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       近年來，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，取得的成就世界矚目。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至2022年底，我國新能源汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)量已超過1624萬輛，累計(jì)銷量達(dá)1597萬輛，產(chǎn)銷量已連續(xù)8年位居世界首位。

 

       在新能源汽車一路高歌猛進(jìn)、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)銷兩旺的同時(shí)，與之配套的動力電池已悄然迎來“退役潮”。據(jù)悉，2022年退役電池數(shù)量約20萬噸，預(yù)計(jì)2025年達(dá)到70萬噸，2030年動力電池回收市場空間合計(jì)超1000億元。

       那么，退役下來的動力電池，將何去何從？如何科學(xué)合理地進(jìn)行回收與再利用？在今年北京道路運(yùn)輸展同期舉辦的2023綠色智慧城市交通研討會上，環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會新能源電池退役處理與利用委員會副秘書長郭杰發(fā)表了《商用車動力電池退役與再利用的挑戰(zhàn)與對策》的主題演講。下面請看第一商用車網(wǎng)的相關(guān)報(bào)道！

 

鋰電行業(yè)即將進(jìn)入TWh時(shí)代 新能源公交車電池退役高峰將至

 

       郭杰首先介紹了動力電池所處的行業(yè)背景。在“雙碳”的驅(qū)動下，鋰電行業(yè)即將進(jìn)入TWh（億千瓦時(shí)）時(shí)代。經(jīng)國際有關(guān)環(huán)境組織測算，回收再生利用的材料與相同新制材料相比，可節(jié)省85%的碳排放。隨著鋰電池市場規(guī)模井噴式發(fā)展，數(shù)年以后將有數(shù)百萬噸的鋰電池退役下來，并且每年的數(shù)量還會不斷加速增長。因此，只有在這幾年內(nèi)建立一個健全的高品質(zhì)退役鋰電池回收體系，才能保障新能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，從而打造出鋰電池循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈的最后閉環(huán)。

 

       雖然，目前商用車新能源滲透率遠(yuǎn)不及乘用車，但同樣面臨動力電池退役與再利用的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。從市場環(huán)境來看，商用車退役下來的電池主要涉及車企/主機(jī)廠、城市公交集團(tuán)、報(bào)廢車拆解企業(yè)、電池企業(yè)/PACK企業(yè)、檢測中心/第三方檢測機(jī)構(gòu)、通信/電力儲能企業(yè)等。其中，車企/主機(jī)廠是動力電池回收責(zé)任的主體，他們看重回收企業(yè)的資質(zhì)、技術(shù)能力、回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)能力等；城市公交集團(tuán)是鋰電池回收市場的大戶，約占鋰電池回收市場的60%，其電池梯級價(jià)值不高，價(jià)值低、量大，看重是否將鋰電池合規(guī)、安全的處理；電池企業(yè)/PACK企業(yè)，這類企業(yè)對回收企業(yè)資質(zhì)不是十分看重，主要關(guān)注的是回收價(jià)格以及通貨能力。

 

       檢測中心/第三方測試機(jī)構(gòu)，代表企業(yè)有中汽研、南德檢測、廣州威凱等，每年車企、電池企業(yè)委托這些第三方機(jī)構(gòu)認(rèn)證的電池?cái)?shù)量相當(dāng)可觀；通信/電力儲能企業(yè)，通信、電力儲能電池較為集中，批量大、便于回收，后期可產(chǎn)生報(bào)廢電池的數(shù)量多，是鋰電池回收良好的潛在市場；其他商用車企業(yè)，包括出租、租賃及今后的物聯(lián)網(wǎng)智能汽車公司，這些企業(yè)經(jīng)營的車輛數(shù)量較多，車輛使用率高，頻次多，可產(chǎn)生報(bào)廢電池的數(shù)量不少。

 

       郭杰表示，最早大規(guī)模使用電動汽車的城市公交行業(yè)將率先面臨動力電池批量退役問題。截止2021年底，我國新能源公交車數(shù)量已超過50萬輛，在公交車總量中占比超過70%，其中，純電動公交車超過40萬輛。我國電動公交車使用的動力電池絕大部分是磷酸鐵鋰電池，一般認(rèn)為其循環(huán)壽命1500次以上，按續(xù)航里程200公里計(jì)算，行駛里程達(dá)到約30萬公里時(shí)需更換動力電池，則動力電池的平均使用年限為6至7年。按此測算，2022年至2026年，需要更換動力電池的公交車超過30萬輛，其中，2023年車輛數(shù)量將達(dá)到峰值8萬輛。

電池回收行業(yè)存在諸多痛點(diǎn) 正規(guī)企業(yè)競爭不過小作坊

 

       據(jù)了解，我國車用電池為鋰離子電池，主要種類有磷酸鐵鋰和三元材料電池兩種，其中，在純電動商用車領(lǐng)域，磷酸鐵鋰配套量占比居高。從外表形態(tài)來看，鋰離子電池以方形電池為主，少量為圓柱電池。

 

       從結(jié)構(gòu)來看，鋰離子電池單體由正極片、負(fù)極片、電解液、隔膜和外殼組成。其中，正極片主要材料成分是鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、導(dǎo)電劑、鋁箔等；負(fù)極片主要材料成分是人造石墨、天然石墨、中間項(xiàng)碳、硅材料、鈦酸鋰、銅箔；電解液主要材料成分是多種碳酸脂類有機(jī)溶劑、六氟磷酸鋰（鋰鹽電解質(zhì)）、阻燃劑、穩(wěn)定劑等；隔膜主要材料成分是聚乙烯（PP）和聚丙烯（PE）微孔膜、涂層材料；外殼主要材料成分是不銹鋼、鋁合金、塑料、鋁塑膜。

       鋰電池的容量隨著不斷使用會自然衰減，其衰減的原因有三，一是電解液的微滲漏，二是鋰離子對隔膜穿透率的下降，三是參與運(yùn)動的鋰離子的減少。鋰電池容量存在“真假”衰減，“假衰減”的對策是主動均衡維護(hù)，“真衰減”的對策是退役。目前，國內(nèi)動力電池回收有兩個走向，一是對符合能量衰減程度的退役動力電池進(jìn)行梯次利用，二是對無法進(jìn)行梯次利用的電池進(jìn)行回收再生利用。

       通常，新能源汽車動力蓄電池容量衰減至80%以下時(shí)，不能完全滿足汽車動力需求，但可梯次利用于其他領(lǐng)域，以最大化利用電池余能資源。但是，由于電池來源分散、批量小、性能檢測成本高、拆解重組工藝復(fù)雜、使用壽命不確定、安全性無法解決等原因，總體經(jīng)濟(jì)性和安全性方面競爭力不強(qiáng)，難以形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模，目前梯次利用現(xiàn)狀不理想。

 

       當(dāng)電池容量衰減嚴(yán)重時(shí)，則直接進(jìn)行拆解回收。目前，國內(nèi)外拆解回收技術(shù)有火法回收處理工藝、濕法回收處理工藝、濕法冶金企業(yè)的二代技術(shù)、材料修復(fù)方向企業(yè)工藝等。動力電池回收存在電池規(guī)格種類多，污染物種類多，石墨回收難，鋰回收率低，拆解效率低、安全性差等問題，行業(yè)亟需考慮退役動力電池全組份系統(tǒng)回收資源化，走高效清潔之路，突破高回收、高價(jià)值、少污染、低成本四大極限，研究發(fā)現(xiàn)退役動力/儲能電池材料的全價(jià)值化技術(shù)為今后的發(fā)展趨勢。

       從競爭形態(tài)來看，國內(nèi)電池回收行業(yè)最大痛點(diǎn)是“正規(guī)企業(yè)競爭不過小作坊”。由于國內(nèi)動力電池回收沒有明確的定價(jià)機(jī)制，市場存在以競價(jià)方式回收電池的現(xiàn)象，小作坊給出的價(jià)格更高且成本低，導(dǎo)致更多的電池流向了“非正規(guī)軍”市場。解決方案在于加強(qiáng)電池回收的溯源管理，加強(qiáng)對正規(guī)企業(yè)的監(jiān)管，杜絕正規(guī)企業(yè)將電池倒賣給小作坊；同時(shí)，正規(guī)企業(yè)要通過技術(shù)創(chuàng)新提高裝備拆解精細(xì)化程度，提高產(chǎn)品品位、增加回收產(chǎn)品品種、降低設(shè)備投資、降低能耗、提高生產(chǎn)效率，加強(qiáng)專業(yè)化分工，預(yù)處理企業(yè)與濕法冶金企業(yè)上下游協(xié)作。

 

更符合未來發(fā)展需求 試點(diǎn)回收區(qū)域處理體系或是解決之道

 

       動力電池回收市場空間巨大，是千億級藍(lán)海；動力電池回收的規(guī)范，迫在眉睫，若廢舊電池處置不當(dāng)，將會造成巨大的環(huán)境污染。那么，鋰離子電池再生利用的終極解決方案是什么？

 

       在演講中，郭杰指出，鋰離子電池再生利用終極解決方案的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是安全、環(huán)保、固廢資源化率。終極解決方案分兩步走，一是對電池全組分精細(xì)化拆分回收，二是對各組分的再生利用。鋰電池高值回收自動化生產(chǎn)線，可回收電池全組分材料，總體回收率及純凈度均達(dá)95%以上，其拆解回收工藝流程及物料轉(zhuǎn)化過程不破碎、無燃燒微排放；拆解回收的材料有正極材料、濾波片、銅箔片、負(fù)極材料、正極材料、有機(jī)溶劑、外殼材料和富集鋰液這8種，單項(xiàng)材料回收率最高達(dá)到99%（見下圖）。

       在演講最后，郭杰介紹了更符合可持續(xù)發(fā)展前景的試點(diǎn)回收處理體系。小編注意到，相比現(xiàn)有回收處理體系，試點(diǎn)回收處理體系流程上的根本差別在于取消了集中貯存型回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)和簡化梯次利用企業(yè)的職責(zé)、使梯次利用企業(yè)專注于生產(chǎn)銷售梯次電源產(chǎn)品，引進(jìn)了“試點(diǎn)區(qū)域回收處理中心”，整體流程更加高效、專業(yè)化，并實(shí)現(xiàn)了資源利用的閉環(huán)。

       據(jù)悉，試點(diǎn)區(qū)域回收處理中心與地方政府合作，很好地解決了車企、梯次利用企業(yè)、再生利用企業(yè)、政府的多項(xiàng)難點(diǎn)和痛點(diǎn)問題，將使試點(diǎn)回收處理體系成為電池回收渠道的主流模式。對于車企而言，試點(diǎn)區(qū)域回收處理中心作為區(qū)域內(nèi)第三方專業(yè)機(jī)構(gòu)，以合作共建電池回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的方式，為區(qū)域內(nèi)所有的新能源車車企提供電池回收處理的專業(yè)服務(wù)，能為主機(jī)廠免除建設(shè)集中貯存型回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的投資問題，避免了網(wǎng)點(diǎn)運(yùn)行的安全問題和經(jīng)營虧損問題。

 

       對于再生利用企業(yè)而言，這些企業(yè)可以從試點(diǎn)區(qū)域回收處理中心購買到回收的正極材料粉，解決了直接收購報(bào)廢電池的運(yùn)輸和貯存安全問題，大幅度降低了運(yùn)輸和倉儲成本。再生利用企業(yè)只需要對正極材料粉進(jìn)行加工，提取稀有金屬元素，節(jié)省了電池預(yù)處理的安全和環(huán)保問題。由于回收的正極材料粉只占電池重量的30%左右，再生利用企業(yè)濕法冶煉提取稀有金屬元素的生產(chǎn)成本可大幅度降低，產(chǎn)生的廢渣可大幅度減少。

 

       此外，試點(diǎn)區(qū)域回收處理中心就近回收及時(shí)處理電池，做到廢舊電池不出省，使電池快速地轉(zhuǎn)危為安，解決了政府擔(dān)心的電池大量貯存和長途運(yùn)輸帶來的安全問題。同時(shí)，試點(diǎn)區(qū)域回收處理中心將報(bào)廢電池及時(shí)進(jìn)行全組分的精細(xì)化拆分回收，回收率超過90%，解決了政府擔(dān)心的固廢資源化問題，以及資源循環(huán)利用問題。真正做到了“變廢為寶”。政府只要在政策上扶持試點(diǎn)區(qū)域回收處理中心就可以實(shí)現(xiàn)盈利，解決了政府擔(dān)心的要為回收處理電池發(fā)放補(bǔ)貼的困擾。