隨著新能源汽車產量和消費量逐年遞增,電池報廢率也隨之增加。2013年前後是國內新能源汽車大規模推廣的起點,按照動力電池設計使用年限普遍為5到8年,那麼2020年前後無疑是動力電池的報廢高峰期。據估算,2020年國內累計退役的動力電池規模或將達到20萬噸(約25GWh),2025年累計退役量約為78萬噸(約116GWh)。
在如此巨量的退役電池面前,電池報廢后該如何處理成為最大的難題。眾所周知,廢棄電池內含有的多種貴金屬和危險物質,如若處理不當不僅會造成資源浪費,更有可能造成環境汙染,所以廢舊電池綜合回收及處理一直是新能源業內焦點。
● 再生利用回收
目前來看,國內對於廢舊動力電池的回收和利用主要有兩種方式,一種是再生利用,另一種是梯次利用。
先來說說再生利用,它是是對廢舊電池進行拆解、破碎、分選、材料修復或冶煉等處理後進行資源化利用。以常見的三元鋰電池為例,內部含有大量的錳、鎳、鈷等有色金屬,就算長期使用,直到電池衰減到初始容量的30%以下,裡面的一些金屬元素仍可以被回收利用,從而被重複利用再加工,尤其是鈷和鎳更是較為稀缺的礦藏資源。不過電池回收工藝的過程極為複雜,成本也極高。
聽起來很簡單,但實際操作的難度很大。首先是要對電池進行徹底放電,然後對電池內部各種材料如隔膜、電解液、正極、負極等材料等進行拆分,取出各部分材料,最後才能冶煉回收金屬元素。
目前國內動力電池的主流回收工藝有幾種,如物理拆解、幹法冶金、溼法冶金等幾種工藝,不同的工藝處理都有各自的優缺點,而且針對不同類型的電池也有不同的回收工藝。比如溼法冶金適合磷酸亞鐵鋰電池的回收,優點是工藝穩定性好,不足在於成本高和工藝複雜。而幹法冶金回收鈷和鎳的效果更好,優點是工藝簡單,但汙染較大,這裡需要專業的防汙染措施。
由於電池回收難度之大,所需要投入的人力物力無疑也是巨大的。有數據顯示,目前1噸磷酸鐵鋰電池回收成本在8500元左右,而經過一系列回收處理之後,市場價值僅9000元左右,基本沒什麼利潤可言。
值得注意的是,目前電池回收業務除了小部分被掌握在有資質、有規模且正規的大型第三方回收企業旗下之外,很大一部分退役電池還是被一些作坊類企業分攤,這些非正規的小作坊通過分散的中介將4S店或者廢棄回收站裡的關係收集動力電池,使用原始、低成本的手工拆解方法將電池拆解後,再加工賣給相關企業賺取利潤,但由於非專業拆解以及廢液處理,因此環境汙染、甚至爆炸的風險較高。
● 梯級利用
梯級利用是對廢舊電池進行必要的檢測、分類、拆分、電池修復或重組後,當電池容量降至初始容量的70-80%以下,動力電池就難以滿足汽車續航要求,但這些動力電池卻可以重新用於低速電動車、電動工具、太陽能/風能儲能裝置等領域。
在正規的梯級回收利用中,符合安全標準的退役汽車動力電池會找到一個「新崗位」,儘量榨乾它們的剩餘價值。例如給動力/續航需求較弱的電動車輛使用、給通訊基站、路燈等裝置當儲能裝備。
整體來看,梯級利用的一大優勢是無需把電池完全拆解,更環保也更安全。但經濟效益較低,畢竟這些退役電池主要應用在儲能、照明等領域,未免有點大材小用。儘管梯級利用的產生的效益有限,但也是今後動力電池回收利用行業的重點方向,因為不可能所有的閒置退役電池都能被快速的再生利用,而梯級利用恰好是一種周期較長的電池回收方式。
● 動力電池回收的參與者
如今的電池回收市場,主要的參與者有第三方的電池回收企業(格林美、邦普等)、電池生產廠商(寧德時代、比亞迪等)、電池材料生產廠商(贛鋒鋰業、華友鈷業等)以及小作坊等。值得一提的是,隨著此前工信部文件提出誰產誰負責,誰汙染誰治理,明確了汽車生產企業將承擔動力蓄電池回收的主體責任,主機廠也在陸續布局電池回收業務。特斯拉去年底也在官網上宣布上線電池回收服務。
不過,由於車企不可對電池進行直接拆解,因此大多數車企選擇與電池回收企業合作的方式,這其中既有梯級利用,也有通過再生利用。比如比亞迪利用e6車型回收的磷酸鐵鋰電池組建造了浙江省最大規模的梯次儲能電站、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、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。而特斯拉在去年9月份也上線了電池回收服務,官網表示,報廢的鋰離子電池均不會做填埋處理,可100%回收利用。
此外,諸如像豐田、大眾、通用這樣巨頭車企都建立了各自完整的電池回收體系,似乎為未來大量退役電池做好了準備。
雖然電池回收的參與者眾多,但國內電池回收體系的規範尚未形成。近期發布的《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》,再次強調了完善動力電池回收、梯級利用和再資源化的循環利用體系,鼓勵共建共用回收渠道,建立健全動力電池運輸倉儲、維修保養、安全檢驗、退役退出、回收利用等環節管理制度,這將引導動力電池回收利用行業朝著更規範更健康的方向發展。
來源:電車資源