新能源动力电池重复使用被称作新的能源行业的最后一公里。动力电池在新能源汽车上的使用寿命广泛在5年左右,在新能源汽车行业的强势快速增长下,业内预计,2018年开始,国内首批转入市场的汽车动力电池将要步入“出厂潮”。
十年内出厂数字难以置信根据国家“十三五”新能源汽车规划,到2020年我国新能源汽车年产销量将约500万辆。在补贴鼓舞下,转入电动车生产行业的企业如雨后春笋,动力电池用量水涨船高。北京赛德美资源再行利用研究院有限公司董事总经理赵小勇讲解,据行业估计,2018年我国大约有5万吨动力电池将面对除役或出厂,这个数字源于中国汽车技术研究中心做到过的“新能源启动动力蓄电池出厂量预计”,此结果是根据新能源汽车动力电池装机量反推的数据,而确实行业内估计的动力电池的出厂量应当比这个数字还要低。
通过研究,预计到2020年当年动力电池的出厂量大约有20万吨(20GWh),到2025年全年的出厂量将超过100万吨(100GWh),而到2030年这一数字将超过难以置信的300万吨(300GWh)。从环境治理和资源利用角度来看,废旧动力电池重复使用和循环利用将出新能源汽车产业的重要一环。出厂动力电池如若得到处置,不仅不会导致资源浪费,而且对环境将导致极大污染。目前我国动力电池主要以磷酸铁锂居多,还有部分三元锂电池,以及少量的钛酸锂、钴酸锂、锰酸锂电池。
据涉及资料表明,废旧动力锂电池中所含大量的锰、钴、镍等轻金属元素,同时在其电解液中也包括有例如六氟磷酸锂这样的高毒性物质以及其它挥发性有机物,因此如果处理失当不会对周围环境导致严重破坏。通过对废旧新能源汽车报废及电池重复使用再行利用,在防止废旧电池污染土壤的同时,还能提高电池利用效率、建构新的利润空间,减少新能源汽车的成本。动力电池里包括许多国内匮乏的原材料,经挑选出、测试等环节之后,这些材料可更进一步应用于在储能、分布式光伏发电、家庭用电、短距离电动车等诸多领域,反映出有极大的再行利用价值,构建资源循环利用。
据介绍,动力电池的重复使用利用主要有两种,分别为梯次利用和报废重复使用。动力电池性能不会随着电池次数减少而波动,当电池容量波动至额定容量的80%以下时,动力电池就呼吸困难用作电动汽车上。此时,将除役的动力电池运用在储能、分布式光伏发电、短距离电动车等领域充分发挥再行利用价值,就称作梯次利用,而当电池无法展开梯次利用时,则必须展开报废重复使用。
不仅保护环境也有最重要的经济价值赵小勇回应,动力电池能否构建有序、环保、高效、资源化的重复使用利用,是反对新能源汽车产业否身体健康、平稳发展的基础。动力电池重复使用从几个方面将都是势在必行的。从经济价值上看,三元材料的动力电池中所含大量钴、镍、锂等贵金属。全球已开发利用可铁矿的钴储量大约为710万吨,大约有一半集中于在刚果(金),位列世界第一,中国仅有8万吨,占到世界总储量的1.1%,95%倚赖进口。
而我国是全球仅次于的钴消费国,80%左右的钴用作电池生产。由于新能源汽车产业的高速发展,电解钴的价格自2016年初20.1万元/吨,下跌到2017年底的52.3万元/吨,涨幅超过160%。全球镍年产量大约200万吨,目前电池行业用镍虽然不多,仅有大约占到2%。
但随着新能源汽车的大大发展,动力电池能量密度的大大提高,市场上低镍材料的大幅度用于,预计到2025年,电池行业用镍比重也不会占10%左右,而电解镍的价格也从2016年年初的7万元/吨,下跌到2017年年底的9.5万元/吨,价格上涨了36%。我国锂资源储量大约540万吨,大约占到全球总探明储量的13%。虽然在总储量上我国并不补锂,但储量产于近于不平均值,并且主要产于在青藏高原,四川金川等地,这些地区自然环境薄弱,缺水,而盐湖托锂则必须大量水,大规模的铁矿,更容易毁坏当地本就薄弱的自然环境,我国目前70%锂矿依赖进口,碳酸锂的价格也从2016年初13.5万元/吨,涨了16.8万元/吨。可以说道随着新的能汽车行业的发展,上游材料市场2017年呈现出快速增长态势,材料价格屡屡创意低。
以现在广泛使用的523材料体系的三元电池为事例,1吨电池含有钴27.4千克,不含镍68.5千克,不含锂14.4千克,必要经济价值约2.3万元,如果不展开重复使用,不仅必要导致大量的经济浪费,还更容易引发环境的污染。重复使用的“无以”源于多方面虽然我国仍然在完备动力电池重复使用利用管理的法律法规,但实质上,我国目前并没强制性的动力电池管理重复使用利用办法,现行绝大多数都只是推荐性或者引导性文件,无实质约束力。面对技术和重复使用成本高等难题业内人士指出,目前我国动力电池重复使用利用管理不存在以下几个方面的问题:一是重复使用企业容量严重不足,足以应付大规模的出厂重复使用;二是重复使用网络体系不完善,我国车用动力电池重复使用并未创建有效地重复使用模式,市场不规范,整体正处于一种无序状态,多家并购、集中经营,重复使用成本高,企业无法规模化发展;三是重复使用处置技术迟缓,我国动力电池研究主要集中于在提升其安全性性能及使用寿命等方面,而重复使用利用环节涉及技术研发却相当严重僵化,目前在荒废车用动力电池的一致性和电池成组相连技术、瓦解寿命模型、安全性性能指标评价、工程实际应用于、重复使用处置再行资源化工艺设备能力等方面缺少技术承托,无法有效地构建动力电池重复使用和梯级利用。
面临目前动力电池重复使用的技术难题,一方面必须企业大量技术和资金的投放,另一方面还必须国家的大力扶植。工信部节约能源与综合利用司司长高云虎在会上回应,工信部将减缓实行新能源汽车动力电池重复使用利用管理暂行办法,前进标准体系建设,建设新能源汽车国家监测与动力电池重复使用利用本源综合管理平台,积极开展试点样板,积极探索技术经济性强劲、资源环境友好的多元化重复使用利用市场模式。
中国再生资源重复使用利用协会报废车分会秘书长张莹回应,废旧电池的检测技术还过于成熟期,剩下寿命及电池状态无法系统评估,这就造成重复使用利用经济性大打折扣。同时,由于先前设计与生产的原因,目前动力电池的的报废容易,如果需要将动力电池梯级利用展开更加简陋的管理,市场的利润空间将大大提高,绿色重复使用的渠道也不会渐渐关上。另外一个难题是重复使用成本高,由于锂电池重复使用牵涉到到电池静电、破拆、分选、除杂等若干步骤,目前锂电池重复使用处理工艺并不成熟期,重复使用处置成本居高不下。
据理解,1吨磷酸铁锂电池重复使用(平均值回收率超过90%)的成本在8500元左右,而重复使用扣除的市场价值仅有为8000元,这意味著重复使用企业每重复使用处置一吨磷酸铁锂电池将不会亏损500~1000元人民币。而三元锂电池的重复使用成本虽然更为高昂(多达20000元人民币),但是由于其所含大量的钴镍锰锂等金属,其重复使用扣除的市场价格将超过30000元左右,所以三元锂电池在重复使用理论上还是有利可图的。只不过三元锂电池由于其自身特性,废旧电池早已具有300~1000V的电压,如果操作者失当近于有可能再次发生二次污染甚至发生爆炸发生爆炸等安全事故,所以重复使用技术门槛更高,有能力投身于的企业大自然寥寥,无法构成规模化也造成重复使用成本更进一步提高,想构建盈利大自然难上加难。
关于重复使用我们仍然在希望关于动力电力重复使用利用我们仍然在希望,并且在不断完善涉及政策体系。2016年12月1日,工信部公布《新能源汽车动力蓄电池重复使用利用管理暂行办法(印发稿)》,对动力电池仅有生命周期的管理和拒绝做出详尽规定,汽车生产企业分担动力蓄电池重复使用利用的主体责任。
2017年1月,国务院办公厅印发《生产者责任伸延制度实行方案》,提倡绿色生产、维护生态环境,并对汽车生产和动力电池重复使用明确提出明确拒绝。2017年12月1日,国内首个关于动力电池重复使用利用的国家标准——《车用动力电池重复使用利用报废规范》月实行。明确指出重复使用报废企业不应具备涉及资质,更进一步确保了动力电池安全性、环保、高效的重复使用利用。
同时,2018年2月1日起,《车用动力电池重复使用利用余能检测》等3项动力电池新的国标也将月实行。1月5日,工业和信息化部副部长辛国斌主持人开会国家动力电池创意中心和中国汽车动力电池产业创意联盟专题汇报会,明确提出要尽早公布动力电池重复使用利用管理办法,重点前进试点工作,构成更为成熟期的重复使用利用体系。这对探寻动力电池重复使用的有效地路径具备重大意义。另外,从工信部网站得知,为有效地推展新能源汽车产业链上下游一体化合作,2018年1月4日,中国铁塔公司与重庆长安、比亚迪、银隆新能源、沃特玛、国轩高科、桑顿新能源等16家企业,在北京举办了新能源汽车动力蓄电池重复使用利用战略合作伙伴协议签下仪式,大力强化与汽车生产、电池生产、公交运输、重复使用利用等行业骨干企业合作。
迎难而上 对症迎击 业内人士认为,虽然在动力电池重复使用上不存在相当大缺口,重复使用体系也仍未完善,但这并不代表着当下没解决问题或者减轻危机的方法。攻下难题增进重复使用中国物资再造协会常务副会长、资源强迫重复使用产业技术创新战略联盟名誉理事长刘强在2017年12月开会的中国动力电池重复使用利用产业发展论坛暨联盟年会上提及,现阶段国内车用动力电池重复使用利用行业仍面对一些问题与挑战。
一是重复使用体系建设严重不足,潜在风险较小;二是管理制度更为完备,但是监管继续执行力弱;三是公布标准数量较多,缺少详尽规范;四是责任主体缺少重复使用利用资质证书;五是科技研发投放严重不足,缺少涉及评估。回应,他建议,一是实行生产者责任制,减缓重复使用体系建设;二是增大科技研发投放,培育产卵技术市场;三是完备标准体系建设,积极开展企业资质证书;四是强化重复使用利用管理,提高监管能力水平。同时也有业内人士认为,想构建有效地重复使用,首先必需享有充足的重复使用能力。
目前虽然有很多企业都开始布局动力电池重复使用领域,但是目前绝大多数只是跟上阶段,仍未构成规模,所以重复使用处置能力比较受限。构建规模化重复使用的前提是建构遍布全国(或者再行覆盖面积新能源车比较普及地区)的重复使用网络。
根据现行的《新能源汽车动力蓄电池重复使用利用管理暂行办法》,汽车生产企业分担了废旧电池的重复使用渠道创建工作,而车企往往没重复使用处置的能力,之后将这部分工作移往给了电池供应商。且不论电池供应商若无重复使用处置能力和资质,面临高昂的重复使用网点建设成本,想做合法合规重复使用无异于纸上谈兵。
只不过对于动力锂电池来说,“分布式”重复使用利用策略需要更为有效地消弭动力锂电池的集中于新一代,将其中具备剩下利用价值的部分移往,不具备剩余价值的再行展开出厂报废重复使用,消弭重复使用能力严重不足的失望。其次是技术累积,技术累积对于动力电池的梯次利用至关重要。对于企业来说,不应大大增大技术研发投放,提高效率、降低成本,而政府不应增大对企业在技术创新上的扶植力度。从这一角度谈,享有专业技术基础和优势的企业将在动力电池重复使用市场占有主导。
对于动力电池的报废重复使用,不应扩展整条产业链,增进上下游协同合作,建构完备的重复使用体系。另外,任何行业的身体健康发展都必不可少规范和标准体系,如若对动力电池的梯次利用和重复使用技术门槛和工艺等不加以规范和引领,行业将乱象丛生,进而影响到动力电池行业以及新能源汽车行业。
赵小勇指出,《新能源汽车动力蓄电池重复使用利用管理暂行办法(印发稿)》对约束、规范整个行业毋庸置疑起着了大力起到。但是他建议,未来还应向政策方面一是希望整车企业与综合利用企业强化合作,对于除役/出厂的动力电池转交正规化的动力电池综合利用企业展开重复使用利用。二是增大对动力电池综合利用企业的扶植,给与适当的电池处置资金补贴,在政策上给与减半/征税优惠或征税生产企业的环保税反补重复使用企业。
三是减缓动力电池本源管理工作积极开展,防止一些企业执着低价格,将出厂的动力电池转交不法商贩展开非法处置。不应增大适当惩处力度,对于违规企业给与更加必要的惩处措施。发达国家如何重复使用日本:法律+对电池生产企业补助金。
1994年起,日本电池生产商使用电池交还计划,创建起“蓄电池生产—销售—重复使用—再造处置”的电池重复使用利用系统。这种重复使用再行利用系统是创建在每一个厂家强迫希望的基础上,零售商家、汽车销售商和加油站免费从消费者那里重复使用废旧电池,最后由回收公司展开分解成。同时,从2000年起,日本政府就规定生产商对镍氢和锂电池的重复使用负责管理,电池重复使用后运至电池生产企业处置,政府给与生产企业适当的补助金。美国:生产责任伸延+消费者押金制度。
美国针对废旧电池的生产、搜集、运输和储存等过程明确提出技术规范,美国国际电池协会制订了押金制度,促成消费者主动上缴废旧电池产品。美国政府推展创建电池重复使用利用网络,采行了可选环境酬劳的方式,通过消费者出售电池时缴纳一定数额的手续费和电池生产企业出资一部分回收费,作为产品出厂重复使用的资金反对,同时废旧电池重复使用企业以协议价将制备的原材料卖给电池生产企业,此种模式既能让电池生产企业很好的遵守涉及责任义务,在一定程度上又确保了废旧电池重复使用企业的利润,实施了生产者责任伸延制度。德国:生产者分担主要责任。
德国政府法律重复使用,生产者分担主要责任,利用基金和押金机制创建了废旧电池重复使用体系市场化,构建了良好效果。依据德国关于电池重复使用法规的规定:在德国电池生产和进口商必需在政府注册,经销商要的组织交还机制,同时用户有义务将废旧电池转交登录的重复使用机构。这种生产者责任伸延制度的实施和创建了完备电池重复使用体系。
同时,德国环境部资助了两个动力电池重复使用利用样板项目,对废旧动力电池展开资源化利用展开研究。环保部固废中心电子部主任孙绍锋认为,目前,国外主要通过基金、押金和以旧换新等机制创建零售商重复使用、经销商重复使用、生产商自行重复使用、委托第三方重复使用等模式。
我国在动力电池重复使用模式研究尚能正处于探寻阶段,动力电池处置企业主要与生产企业合作,以处置电池生产过程的残次品或生产废料居多。在政策、利益、责任等多重动力下,更加多的动力电池生产及重复使用处置企业著手布局动力电池重复使用体系建设。贯彻落实国务院办公厅印发的《生产者责任伸延制度实行方案》,他指出,还应向三个方面积极开展工作:一是积极开展废置动力电池搜集体系建设研究;二是积极开展废置动力电池仅有生命周期环境风险评估;三是研究草拟废置动力电池再造利用技术规范,同时更进一步规范废置电器电池再造利用行业的环保管理制度门槛。
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