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动力电池产业的缺失之环:电池回收

2016-07-12 16:27:59 作者:wjg 来源:柳州市中小企业服务中心 浏览次数: 网友评论

              
2016-07-12 09:35:22 汽车人传媒
 
 

新能源汽车发展带动了动力电池产业的大发展,产能在2014年~2015年之间增长了很多倍。2015年电池产业投资大概是1千亿元,在建、核建的产能1800亿瓦时。这么多电池,5、6年之后就进入大规模淘汰期,谁来回收?回收产业在哪里?很遗憾,这两个问题现在都没有答案。

过去的一年里,中国又多了一项足以和整个世界匹敌的记录:新能源车产销量。2015年中国的新能源车产量达到34.05万辆,而全球产量则刚刚超过50万辆。销量达到33.11万辆,其中纯电动车产销量分别达到25.46万辆和24.75万辆(其余为插电式混动)。新能源车市占率突破1%,不论按照任何标准,新能源车痛苦的市场培育阶段即将成为历史,进入大规模普及阶段了。

一年产销量超过之前所有年份的保有量,无疑算爆发式增长了。新能源车(其实就是电动车为主)产业链已经迅速建立起来,动力电池的生产进入了前所未有的高峰期。

值得一提的是,商用车去年产量在10.25万辆,其中6-8米的中巴车由占据了商用车的80%。后者依赖于中央转移支付和地方财政补贴而出现“需求爆炸”的现象。而虽然商用车的绝对数字小于乘用车,但使用的电池数量比例则倒过来:商用车使用了70%的动力电池。

电池回收的技术路线不成熟

严格地说,动力电池并不止这点寿命。而是因为5、6年之后,动力电池的储能将下降到80%左右,影响续航力和用户体验,这就到了该更换的时候了。而动力电池的全寿命期,可能长达20年以上,比整车寿命更长。

其寿命期一般按照充放电次数来算,而电池的正负极不同,充放电次数存在很大差异。动力电池先后经历了铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池及燃料电池(后者几乎为丰田独门技术)。

铅酸电池成本低、性能可靠、生产回收处理技术成熟,但受到比能量和循环次数等因素的影响,铅酸电池主要应用于低速短途车辆或轻度混合的电动汽车中。即便使用不太频繁(每天行驶距离不超过30公里),铅酸电池的寿命也只有2年左右。而且在生产和回收处理环节会对环境造成严重污染,铅酸电池已经被排除出动力电池的主流阵容。

而镍氢电池则被丰田、福特和通用等公司大力推广。福特的Rmger纯电动车和丰田普锐斯混合动力车等均采用镍氢动力电池,但该种电池的比能量值较低且储氢难,一般应用于混合动力汽车,作为辅助动力,难以应用于纯电动汽车。

自2006年以来,真正大行其道的是能量密度最高的锂离子动力电池。如比亚迪大力鼓吹的磷酸铁锂电池。值得指出的是,比亚迪并未提供电池回收的技术手段。

至于燃料电池,据称丰田已经拥有了回收手段,但在我国短期内不存在商业化的可能,因此,我们面临的主要问题仍然是锂离子动力电池的回收利用难题。

就算只考虑锂电池,电池种类也不少,导致回收的技术路线相当复杂。电池必须先进行预处理,包括放电、拆解、粉碎、分选。拆解之后的塑料和金属壳体可以回收,但代价高昂:因为残余电压仍然高达数百伏(不包括18650电池),有一定危险;电池壳体为了安全需要,封装为不可自拆卸的形式,打开颇费功夫。就预处理环节而言,肯定是赔本买卖。

就算是锂电池,正极材料也是五花八门,主流的就有钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等。用酸碱溶液浸出,然后再经过多种化工程序,对金属氧化物进行萃取。但这些氧化物的成分萃取条件不同,混合液更为棘手。事先按照正极材料对电池分类,成本也不低。

回收正极金属,已经是电池回收行当中最有利可图的一个环节。但是程序太过复杂,会算账的企业都对之却步,除非金属价格高到2011年的份儿上。现在大宗商品和有色金属、稀土产品价格都在低谷徘徊,用这些方法回收金属相当不划算,更别提事后麻烦更大的废液处理。照目前的技术水准,单只废液处理一项,就足以吃掉可怜的回收金属收益。

而负极材料都是石墨(硅电池只是试验室规模),该材料太便宜,只能做丢弃掩埋处理。幸好石墨本身并不污染环境,只占用空间。

在目前技术条件下,没有公司会主动投入回收产业。那么只剩下被动应付这一途径了。

至于被寄予厚望的石墨烯、超级电容等电池方案,其最大优点在于无须回收(也没有什么值得回收的资源),废弃不产生污染。但其技术难度可能仍然迫使我们使用现有的技术方案。

政策不是全能

从2014年起,动力电池的生产就达到供不应求的程度。这显然源于政策和市场的双重牵引作用。而回收产业现在还处于散小乱差的程度。事实上,即便行业主管部门(发改委、工信部)都不清楚,现在成规模的动力电池回收企业有哪些,回收能力如何。

造成这种局面的原因,自然在于目前的技术手段,尚无创造回收利润的能力。也就是说,创造的新价值无法抵消回收花费的成本。杀头的生意有人做,赔本的买卖无人干。

最迟2020年,最早销售的新能源车上的动力电池都到了要更换的时候。鉴于目前新能源车的销售形势,届时需要处理的废旧电池可能超过工信部目前的预计——12~17万吨,可能突破20万吨。

对于有效回收手段来说,垃圾只是放错位置的资源。但是两手抓瞎的电动汽车生产企业和动力电池生产企业而言,这些垃圾恐怕更像定时炸弹。如果在4年内还没有建立“有利可图”的回收产业,废电池就会像潮水一样淹没这些企业。

为什么这些企业首当其冲?日前工信部和发改委联合发布的《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策》(以下称《政策》)第一次明确了责任主体,和治理污染的逻辑是一样的:谁产出谁负责,谁污染谁治理。

该游戏规则表明,至少在目前这个阶段,从政府层面,还没有把电池回收看做有利可图的生意,而是不得不规定责任的麻烦。

《政策》对对废旧动力电池的收集、分类、贮存、运输、梯级利用、再生、监督管理等环节都作出规定。貌似齐全,实则只明确了一件事:责任主体和追责方式,即建立了可追溯体系。

电池和电动车整车生产厂家在几年之内,就会看到潮水一样的废旧电池被源源不断地运回来——就像它们今天被卖出去一样——当然,不一样的是,那时它们将成为烫手山芋。

但是,只靠行政命令和惩罚机制无法建立市场。《政策》中缺失的内容恰恰对企业至关重要的:如何得利。

日企的经验可供参照

直到今天,日本没有针对动力电池的专门法规。但日本环保法规(《资源有效利用法》、《节能法》与《再生资源法》)明确的情况下,没有理由单独为动力电池制订一部法律。法律本身也不能解决技术问题。

日企在新能源车领域起步比我们早十几年,丰田的普锐斯诞生于1997年。按照日本人极其重视垃圾回收(全国垃圾处理率达到100%)推理,日本应在新能源车诞生5年内建立动力电池回收产业链,但实际上并没有。

即便对于丰田而言,回收镍氢电池(混动车用动力电池),同样面临无利可图的困境。这是直到2011年才在本土启动回收镍氢电池的项目的原因。

在本土,丰田与住友金属合作,借助后者世界一流的高纯度提取技术,丰田实现了混合动力车动力电池中镍的多次利用,该项业务可回收电池组中50%的镍;同时丰田化学工程和住友金属矿山配置了每年可回收相当于1万辆混合动力车电池用量的专用生产线;而2012年,本田则与日本重化学工业公司合作,做了类似的事情。不过,本田回收项目可以回收超过80%的稀土金属,用于制造新镍氢电池。

在几年前,混合动力车电池中回收的镍只能用来生产不锈钢。随着高精度镍提取及分离技术的发展,现在回收的镍可以用来生产新电池。丰田已经将镍回收利用技术推广到海外工厂。

回收电池虽然是责任所在。但日企也是依靠回收金属(包括对日本来说极为宝贵的稀土元素),作为回收产业驱动力。

在欧洲,丰田则表现出更积极的态度,这与欧洲更为苛刻的环保法规有关。丰田去年宣布,实现对混动车电池100%的回收目标,之前回收率91%。

丰田同时延长SNAM公司(法国)、优美科(Umicore)集团(比利时)合作关系,由后两者分别对镍氢电池和锂电池进行回收。而丰田(含雷克萨斯)自2000年起,已经在欧洲累计销售了85万辆混动车,比目前我国的新能源车车保有量还要大。

同时,为了延长动力电池的使用寿命,避免处理高峰的产能限制。丰田还推进动力电池梯次利用项目。去年,丰田将凯美瑞混合动力车的废旧电池用于黄石国家公园设施储能供电。

日产也与住友合作,利用电动车聆风的废旧锂电池开发蓄电池系统,作为太阳能发电的辅助储能系统,用于在夜晚和光照不足天气下的独立供电。

住友商事与日产合资成立的4R Energy公司,以电动车EV废旧锂电池的商业再利用为目标,其公司成立5年来,已经成为商业上最成功的锂电池回收企业。

日企在全球梯次建立回收产业链的经验表明,即便《政策》发布,尽管全社会都意识到电池回收产业建立迫在眉睫,但在2020年,我们成功地做到也是小概率事件。除非我们能够引进日本企业的技术(前提是对方愿意有代价分享),否则,建立的时间节点很可能推到10年之后——这时候废旧电池早就在责任企业的后院堆积如山了。


 
关键词:电池缺失动力

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