電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
廢舊電池如果內部或外部出現短路的情況,正負極會萌生大電流導致高熱,引起正負極燃燒,由于電解液的助燃作用,在快速反應情況下會爆炸。
從2008年北京奧運會第一次大規模使用電動公交車開始,我國新能源汽車產業已經走過十年。這十年間,新能源汽車產銷規模屢創新高,也帶動了動力電池行業的發展。
今年2月,工信部發布的《新能源汽車動力蓄電池回收利用調研報告》(下簡稱《調研報告》)顯示,我國動力蓄電池累計配套量超過131GWh,產業規模位居世界第一。
據中國汽車技術研究中心的預測,2018~2020年全國累計報廢動力電池將達12萬~20萬噸,而到2025年,這一數字累計將超過75萬噸,市場規模超過百億元。
與市場規模不斷增長相對應,我國動力電池回收模式不成熟、行業魚龍混雜等也成為實際問題,大規模的廢舊鋰電池若解決不當,不僅浪費珍貴資源,妨礙產業的可繼續發展,還將成為破壞生態環境的隱患。
我國在電池回收的管理方面是吃過虧的。比如鉛酸電池,使用于包括汽車發動機的啟動等不少場景,其報廢和回收利用曾經出現一些問題。中國工程院院士、北京理工大學教授孫逢春說。
他認為,從環保和綠色可繼續發展層面看,動力蓄電池的回收利用和溯源管理有著非常緊要的意義,需要從政策層面提前引導,建立退役動力電池的回收解決產業體系,保證整個新能源產業鏈條健康發展。
回收利用正當時
1個20克的手機電池可污染3個標準游泳池容積的水,若廢棄在土地上,可使1平方公里土地污染50年左右。試想,如果是幾噸重的電動車動力電池廢棄在自然環境中,大量重金屬及化學物質進入大自然,將會對環境造成多大的污染。北京理工大學教授吳鋒的觀點,曾一度引起了行業的大討論。
中國汽車技術研究中心數據資源中心、回收利用部部長李龍輝對《財經國家周刊》記者表示,鋰離子動力蓄電池因正極材料不同,分別含有鋰、鎳、鈷、錳等金屬。從環保角度來看,這些金屬材料若回收解決不當,會造成重金屬污染,并通過生物鏈進入人體。
在中科院過程工程研究所研究員曹宏斌看來,金屬一旦污染土壤,比廢水的污染危害更大。簡單的有機污染,一方土的修復成本在600~1000元,但做六價鉻修復一方土需要一兩千元,而且這只是固定了污染金屬、減少活性遷移,還沒有將污染金屬從土壤中完全脫除掉。
除了環境污染,動力蓄電池大量退役后,如果沒有規范回收解決,還存在著公共安全隱患。李龍輝說。
他解析說,廢舊電池如果內部或外部出現短路的情況,正負極會萌生大電流導致高熱,引起正負極燃燒,由于電解液的助燃作用,在快速反應情況下會爆炸。
深圳市格林美高新技術股份有限公司董事長許開華表示:這(廢舊動力電池回收)不單是個技術和商業問題,更是一個社會問題。燃油汽車到新能源汽車是從黑色到綠色,做好電池回收就打通了綠色回到綠色的閉環,沒做好,那就是從綠色倒退到黑色。
在國家、企業和研究院所層面,動力蓄電池回收利用是一個較為緊急的問題。孫逢春表示,前幾年在十城千輛項目、公共范疇示范和家用電動車上安裝的第一批動力蓄電池,已經到了退役的時候,雖然數量不是很多,但要怎么樣處置很受關注。
前車之鑒
在回收新能源汽車磷酸鐵鋰、三元鋰等動力電池材料之前,我國產業界實際上已經在電池回收范疇布局多年,但并沒有達到理想效果。
早些年,在低速電動車等使用場景的帶動下,我國已經成為全球最大的鉛酸電池市場,工信部數據顯示,2018年,我國金屬鉛的產量為511萬噸,同比增長9.8%,全球占比超40%。2016年8月1日起施行的新版《國家危險廢物名錄》里,廢鉛酸電池就被認定為危險廢物。
不過,中國有色金屬工業協會再生金屬分會副會長、河南豫光金鉛集團有限責任公司副總經理李新戰說,我國境內年報廢鉛酸電池600萬噸左右,呈逐年增長的態勢,雖然回收率較高,但在回收、貯存、處置、利用的過程中,仍存在一定的環境污染現象。
在浙江天能集團董事長張天任等行業人士看來,其中一個緊要原由是我國對廢舊鉛蓄電池缺乏回收運輸標準、車載路線控制等一系列政策細則,加工者責任延伸制度很難推進,導致企業萌生的含鉛危廢品無處可去,進而帶來超期堆放甚至非法轉移等問題。
據知道,目前國家對鉛酸蓄電池企業額外征收4%的電池消費稅,其本意是防治污染行為,但在實際回收過程中,廢舊鉛蓄電池的收購價格與非正規解決的小作坊相比不占優點,一定程度上削弱了正規企業競爭力。
如此市場格局之下,一部分廢舊鉛酸蓄電池流向了黑市,也成為近年來公安機關的打擊重點。
比如,2017年6月,江蘇南通通州區環保、公安等部門聯合破獲了5起非法傾倒廢舊鉛酸電池廢液的環境違法案件;2018年1月,山西省公安機關打掉一個以廢舊鉛酸電池為原料,進行拆解、熔煉、銷售鉛錠一條龍的犯罪團伙。
非法回收模式如果占據回收市場主導,將使合法正規的回收企業生存空間狹小,形成‘劣幣驅逐良幣’的局面。張天任說,這對當前及將來的新能源動力電池回收利用來說,都是一個值得關注的問題。
新的風口
動力電池回收是一把典型的雙刃劍,處置不當會造成生態環境危害,但若有序規范化解決,廢舊動力電池的回收利用也包含不小商機。
行業普遍認為當前中國新能源汽車在銷量占比、保有量等方面均保持著世界第一的地位,將來市場份額持續張大也是大概率事件,這為動力電池回收提供了廣闊的前景。
進一步來看,動力電池中的鈷、鎳及碳酸鋰等物質,能為拆解回收帶來經濟效益。
東方證券研報分解認為,不同類型動力電池金屬含量各不相同,按照我國將來動力鋰電池報廢量的猜測,到2023年,可回收的有價金屬的市場價值可以達到:鈷73億元、鎳84億元、鋰146億元、錳8.5億元。
依據前瞻產業研究院的分解,我國鋰資源供給有限,90%以上的需求都依靠進口,而以磷酸鐵鋰離子電池為代表的廢舊電池中,鋰含量達到1.10%,顯著高于我國開發利用的鋰礦。
回收利用雖然看似動力電池產業鏈的最終端,但實際上也是產業鏈的源頭。浙江華友循環科技有限公司副總經理高威喬說,電池回收使得上游原材料價格變成可控,降低成本,保障資源供應,并通過收益共享實現行業健康發展。
《動力電池回收利用行業報告(2018)》測算,電池回收利用市場規模將在2020年達到65億元左右,之后,隨著電池報廢高峰期的到來,市場規模將很快沖破百億元。
正是觀察到動力電池的循環經濟產業機會,國家及相關主管部門也已經啟動了動力蓄電池的回收體系建設,鼓勵電池回收市場發展,這讓相關企業紛紛加入電池回收利用的行列。國海證券的研報預測道,從2019到2025年,動力電池回收合計市場空間有望超過600億元。
除了電池回收企業的興起,在主管部門的制度要求和市場驅動下,不少整車企業也加入到電池回收利用的行列,長安、比亞迪、北汽新能源、知豆等整車企業都在行動當中,開始與電池回收企業密集合作,搭建起初步的回收體系。
沖破瓶頸
雖然我國動力蓄電池回收利用行業已經起步,但在實際工作中,依然存在著一些詳盡問題。
欣旺達集團副總裁兼動力電池板塊總裁梁銳解析,除排名前10名的企業外,其他動力電池企業合計擁有約13%的市場需求量,但卻占有約55%的行業總產能,且其中大部分產能屬于低端產能,其產能利用率約為10%,拉低了行業產能利用率指標。
對此,北汽鵬龍方面人士認為,政府相關部門可以依據企業的規模、技術解決實力增強審查力度,對企業作出更加明確的要求,戒備魚龍混雜的現象。
廣東邦普循環科技公司相關負責人認為,要強化主機廠回收責任主體至電池全生命周期、而不僅限于三包期內的回收責任,如果做不到則需要與其新車上市公告掛鉤。
在保證安全的前提下,要怎么樣引導現有企業培育形成一個規模化的回收體系,則是在電池回收發展過程中要考慮的長遠問題。
國家新能源汽車創新工程項目組組長王秉剛認為,國家可以在土地、資金等方面給予支持,在各地形成電池回收廠,形成一定規模后,就會形成經濟效應。
此外,有企業人士認為,應當在推進規模化的標準平臺建設上進一步加大政策力度。
比克電池相關負責人對記者表示,國家可以要求行業統一動力電池系統產品的設計加工標準,包括尺寸與容量等,并且國家與地方平臺數據錄入接口能夠對接,或者結合行業實際給出標準提議。
目前,此類電池回收平臺正在逐步建立中。中國汽車技術研究中心副總經理李洧表示,將來中汽中心將把工作重心轉向保障管理方法、溯源管理規定的貫徹落實,增強對溯源信息比對核查制度,梯次利用電池產品認定及規范管理方法等配套管理措施的研究。
在2019年電動車百人會上,工信部部長苗圩表示,工信部正在推廣動力電池的實時在線監控系統,同時還鼓勵電池企業、整車企業在設計階段對未來電池拆解、回收利用給予足夠重視。并且要增強作業指揮書的制定,使用戶、梯次利用企業和拆解回收企業得到有效的技術指揮。
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