廢舊動力電池去哪了？

2021-03-02 ryder

在中國中大型城市，汽車尾氣已經成為最主要的大氣污染源，燃燒汽/柴油萌生的碳氫化合物、氮氧化合物以及PM2.5顆粒正在無聲無息地影響我們的健康。而與汽油車相比，電動車因為沒尾氣排放，分明更加環保。

但這個環保也不是絕對的，畢竟動力電池里面含有大量重金屬、電解液等等，如果解決不好也會污染環境。

隨著新能源車保有量越來越大，動力電池的需求量也在不斷攀升，數據顯示。我國新能源車動力電池總裝機量高達57.35GWh，其中在2018年就達到了32.86GWh，同比增長137%，占總裝機量的57.3%。

如果按照電池壽命8年來算，那首批大規模退役時間將會在2026年前后。另外，國內有研究機構也預計了今后幾年動力電池回收數量，2019年11萬噸、2022年42萬噸，動力電池的回收與利用可以用刻不容緩來形容。

既然退役的電池那么多，怎么解決好呢？

對于動力電池的回收與利用，目前較為主流的有兩種辦法，一是再生利用（拆解電池提煉金屬和原料），二是梯級利用（二次或多次利用）。

1.再生利用

目前動力電池主要分三元鋰電以及磷酸鐵鋰兩種，它們都含有鈷、鎳、錳、鋰等重金屬，其中鈷和鎳更是我國較為稀缺的礦藏資源，不回收就浪費了。

一般來說，實際容量低于初始容量的30%便無法梯級利用，目前歐盟主要采用火法冶金-濕法分離提純、熱解-濕法提純、破裂-熱解-蒸餾-火法冶金這幾種工藝提取有用金屬，而國內的鋰離子電池回收企業則普遍采用熱解-機械拆解、物理分選、濕法冶煉這幾種工藝進行回收解決。

而在回收率方面，因為動力電池的成分比例相當復雜，所以針對不同類型的電池也有相對應更高效的回收工藝，例如火法冶金回收鈷和鎳更高效（但鋰的回收不好），而濕法冶金則更有利于磷酸亞鐵鋰的回收。

（動力電池重金屬提純）

雖然動力電池再生利用有辦法可循，但實際回收起來經濟效益并沒有想象中的高。

據一份論文表示，目前1噸磷酸鐵鋰離子電池回收成本在8500元左右，而通過一系列工序提純金屬之后，所得市場價值僅9000元左右，基本沒什么利潤可言。

而三元鋰電方面，因為有鈷、鎳、錳等金屬，回收的效益會比磷酸鐵鋰更高，但因為鈷有毒性，操作不當容易造成二次污染甚至引起爆炸，因此對回收企業的設備、人員也有更高的要求，這也變相增加了回收成本，降低了經濟效益。

不過話說回來，一臺電動車跑8年，很難做到容量損失70%以上，而對于這類退役動力電池而言，梯級利用分明更適合。

2.梯級利用

所謂梯級利用就是把難以滿足汽車續航要求的動力電池用于低速電動車、電動工具、太陽能/風能儲能裝置等范疇，TA們對動力電池的輸出功率、續航需求沒有汽車那么高，符合安全標準的退役汽車動力電池往往就能滿足使用需求。

（動力電池的多范疇梯級利用）

*依據鋰離子電池容量劃分，100%～80%容量滿足汽車動力使用、80%～30%容量滿足梯級利用，30%以下進行再生利用（拆解）。

目前包括北汽新能源、長安等11家車企已經和中國鐵塔達成合作，把退役動力電池用在通信基站的儲能設備當中。

（動力電池用在通訊基站的儲能設備當中）

雖然梯級利用無需把電池完全拆解，但因為電芯一致性難以保證，所以在實際使用中仍舊會遇到諸多問題，例如離散動力電池模組要怎么樣整合在一起、要怎么樣通過SOC、SOH、SOP等指標精確預測電池壽命等等。

除了技術層面存在難度之外，還需要考慮到經濟效益。因為動力電池成本相當高昂（占到電動車總成本的三分一），這些退役電池用在儲能、照明等范疇未免有點大材小用，甚至在某些范疇用電池儲能（波谷充電）再輸出電能的成本比筆直使用電網供電還高。

而此前特斯拉也通過研究，并公開表示動力電池的二次利用沒有多大經濟效益。

既然再生利用、梯級利用經濟效益都不高，那退役動力電池的回收就唯有靠政府推動。

退役動力電池回收，誰在做？

目前包括德國、日本、美國在內的國家都制定了相應的法律法規，督促電池加工企業、車企或是經銷商回收退役電池。

舉個例子，德國《電池法》在2009年已經生效，法規規定動力電池的加工、進口需要在政府登記，而經銷商則要組織回收。與此同時德國環境部還資助了兩個動力電池回收項目（LiBRi項目和LithoRec項目），來促使德國退役動力電池的回收利用研究。

而在美國，聯邦政府制定了《含汞和可充電電池管理法案》，確定了加工者責任延伸制度，電池加工商負責組織回收退役電池。另外，美國很早就對退役動力電池梯級利用進行了研究，美國先進電池聯合會（USABC）和美國能源部分別在1996年和2002年資助了動力電池的回收利用研究。和美國一樣，日本《促使建立循環型社會基本法》、《固體廢棄物管理和公共清潔法》、《資源有效利用促使法》等法規體系也規定電池加工商自行回收退役動力電池，政府給予加工商相應的補助。

最后說說我國，2018年年初，七部委聯合印發《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行方法》，規定了車企承擔動力電池回收責任。而為了更高效地進行梯級利用，《暫行方法》還要求電池加工企業采用標準統一、協議開放的易回收設計，還要向車企提供電池拆解、存儲技術信息，方便進行再生/梯級利用。

除了國家政策之外，各個地方也出臺更為細致的回收方案，例如深圳市提出，對汽車按照20元/kWh的標準計提動力電池回收解決資金，然后給予該金額的50%作為回收補貼。

既然政策出來了，車企、電池加工企業同樣要積極應和。

除了上文提及到長安、比亞迪、北汽新能源等多家車企已經和中國鐵塔合作，實現梯級利用之外，電池加工企業也在積極應和，包括但不僅限于下面幾個例子：

北汽新能源、上汽、吉利聯合寧德時代布局回收業務。

比亞迪、三星聯合格林美公司成立了福建格林美再生資源有限公司。

比亞迪獲簽英國18MW、43MW、50MW集裝箱儲能項目。

比克電池已實現綜合解決2萬輛報廢汽車和3萬噸退役動力電池的回收能力。

大眾計劃在德國薩爾茨吉特建立一家電池回收工廠，2020年起每年接收近1200噸退役動力電池。

博世聯合寶馬集團，用退役電池建造大型光伏電站儲能系統。

奔馳與回收公司合作實行了Lunen項目，用退役電池建造電網儲能設施。

特斯拉CTO、聯合創始人之一Straubel成立了RedwoodMaterials新公司，主打全行業的電池回收（再生利用、非梯級利用）。