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    沈陽蓄電池研究所主辦

    業務范圍:蓄電池檢測、標準制定、《蓄電池》雜志、信息化服務

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    新能源汽車市場火熱,動力電池亟待實現“綠色回收”

    作者: 李少鵬?覃秘?陳嘯雨 來源:半月談

    汽車電動化已成為大趨勢。然而,持續高速增長的巨量電池需求,推動了上游資源價格的暴漲,尤其是鎳、鈷、鋰等金屬,近年來價格上漲甚至超過10倍。建立一個成熟的電池回收再利用體系,對于從根本上緩解當前和未來供應鏈問題、推動中國從新能源汽車大國走向新能源汽車強國,有著重要且積極的意義。

    燃油車時代,中國輸在了起跑線。新能源汽車時代,中國企業技術上已經走到了世界前列,產能上更是遙遙領先,借助循環再利用補上資源短板后,產業鏈的優勢必將更為穩固。

    【上篇】千億市場:動力電池回收高峰期到來

    李少鵬?覃秘?陳嘯雨

    “今年上半年,我們動力再生公司做了9000多噸(電池),超過了去年一年的量。現在倉庫里堆滿了報廢電池,正在擴產。”8月2日,格林美(武漢)城市礦產循環產業園副總經理、武漢動力電池再生技術有限公司董事長張宇平介紹。

    就在此前一天,工業和信息化部節能與綜合利用司召開新能源汽車動力電池綜合利用工作座談會時,相關負責人表示將研究制定《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理辦法》和行業急需標準,健全動力電池回收利用體系,支持柔性拆解、高效再生利用等一批關鍵技術攻關和推廣應用,持續實施行業規范管理,提高動力電池回收利用水平。

    總體上看,中國的新能源汽車產業已經跑到了全球前列,循環再利用可以補上資源短缺的短板。“眼下,動力電池回收利用市場相當火爆,大量資金涌入,大家都期望能在千億級的市場分一杯羹。此時要尤為冷靜,腳踏實地,真正實現從綠色能源到綠色回收。”張宇平說。

    動力電池回收迎來高峰期

    為什么在這兩年,建立動力電池回收系統突然成了一件迫在眉睫的事情?因為新能源車“井噴”了。

    2015年至2020年,我國全年動力電池裝機量從16GWh增長至63.6GWh,年復合增長率超過50%。到了2021年,我國全年動力電池裝機量達到154.5GWh,占全球總裝機量的52%。中汽協最新統計數據則顯示,2022年1至7月,我國動力電池裝機量達到134.3GWh,同比增長高達110.6%。

    新能源汽車猛踩油門,讓動力電池回收的問題愈發急迫。考慮到動力電池的平均4~6年的有效壽命以及5~8年的使用年限,結合2014年開始的電動車快速普及,2021年底,我國迎來了第一批電池退役高峰。

    事實上,在新能源車高速發展的同時,動力電池回收行業并沒有閑著,而是在積極完善自身體系。2017年2月出臺的《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》提到,鼓勵電池生產企業與綜合利用企業合作,在保證安全可控的前提下,按照先梯次利用后再生利用原則,對廢舊動力蓄電池開展多層次、多用途的合理利用。

    “動力電池回收利用體系的建設是一個循序漸進、不斷完善的過程。”工信部節能司副司長尤勇表示,當前動力電池的回收利用市場正在發生深刻變化,在市場作用驅動下,動力電池回收利用商業模式正在不斷創新,產業鏈分工也更加細化。

    動力電池回收產業取得的成績有目共睹。工信部統計數據顯示,目前我國已在31個省區市326個地市級行政區建立了1萬多個回收服務網點。據國家動力電池溯源平臺數據分析,截至今年3月底,我國再生利用企業已資源化回收處置6.4萬噸廢舊動力電池,梯次利用已處置7016噸廢舊動力電池,并以此生產了780MWh的梯次產品。

    急速增長的新能源車市場,帶來動力電池批量退役的巨大壓力。基于動力電池產銷量和生命周期,相關部門預計,到2025年我國動力電池累計退役量將達到108萬噸。若不能得到恰當處置,如此巨量的退役電池既是對資源的浪費,也對環境危害甚大。

    如何把現有技術優勢、回收體系優勢轉化為產業優勢、效益優勢,成為行業上下普遍關心的問題。廣汽集團董事長曾慶洪認為,需要制定長期的發展規劃,嚴控資源開采,加快電池回收的體系建設,突破核心技術,加強協調合作促進動力電池產業健康發展。

    產業鏈已基本打通

    “邦普循環鎳鈷錳的回收率已經達到了99.3%,鋰的回收率達到了90%以上。”7月下旬在四川宜賓舉行的2022世界動力電池大會上,寧德時代董事長曾毓群表示,礦產資源并不是產業發展的瓶頸,電池里面絕大部分材料都可以循環利用。邦普循環是寧德時代控股子公司,也是國內領先的廢舊電池循環利用企業。

    與大眾通常的認知不同,在專業人士看來,資源再生只是電池報廢后的最后一步,在此之前,要盡可能地進行梯次利用,做到物盡其用。具體來說,是指對廢舊動力蓄電池進行必要的檢驗檢測、分類、拆分、電池修復或重組為梯次產品,使其可應用至其他領域的過程。難度是顯而易見的。退役電池究竟還能不能用、怎么用?這需要識別判斷。相比于新電池,退役電池的安全性和性能之間差異較大,在梯次利用前需要對電池狀態的價值進行判斷,并評估其剩余壽命和安全性。

    一些示范項目的成功運營,增加了梯次利用從業者的信心。去年7月,南京地區100臺順豐電動三輪車參與了順豐集團與華友鈷業合作開展的鉛酸電池換鋰電池測試項目。測試結果顯示,梯次利用鋰電池相較普通鉛酸電池,重量輕、動力強、續航長、充電速度快,目前已安全行駛50萬公里。

    據華友鈷業相關負責人介紹,公司打造了“城市智慧能源互聯網梯次利用”服務模型,積極推進物聯網、智慧城市、新能源儲能等領域的梯次鋰電池應用,包括5G無人物流車、外賣或快遞電動車、城市環衛電動車等應用場景,已在北京、上海、深圳、廣州等60多個城市運營。

    經濟價值是推動行業進步的源動力。華友鈷業總裁助理、華友循環總經理鮑偉介紹,回收行業通過梯次利用和再生利用,使鋰電池全生命周期的成本降低了20%以上。

    資本涌入時尤需冷靜

    “行業前景廣闊、梯次利用示范效應明顯、再生技術已取得突破等,讓大家嗅到商機。”有接受采訪的業內人士表示,近兩年受鋰電上游原材料價格大漲等因素影響,資本大量涌入。據中商產業研究院數據,2020年電池回收相關企業注冊量為6609家,2021年新增2.8萬家,預計2022年注冊量將突破4萬家。

    在回收渠道方面,截至2022年1月,工信部認定的新能源汽車動力蓄電池回收服務網點共14899個。早在2018年,工信部發布了《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(第一批),華友鈷業、格林美、邦普循環、光華科技和贛州豪鵬5家企業入選,被業內稱為“白名單”或“正規軍”。截至目前,白名單企業已有47家,其中近20家擁有再生資質(部分企業擁有多個資質)。

    “行業還沒完全發展好就開始內卷了,這不是我們應當提倡的。”中國工程院院士孫逢春表示,要謹防回而不收、收而不用、收而濫用等問題。

    據了解,武漢動力再生目前聚集了10多名博士,圍繞動力電池的梯次利用和再生等進行技術攻關。張宇平介紹:“以鋰為例,如果回收率能提升一個百分點,每噸(廢舊電池)的再生價值就可以提升幾千元。”新能源汽車產業,中國有先發優勢。動力電池產業,中國產能占據全球一半以上,規模優勢明顯,技術上也處于全球領先。如果能把回收再利用這個環節做好,就可以形成完整的循環產業鏈閉環,真正實現綠色發展。

    【下篇】突破資源瓶頸,補齊產業短板

    覃秘?李少鵬?陳嘯雨

    對于動力電池回收利用產業的發展邏輯,企業家們的說法很直白。“為什么要做循環?因為天然礦山不夠用嘛!廢舊電池通過回收再利用,既解決了環保問題,又得到了寶貴的資源,還能有錢賺,何樂而不為?”格林美董事長許開華此前在接受采訪時表示,格林美已在武漢、荊門、無錫、天津等地建設了5個動力電池回收與處置基地。

    還有一種更為宏大的表述,那就是補齊中國新能源汽車產業的短板,進一步提升中國新能源汽車產業在全球的地位和話語權。

    以循環大道突破資源瓶頸

    “做新能源汽車,做動力電池,到底誰在賺錢?”8月15日,第二屆新能源電池及關鍵核心材料的前沿技術與智能制造高峰論壇在成都召開,3周前宜賓論壇的焦點爭議再次被拋出。全行業持續熱議的背后,是產業鏈上下游利益分配的不均。

    “動力電池成本已占到汽車(成本)的40%、50%、60%,等于我們給寧德時代打工。”廣汽集團董事長曾慶洪說。寧德時代也很委屈,寧德時代董事長曾毓群說:“在產業的高速增長中,上游原材料的炒作帶來了產業鏈短期的困擾。碳酸鋰、PVDF(聚偏二氟乙烯)、六氟磷酸鋰等原材料在一年時間內出現了價格暴漲。”

    如何解決供需矛盾?循環再利用成為業內共識。

    “電池不同于石油,絕大部分材料都是可以循環利用的。”曾毓群說,預計到2035年,對退役電池材料的循環利用就可以滿足大部分的市場需求。

    機構的態度也普遍樂觀。長江證券相關研報認為,預計2030年通過回收獲得的鋰、鎳、鈷分別占同期需求量的31.4%、26.8%、29.3%。億歐智庫則作出了鋰資源戰略規劃的“三部曲”預測:2030年實現“鋰達峰”,2040年實現鋰自足,2050年實現鋰內循環。即到2040年,我國的鋰資源將實現國內開采和使用的自給自足。到2050年,僅依靠鋰資源的回收,就可以滿足動力電池和儲能行業對鋰鹽的需求,最后形成鋰資源自足內循環和零新開采的局面。

    梯次利用提升全生命周期價值

    據光大證券報告,當動力電池退役時,其電池容量一般只下降到原性能的80%。在電池性能仍維持在20%~80%時,測評通過的退役動力電池可用于低功率電動車、電網儲能、家庭儲能等領域,當電池性能低于20%時,再進入報廢處理環節。

    邏輯很容易理解。武漢動力再生董事長張宇平打比方說,一個優秀的運動員,隨著年齡的增長,可能參加不了最頂級的賽事了,但也沒有必要就此閑下來,還可以做很多其他的工作。“電池也一樣,我們費了那么多功夫,把電池做得那么好,用一次就不要了嗎?換個場景,完全可以再用的。”

    “截至2021年底,公司使用梯次電池的基站已經有約50萬個。”中國鐵塔相關負責人介紹,這些基站遍布31個省份,總計使用了51萬組梯次電池,累計使用量達3GWh,相當于5萬輛乘用電動車的廢舊電池。近年來,工信部會同有關部門制定了適合我國國情的動力電池回收利用管理政策及標準體系,并在京津冀等17個地區及中國鐵塔公司開展了動力電池回收利用試點。

    延長電池的使用壽命,成為“減碳”的首要選擇。根據國際清潔交通委員會(ICCT)的研究:從全生命周期來看,新能源車每公里的二氧化碳排放量約為130g,但若能對廢舊的動力電池進行梯次運用、再生應用,其所對應的新能源車每公里碳排放量將分別下降22g、4g,進而顯著降低新能源車全生命周期的碳排放量。

    國家動力電池溯源管理平臺,為我國動力電池的回收再利用提供了大數據支撐。北京理工大學教授、中國工業節能與清潔生產協會新能源電池回收利用專業委員會副主任兼秘書長王震坡介紹,該平臺已接入車輛超1000萬輛,電池包超1400萬套,電量超500GWh,基本能夠實現全國90%以上的電池信息錄入,溯源整體管理可控。

    “動力電池回收技術是電池的再制造,如何把退役的各種各樣的電池實行再裝配,本身就是一個技術挑戰。”許開華認為,動力電池要從源頭進行綠色設計,回收要有強制的準入門檻和規范,形成高度有序、高度規范、上下游責任分工明確的綠色發展體系。

    “拆解一兩種電池不難,但是幾千種電池呢?”張宇平說,拆解是動力電池回收再利用的一個關鍵痛點。由于設計思路、材料選擇等多方面的不同,動力電池的型號類型非常繁雜,極大地提高了回收企業拆解或利用退役動力電池的難度。一方面,一套拆解或者回收方案很難應用到所有動力電池上;另一方面,只有形成規模效應才能提高效率降低成本。

    此外,眾多資金的涌入,推升了廢舊電池的市場價格,導致回收利用的經濟性欠佳。回收正極金屬,一度是電池回收行業中利潤豐厚的一個環節,隨著相關金屬價格的大幅上漲,原材料往往被“搶走”。“前幾年,磷酸鐵鋰電池企業要付費給我們拆解,我們收危廢處理費,現在市場上有人出高價買走他們的廢舊電池。”江西一家動力電池再生企業的負責人介紹。

    當前,國內動力電池回收再利用仍面臨市場機制成熟度不高,各環節涉及企業多、信息不暢通等挑戰。中國工程院院士孫逢春建議,要強化產品循環利用效率和設計理念,強化動力電池能源屬性,弱化其高價值電動汽車部件屬性;追求適合場景和滿足需求的續航里程,節能降耗;大力推廣換電模式、車電分離,以及高效和長壽命電池。

    提升國際產業話語權

    歐盟公布的《新電池法》提案已于2022年2月獲得了歐盟環境、公共衛生和食品安全委員會(ENVI)的通過,其中第八條規定:到2030年,鈷、鉛、鋰、鎳再生原材料含量占比分別達到12%、85%、4%、4%;到2035年則提升至20%、85%、10%、12%。

    “在此背景下,中國電池企業需要加大對再生材料的利用,加強相應的供應鏈建設,不然就會被擋在門外。”億緯鋰能相關負責人稱。自2024年起,格林美承諾向億緯鋰能供應每年1萬噸以上的回收產出鎳產品,合作期限自產品供應開始延續10年。

    美國也有保障電池供應鏈安全及環保方面的規定。《美國國家鋰電發展藍圖2021-2030》中提到,要實現鋰電池報廢再利用和關鍵原材料的規模化回收,在美國建立一個完整的具有競爭力的鋰電池回收價值鏈。

    據國際能源署數據,2021年,全球新能源車銷量近660萬輛,其中中國新能源車銷量近330萬輛,同比增長近兩倍,并且以一國之力就超過了2020年全球的總銷量。而且,銷量前15名中,自主品牌占據了12席。另據韓國研究機構SNE Research數據,今年上半年,在全球動力電池市場上,前十大公司中有6家是中國公司,合計市場占有率超過一半。


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