大廠家拼不過小作坊？動力電池回收百億市場空間待挖掘
時間:2019-11-25 10:34來源:國際電子商情 作者:李晉
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“我爸的卡羅拉PREMIUM開了12年，總里程數(shù)已經(jīng)突破22萬公里，發(fā)動機(jī)卻從未大修過。如果是電動汽車，它的電池早就報(bào)廢了吧？”當(dāng)我和朋友說起動力電池，他這樣回復(fù)我。的確，對普通消費(fèi)者來說，電動汽車的電池容量衰減問題，一直是他們介意的因素。
鋰離子電池作為當(dāng)前純電動汽車用電池研發(fā)的主要方向，在新能源汽車市場上有較好的應(yīng)用。雖然該類電池具備無記憶性、自放電率低、高比能量、高比功率等優(yōu)點(diǎn)，但是由于鋰離子的活性會隨著使用而不斷降低，鋰電池的容量會在使用過程中自然衰減。業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為，當(dāng)動力電池的容量衰減至額定容量的80%以下時，它就不再適用于電動汽車。在此標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，中國汽車技術(shù)研究中心預(yù)測，到2018年至2020年，全國累計(jì)報(bào)廢動力蓄電池將達(dá)12萬至20萬噸；到2025年，動力蓄電池年報(bào)廢量或達(dá)35萬噸。
不過，動力電池的生命并不在被汽車淘汰的那一刻終結(jié)，它還能在其他領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)剩下的價(jià)值。動力電池的全生命周期一般包括生產(chǎn)、使用、報(bào)廢、分解以及再利用。“如何充分利用每顆電池且不污染環(huán)境”這涉及動力電池的梯次利用和回收體系。
圖1 動力電池全生命周期過程圖 制圖：國際電子商情
淘汰掉的動力電池還有哪些用處？
目前，市面上常見的純電動汽車主要采用磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)表明，在以1C的充放電倍率給三元鋰電池持續(xù)充放電，經(jīng)過800-1000次充電循環(huán)后，電池的容量降低到新電池容量的80%。在相同條件下，磷酸鐵鋰電池的理論循環(huán)壽命可達(dá)2000+次。不過，在極高溫或極低溫等工作環(huán)境中，電池的使用壽命一般會有不同程度的縮減。一些主流的電池廠家承諾，在標(biāo)準(zhǔn)條件下三元電芯充放電循環(huán)次數(shù)＞500次。電芯組裝成電池包時，其電壓和內(nèi)阻可能不一致，致使循環(huán)壽命降為400次左右。
據(jù)國標(biāo)規(guī)定，動力電池容量衰減至80%以下，則要求強(qiáng)制回收。以最新上市的比亞迪e2標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版為例，該款車型是一輛純電動汽車，內(nèi)置永磁同步電機(jī)和三元鋰電池組，綜合工況續(xù)航里程為305kM。眾所周知，車輛的實(shí)際行駛的距離往往低于綜合工況續(xù)航里程數(shù)，有車友在城際高速測試出比亞迪e2標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版的實(shí)際續(xù)航里程為231 kM。按照三元鋰電池組實(shí)際循環(huán)壽命400次來算，該車型在行駛9.24-12.2萬公里后就需要換新的電池。換掉的電池經(jīng)過回收機(jī)構(gòu)的簡單處理，還能應(yīng)用在低速電動車、電動自行車、儲能設(shè)備中。
梯次利用和拆解回收有什么區(qū)別？
動力電池的處理方式主要有梯次利用和拆解回收兩種。以電動乘用車為例，動力電池在汽車內(nèi)部主要以電池Pack（電池包）的形式集成，電池包被回收以后還需要拆散成單顆電芯，然后做剩余壽命檢測，再進(jìn)行分選、系統(tǒng)集成。經(jīng)過多道程序之后，再投入到低速電動車、電動自行車、儲能設(shè)備等應(yīng)用中。而容量＜50%的電池不具備梯次利用的條件，它需要進(jìn)入到下一個環(huán)節(jié)，由專業(yè)的動力電池回收機(jī)構(gòu)進(jìn)行拆解回收。
拆解回收大致的操作流程是：將電池放入鹽水中徹底放電，放完電后再破碎處理，提取可再利用的材料。比如，從廢棄的三元鋰電池中，可以提取出鎳、鈷、錳、鋁等材料。只是廢舊電池若處置不當(dāng)，很容易帶來環(huán)境污染。如何在分解過程中保證不污染環(huán)境？提取的材料還能給企業(yè)帶來盈利？這需要企業(yè)和政府的共同努力。
當(dāng)前動力電池回收面臨的困難
2015年，我國超越美國成為全球最大的電動汽車市場。該年度，中國電動汽車銷量首次破10萬輛，達(dá)到33.11萬輛。同時，這也意味著隨著電動汽車日益普及，與之配套的動力電池也迎來了新的發(fā)展。
圖2 2012-2020年中國新能源汽車銷量趨勢 制圖：國際電子商情
圖3 2014-2021年中國動力電池總裝機(jī)量預(yù)測 制圖：國際電子商情
而根據(jù)電動汽車動力電池的特性，一輛電動汽車行駛10-12萬公里之后很可能電池容量衰減到80%以下。如果一輛純電動汽車一年跑2萬多公里，預(yù)計(jì)5-6年需要換新的電池。由此，業(yè)內(nèi)人士預(yù)估，截止至2019年年底，第一批電動汽車報(bào)廢潮即將來臨，到2020年退役動力蓄電池將達(dá)24GWh。另外，蓋世汽車研究院研報(bào)顯示，到2025年，我國需要回收舊電池容量預(yù)計(jì)達(dá)到137.4GWh。
雖然動力電池回收體系在理論上可形成閉環(huán)，但是在實(shí)際操作中，因成本高、利潤低等問題，導(dǎo)致回收較為困難。據(jù)媒體報(bào)道，國內(nèi)動力電池回收市場主要有三大主力，包括以比亞迪、寧德時代等為主的整車及電池廠商，以格林美、天奇股份等為主的第三方回收機(jī)構(gòu)，還有以華友鈷業(yè)、廈門鎢業(yè)等為主的電池材料供應(yīng)商。
除了上述的正規(guī)動力電池回收廠家之外，在該行業(yè)還有很多不正規(guī)的小作坊。一些小商販用高于動力電池回收廠家的價(jià)格收購報(bào)廢動力電池，把它們轉(zhuǎn)賣給小作坊。小作坊再通過拆解電池獲取可回收的材料，再通過販賣這些材料來盈利。小作坊往往并不考慮容量在50%-80%的電池還有梯次利用的空間，且在拆解的過程中也不正規(guī)，極有可能造成土壤污染。
此外，寧德時代的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，將1噸磷酸鐵鋰通過梯次利用，可獲得3萬元左右的收益，而直接回收原材料只能獲得1萬元左右的收益。三元鋰電池的收益對比則更加明顯，1噸三元鋰電池通過梯次利用，可獲得8萬元的收益，直接拆解只能獲得約4萬元收益。可見，小作坊式的回收并不能帶來更大的效益。
圖4 1噸動力電池在正規(guī)廠家和小作坊手中的收益對比 制圖：國際電子商情
同時，報(bào)廢的電池流入小作坊也加劇了梯次利用工作的難度。一些正規(guī)電池回收廠家因?yàn)闆]有足夠的用來題詞利用的電池，導(dǎo)致工廠無法維持正常運(yùn)行。此時，建立起健全的動力電池回收體系十分關(guān)鍵。
我國頒布了一攬子動力電池回收政策
目前，中國動力電池回收工作在近年來已經(jīng)有了初步的發(fā)展。特別是從2018年開始，以工信部、發(fā)改委帶頭的中央機(jī)構(gòu)陸續(xù)推出了一攬子政策。
表1 我國動力電池回收政策匯總 制圖：國際電子商情
值得注意的是，工信部在2019年11月7日發(fā)布《新能源汽車動力蓄電池回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)和運(yùn)營指南》中特別提到：動力蓄電池（不包括鉛酸蓄電池），對其服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)選址、布局、場地、設(shè)施、安全管理、環(huán)保等提出要求，以及包裝、貯存、運(yùn)輸?shù)燃?xì)節(jié)進(jìn)行了規(guī)定。
此外，還提到“回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)通過編碼采集工具等方式，采用信息化手段詳細(xì)記錄電池編碼、電池類型、電池產(chǎn)品類型、電池 數(shù)量、電池來源、電池去向企業(yè)等相關(guān)信息，保留記錄三年備查，按照國家溯源管理有關(guān)規(guī)定，及時、準(zhǔn)確、規(guī)范地將信息反饋給新能源汽車生產(chǎn)或梯次利用等企業(yè)”。該指南相比于此前的行業(yè)規(guī)范，針對行業(yè)內(nèi)的準(zhǔn)入門檻及服務(wù)細(xì)則提出更高的要求，對動力電池的源頭與去向進(jìn)行追蹤，保障了廢舊電池不落入小作坊。
當(dāng)前政策剛剛發(fā)布，它將給動力電池回收體系建設(shè)帶來怎樣的改變，目前仍待觀察。《國際電子商情》相信，經(jīng)過多個政策的鼓勵與規(guī)范，我國動力電池回收將逐漸步入正軌。
(責(zé)任編輯：子蕊)
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