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深度 | 新能源汽车电池的生命旅程

能源新闻(稿源) 2022-7-24 17:51 No.1804

截至6月底,我国新能源汽车保有量达到1001万辆,在汽车总量中占比超过3%。去年,国内退役动力电池20万吨,今年将达到38万吨,五年后有望突破百万大关。动力电池回收和循环利用成为新能源汽车产业可持续发展的关键。



新能源汽车电池迎来退役潮


在北汽新能源庞大五方桥店,田先生正在咨询新车的配置,想换掉自己开了8年的旧车。


田先生:“我这160公里的续航太短了,想换个长一点的。刚才咨询了一下,说国家还有个补贴,换一个四五百公里续航的车,要花6-8万元。”



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田先生选车/记者拍摄


销售经理李静介绍,去年店里三四成的销量来自指标客户,置换车辆的占比有六七成,今年置换车主的比例提高到八九成。


李静:“今年6月份起,会有一个政府的补贴8000-1万元,北汽厂家的置换补贴最高2万元。比如说EU5在2018年之后购车的,开了三四年,换一辆EU5plus新款车型的话,只需要添3万多块钱。”



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消费者看车咨询/记者拍摄


李静说,置换下来的旧车大多还可以使用。


李静:“为了保证二手车的处置公平性,对客户来说也能卖一个好价钱,我们基本上都是拍卖的方式,一辆车大概两天就能拍卖成交。如果客户的车是已经超过8年的老旧车,因为残值很低了,也有一部分客户选择报废的方式。”



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店内拍卖二手车截图/北汽新能源庞大五方桥店供图


2020年全国报废新能源车2.2万辆,去年超过3万辆,其中六成都来自北京。中国物资再生协会副会长高延莉介绍,今年9月1日起,报废企业必须达到统一标准才能从事新能源汽车的回收拆解。


高延莉:“比如说回收新能源车的场地必须要铺设绝缘材料,包括工装要求防护帽、防护镜,包括拆解人员必须要具备高压电工和低压电工的拆解证书,拆解下来的电池必须交由有资格的企业处理。”



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报废拆解企业/来自网络


随着新能源车置换和报废数量逐年递增,越来越多的动力电池正式退役。中国动力电池回收利用联盟秘书长杨林介绍,一般动力电池会在车上使用5-8年,因此行业会依据5年前的电池装车量测算退役电池数量。


杨林:“2019年-2021年,退役动力电池基本上在20万吨左右波动,今年应该是38万吨左右,之后一直到2026年基本上在40万吨到50万吨的平稳上升曲线。根据去年电动汽车产销量来看,应该到2027年退役电池数量有明显爬坡,我们预测应该是两百六七十万吨,一下子翻了6倍。”


动力电池回收产业进入爆发期

目前,动力电池回收主要有两大方向——梯次利用和再生利用。当退役电池容量处于20%-80%之间,梯次利用是首选。



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动力电池梯次利用生产线/蓝谷智慧供图


蓝谷智慧(北京)能源科技有限公司是北京市唯一的动力电池回收利用规范企业,电池回收及梯次利用业务总监王晓鹏介绍,把电池包像剥洋葱一样层层拆解,会露出线束、电池控制系统和电芯,再经过检测和加工,重组成新的中小型电池包,用在低速电动车上。


王晓鹏:“在北京、广东我们投放了大概2000块电池,主要就是外卖、快递小哥骑的这种两轮车或者三轮车,小米、美团、京东、饿了么都在用。另外,还有一些工业园区里面的电动叉车、公园里边的旅游观光车等应用。”



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梯次利用的电池包/记者拍摄



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梯次利用电池包用于低速电动车/记者拍摄


王晓鹏介绍,还有一种利用方式是储能。


王晓鹏:“风力的话一般是晚上用得多,白天它就不发电了,光伏的话是白天有太阳能的时候它才会发电,晚上它就没有电了。我们的储能系统相当于是把风力和太阳能所发出来的电存放到里面去,需要的时候再把它释放出来。我们2018年全世界海拔最高的梯次利用规模化储能项目,在西藏的山南地区做了一个投放,这个项目到现在运营得非常好。”



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梯次利用电池可用于储能/记者拍摄



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梯次利用储能项目/中国动力电池回收利用联盟供图


从大型储能项目和低速电动车上退役的电池可以继续用于通信基站的备用电源、路灯或者充电宝,直到电池容量低于两三成,就不再具备梯次利用的价值。这些电池可以再生利用,通过放电、机械破碎、干湿法处理等方式,提取出贵金属、塑料等可循环利用组分。

天津赛德美资源再利用研究院有限公司董事长赵小勇介绍,自创的“物理法”回收技术可以让电池里的每项资源物尽其用。


赵小勇:“我们把电池拆成7类物质,其中外壳的铜箔、铝箔是金属,我们把它卖给金属加工的企业;隔膜给到塑料的企业;电极液由危废公司处置。正负极就走我们下一个工序,通过高温固相修复的过程,重新集合这个材料的晶体结构,把报废的材料变成好的正极材料和负极材料,卖给电池厂或者材料厂,做替代铅酸电池的材料。”



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修复型正负极材料/天津赛德美供图


赵小勇介绍,这种工艺的生产和设备成本低,环保水平高,容易实现盈利,工厂营业额每年都实现一倍的增长。近两年,汽车主机厂、电池企业、环保科技公司纷纷入局动力电池回收产业,中国动力电池回收利用联盟秘书长杨林介绍,产业已经进入爆发期。


杨林:“这个产业从无到有,现在做到了三四百亿的市场规模,5年以后整个市场产值应该能够做到1000多个亿。在2019年之前,大规模的企业不超过20家,现在有规模的企业有150-200家,如果加上各种小的企业应该有三五千家。”



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材料修复生产线/天津赛德美供图


技术突破和市场规范是发力点


产业规模高速扩张的同时,技术也持续提升,比如动力电池中的贵金属锂、钴、镍的回收率能够达到九成左右。新能源汽车独立评论人曹广平认为,下一步需要攻克高成本的难关。


曹广平:“锂离子电池里面的一些钴、锂、锰的元素,回收起来从技术上来说能成立,但是它不合算,回收这些材料还不如买矿山里面的原材料便宜。假如说能够实现无限次的循环回收,利用成本才能降低,这需要技术突破。”



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梯次利用的模组拆解/中国动力电池回收利用联盟供图


在市场秩序上,几年前只有两成电池被正规企业回收,八成流入黑作坊。目前,工信部上的白名单企业从5家增长到47家,还有上百家基本符合安全和环保要求的企业在积极申请加入白名单,全国范围内建成了1万多个正规的回收服务网点。

业内普遍测算,有接近半数的电池在正规企业内流通,但是成千上万的小散乱作坊仍然有生存空间。天津赛德美资源再利用研究院有限公司董事长赵小勇介绍,正规军和黑作坊的成本差异巨大。


赵小勇:“像我们这种合规企业有厂房成本,设备也是要投入几千万的,还要做环评、安评、清洁生产等认证,而且整个团队都要交社保。但是非正规企业只有个小办公室或者小仓库,有的不交税,各方面的投入都要低于正规企业。他们在前端去收购退役电池的时候,自然会多出一些价格。”



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正规企业厂房/天津赛德美供图


目前,我国已经建立新能源汽车动力电池溯源管理平台,要求从电池厂、主机厂到报废拆解、回收利用企业都要在平台上留存电池编码等信息。但是,这些要求并没有法律的强制性。新能源汽车独立评论人曹广平表示,立法管理势在必行。


曹广平:“我们国家只是做了一些规定,上升不到法律层面,进入不到危险品系列里面强制性执行的部分。建议必须强制企业建立逆向物流的回收体系,保证你的电池在售出之后经过多长时间,根据编码能够查到回收了,这算是合格的。如果没有做到,要强制性的罚款,对企业进行监管。”



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新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法/中国政府网


记者多方了解到,明年工信部有望将动力电池回收的管理要求升级为部门规章。另外,美国实施押金制,消费者在买车时付出一定押金,日后在正规渠道交还电池才能拿回押金。国务院发展研究中心市场经济研究所副所长、研究员王青认为,押金制度可以转换为经济奖励。


王青:“如果是以押金的形式,对于消费者是一种被动的规定,可以尝试探索更加积极和商业化的模式。比如把押金作为消费者参与电池回收利用的一种投资,等到这辆汽车报废或者是电池回收时,不仅可以返还押金,消费者还可以得到一定奖励或者利息,整体上提高消费者参与电池回收利用的积极性。”



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电池回收示意图/来自网络


今年,全国新能源汽车的原材料严重短缺,碳酸锂等材料价格大幅上涨。国务院发展研究中心市场经济研究所副所长、研究员王青认为,动力电池回收利用是一座值得深挖的“矿山”。


王青:“动力电池中的锂、钴、镍等都属于战略性金属矿产,我们国家绝大部分都需要进口,这些矿产从探明储量到开发或者扩产大致需要5年左右的时间周期。一方面,供给短期内很难大量增加,但是另一方面,受全球新能源汽车快速增长,需求又出现了大幅增长。到2030年,镍、钴、锂需求大致将增长6-10倍。我们一般都说开源节流,如果开源受到供给和各国争夺资源的影响,那么我们通过电池回收或者说通过节流,将会对缓解我国的锂、钴、镍供求矛盾,对于稳定市场价格都会发挥重要作用。”



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电池模组充放电/中国动力电池回收利用联盟供图


业内人士预计,2050年将有一半的电池材料都来自回收循环,这将助力循环经济高质量发展,也有助于新能源汽车的市场增长和成本降低,让消费者享受更高的新车性价比和更快的提车周期。


记 者 | 戚 天

编 辑 | 赵明聪

主 编 | 程 艳



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