濟屬性,對當前廢舊動力電池回收的技術和模式進行分析,指出當前江西省在廢舊動力電池回收方面面臨的問題,同時給出今后動力電池回收產業發展的一些建議。
關鍵詞:新能源汽車 廢舊動力電池 回收技術 回收模式 產業發展
1 緒論
隨著能源、環境問題的日益突出,以電能為主的新能源汽車,有助于減少石油等非可再生能源的使用,減少環境污染,逐步實現汽車尾氣零排放。國家發改委在《“十四五”循環經濟發展規劃》中指出,“十四五”時期我國要大力發展循環經濟,推進資源節約集約利用,構建資源循環型產業體系和廢舊物資循環利用體系,以實現保障國家資源安全,推動實現碳達峰、碳中和,促進生態文明建設的目標[1]。2023年,我國新能源汽車保有量達2041萬輛,占汽車總量的6.07%,預計到2025年我國新能源汽車動力電池退役量將接近80萬t[2]。廢舊動力電池中含有大量的貴重金屬和有害物質,隨意丟棄會造成資源的浪費和污染環境。因此,加強對動力電池回收產業體系的深入研究,對于實現循環經濟體系的建設和環境保護有著重大的意義[3]。
2 江西省廢舊動力電池回收現狀分析
2.1 國內外廢舊動力電池回收現狀
近年來國家出臺了一系列政策法規。2018年1月,為加強新能源汽車動力蓄電池回收利用管理,規范行業發展,推進資源綜合利用,工信部等七部門聯合制定了《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》[4]。2019年11月,工信部發布《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及梯次利用等企業,通過自建、共建、授權等方式建立回收服務網點[5]。2022年1月,工信部等八部門發布《關于加快推動工業資源綜合利用的實施方案》,明確指出需要完善廢舊動力電池回收利用體系,完善3kdMOgEQHBiXmMK6DpXDAhHO+dTqh6lCm5+U/3gB694=管理制度[6]。2023年1229日號,工信部公布《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范條件》企業名單(第五批)[7],公示了第五批廢舊動力電池綜合利用企業名單,共計21個省份68家企業。目的在于通過優秀的企業,帶動廢舊動力電池回收行業的發展。
國外動力電池回收也是以政府政策法規的支持為基礎,來完善廢舊動力電池的回收和循環再利用。美國通過兩手抓模式,一手抓企業,一手抓消費者,從而使動力電池在生產者和消費者之間都得到了很好的控制。德國在廢舊動力電池回收上,規定了生產企業需要起主導作用,通過企業、經銷商、消費者等形成多環節動力電池閉環路線[8]。日本通過建立“研發設計、生產制造、銷售服務、回收利用、資源循環”全產業鏈的閉環模式,實現對廢舊動力電池的回收再利用[9]。
2.2 江西省廢舊動力電池回收現狀
江西省作為第一批新能源汽車動力蓄電池回收利用試點地區,近年來也出臺了一系列政策法規。2022年10月,《做優做強我省鋰電新能源產業若干政策措施的通知》中,就明確指出積極開展動力電池回收利用試點,支持廢舊動力電池綜合利用企業進行規范化的梯次回收利用[10]。2023年7月,《江西省制造業重點產業鏈現代化“1269”行動計劃》中提出,持續完善廢舊動力電池回收利用體系建設,推動規范化梯次利用和高值化再生利用[11]。2024年5月,《關于促進我省鋰電新能源產業鏈高質量發展的若干措施》中提出,鞏固提升新能源汽車廢舊動力電池梯次利用和再生利用能力水平,積極引導相關企業申報符合《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范條件》企業[12]。從2018年贛州市豪鵬科技有限公司作為第一批廢舊動力蓄電池綜合利用企業至今,江西省共有19家企業被批準為符合新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用企業,其中梯次利用企業9家,再生利用企業10家。同時截至2024年5月,江西省共超過450個回收服務網點被納入工信部動力蓄電池回收服務網點信息庫。
3 廢舊動力電池回收的環境屬性和經濟屬性
3.1 環境屬性
廢舊動力電池如果隨意丟棄,不進行任何處理和回收,對環境會造成嚴重的污染。動力電池正極材料中含有鋰、鈷、鎳、錳等重金屬,這些重金屬遇水、酸、氧化劑會生成金屬氧化物,對環境造成重金屬污染。同時動力電池當中的電解液具有較強的腐蝕性,對環境的污染也不容忽視。其中碳酸二乙酯、碳酸二甲酯以及六氟磷酸鋰,很容易生成HF、P2O5等有害物質[13]。因此,對廢舊動力電池執行有計劃、完善的回收策略是減少動力電池對環境造成污染的重要手段。
3.2 經濟屬性
廢舊動力電池回收不僅實現資源的循環利用,推動資源利用方式的轉變,而且能夠助力產業發展升級,培育新興優勢產業。動力電池中含有大量的鎳、鈷、鋰、錳等金屬資源,而我們國家對這些資源的對外依存度比例都很高。2022年我國鎳、鈷、鋰對外依存度分別達到93%、98%和63%[14]。隨著新能汽車技術不斷發展,這些資源將變得更加稀缺。因此,實行廢舊動力電池回收政策,實現資源的循環利用,不但有助于解決我國稀缺資源供應問題,也是實現國家“碳達峰、碳中和”的重要抓手。
4 廢舊動力電池的再利用分析
4.1 技術分析
當前動力電池的回收利用主要包括梯次利用和再生利用兩方面。
梯次利用是將性能下降無法滿足新能源汽車需求的動力電池,經過檢測后用于對電池容量需求較低的場景。一般動力電池的容量降低到80%以下的時候,就只能做梯次利用。例如,在太陽能、風能等發電系統中,將退役下來的動力電池作為儲能單元應用,用以保障太陽能、風能發電穩定并網送電;在通信系統中,將動力電池作為基站、路燈等系統的儲能單元,用于保障基站和路燈等設備的穩定運行;在部分國家,退役動力電池還可以應用于電動車、三輪車等交通工具,從而使得動力電池的壽命得到有效的延長。
動力電池再生利用指的是,經過多方面評估,電池容量嚴重衰減,已經沒有使用價值,經過物理拆解、化學分解等手段,對動力電池中的鋰、鈷、鎳、錳等貴重金屬進行再提取,循環利用。目前國內使用的方法以濕法冶金為主,通過化學溶劑將需求的金屬元素分離出來;國外主要以火法冶金為主,通過高溫爐的煅燒,去除不需要的物質,最后通過萃取/浸出等手段,得到需要的貴重金屬。
4.2 模式分析
自主回收。自主回收主要區分為電池制造商回收和電動汽車生產商回收兩種模式。自主回收模式下的動力電池制造商或者電動汽車生產商,可以依托于他們已有的銷售網絡來搭建回收體系。其優點在于不需要再專門搭建回收網絡,依托現有的銷售網絡,可以做到回收效率高、成本低,并和上下游相關企業形成良好的合作關系。缺點在于對各自企業的管理能力和資金需求度較高。典型代表企業有寧德時代通過收購廣東邦普循環,構建了一條完整的“生產-銷售-回收-再利用”的閉環產業鏈。
聯合回收。聯合回收指的是新能源汽車產業鏈上的各個行業(動力電池生產商、汽車制造商、動力電池銷售商等),利用各自的資源渠道,共同組建動力電池回收體系。聯合回收的優勢在于,整合產業鏈上各企業的優勢資源,前期能夠快速啟動,回收效率高,各企業技術優勢明顯,形成產業鏈閉環。缺點在于在前期政策和標準不夠明確的情況下,需要各方協調運作,操作難度較大。
委托回收。委托回收又稱第三方回收,其特點在于所有的回收網絡渠道,都需要第三方公司自己搭建。另外,該模式需要回收公司和相關的動力電池制造商、汽車生產制造商展開深度合作,以達到降低回收成本的目的。同時這種模式存在著投入大、回收難度大、監管不到位等問題,需要更加完善的政策來監督實施。
政府主導回收。政府主導回收主要依靠政府建立相關的回收網點,通過出臺相關政策法規,直接或者間接參與動力電池的回收。政府主導回收能夠建立統一的回收標準及嚴格的監管體系,在確保動力電池回收過程中符合環保和安全要求基礎上,能夠促進動力電池回收市場的統一,回收行業的健康發展。
5 江西省動力電池回收存在的問題分析
5.1 政策法規不完善,監管4e77a62c05bca6ec88de4fa8bc4553a2不足
江西省出臺了《做優做強我省鋰電新能源產業若干政策措施的通知》《江西省制造業重點產業鏈現代化“1269”行動計劃》《關于促進我省鋰電新能源產業鏈高質量發展的若干措施》等相關頂層設計政策,其中明確提出,加強推進動力電池回收體系的建立,鼓勵和引導企業參與申報符合《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范條件》企業。但同時也缺乏配套政策的具體實施細節,對相關企業的監督力度也不足,導致回收操作不規范,容易造成回收過程中有害物質的處理不當,導致環境污染等問題的出現。
5.2 各自為營,沒有形成產業聯盟
江西省共有19家企業符合新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用企業。但這些企業都屬于第三方回收企業,且較少與動力電池制造商、汽車生產銷售企業等進行合作,回收網點少、回收渠道建設慢。因此,很多廢舊動力電池流入中小企業甚至小作坊中,這些企業技術和設備相對落后,很可能在回收再利用過程中造成環境污染,降低資源的利用率,得不償失。
5.3 回收技術有待提高
當前國內動力電池回收再利用的技術,主要集中于傳統的“機械法”和“濕法冶金”技術。這些技術在處理的過程中會產生大量的廢氣、廢水、廢渣等有害物質,如果處理不好,對環境會造成較大的污染。且隨著電池技術的進步,傳統的回收技術在固態電池等新技術面前將更加難以發揮作用。梯次利用方面,當前的技術模式、自動化技術發展也相對落后,對于新型CTB、CTC等模式的動力電池的篩選、拆解、重新封裝等技術工藝不成熟,技術發展有待提高。
5.4 消費者參與度不高
消費者作為動力電池全產業鏈上重要的參與者,卻在廢舊動力電池回收上參與不足。歸結原因在于,第一,知識普及不到位。作為回收主體的電池生產商、汽車制造商在廢舊動力電池回收方面沒有起到很好的宣傳作用,沒有讓消費者意識到廢舊動力電池回收的必要性。第二,回收網點偏少,回收不方便。動力電池回收企業回收網點偏少,或者位置偏遠,導致很多消費者直接將廢舊動力電池出售給小作坊甚至直接丟棄。第三,政府沒有出臺相應的獎懲措施,導致大部分消費者對動力電池回收意愿不足,積極性不高。
6 江西省廢舊動力電池回收產業發展建議
6.1 完善政策,制定標準
在現有頂層設計的政策框架下,出臺更加詳細的政策法規,對動力電池產業鏈上的各參與者做好明確的責任劃分,明確責任主體。積極鼓勵有實力,有優勢的企業參與動力電池的回收,可以在稅收、資金等方面給予一定的支持。對非法或者不合規的小作坊企業進行罰款,甚至取締。對廢舊動力電池的制造、銷售、檢測、拆解、回收和再利用出臺統一的標準,做到對動力電池全生命周期的監管,完善動力電池的信息溯源,保障動力電池回收行業的規范發展。
6.2 建立產業聯盟
積極推動動力電池生產商、制造商、汽車銷售、第三方回收企業等組成產業聯盟,充分發揮各自優勢,實現資源共享。利用汽車銷售企業現有網點,布局為動力電池回收網點,以達到快速布局,節省資金的目的。利用電池生產商、電動汽車制造商、第三方企業的技術優勢,以達到高效檢測、拆解、再利用的目的,從而推動動力電池回收循環產業鏈的建立。
6.3 加強回收技術研發與創新
依托國家政策大背景,省內可以出臺相關詳細政策,鼓勵或者通過物質和經濟上的獎勵,推動動力電池生產商、第三方回收公司、科研高校等優秀企業院校和行業精英,對動力電池分解技術、材料回收處理技術、再生利用技術等方面進行新技術的研發和創新,從而提高回收效率,延長廢舊動力電池使用壽命,提高廢舊動力電池貴重金屬回收比率,減少回收過程中的環境污染。
6.4 增強消費者參與意識
消費者作為動力電池回收產業鏈上主要的參與者,要多渠道、多方面提高消費者正確參與動力電池回收的意識。政府可以出臺相關政策法規,在動力電池回收方面給予相關的獎勵,也可以做出一些相應的懲罰。同時在獎懲政策的基礎上,加大宣傳力度,普及廢舊動力電池的相關知識和危害程度,讓消費者了解廢舊動力電池,做到合規合法地回收動力電池,完善動力電池回收產業鏈上的最后一環。
7 結語
隨著新能源汽車銷售量的大量增加,報廢動力電池數量將迎來井噴式的爆發。做好廢舊動力電池回收工作,不僅能夠實現對資源的循環利用,改變江西省資源的利用方式,減少廢舊動力電池對環境造成的污染,建立健全江西省廢舊動力電池回收產業鏈,而且也是江西省實現國家雙碳目標的重要抓手。
基金項目:江西省教育廳科學技術研究項目(編號:GJJ2210207)。
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