據(jù)業(yè)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，我國(guó)動(dòng)力電池將迎來“報(bào)廢潮”，到2020年報(bào)廢量將超過24.8萬噸，大約是2016年報(bào)廢量的20倍。

 

 

如此大規(guī)模的“報(bào)廢潮”，面臨的卻是嚴(yán)峻的回收形勢(shì)。如何安全回收、環(huán)保處理，加強(qiáng)廢舊動(dòng)力電池的規(guī)范化循環(huán)利用，避免此類新型固體廢物引發(fā)“災(zāi)難性”的環(huán)境后果，成為業(yè)內(nèi)人士普遍關(guān)注的“世界級(jí)難題”。

 

專家建議，宜盡快建立健全廢舊動(dòng)力電池循環(huán)利用體系，依托業(yè)內(nèi)骨干企業(yè)，組建國(guó)家級(jí)的工程研究中心破解技術(shù)瓶頸，建立技術(shù)支撐體系，推動(dòng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈綠色可持續(xù)發(fā)展。

 

3到4年內(nèi)迎來“報(bào)廢潮”

 

近年來，在環(huán)境問題日益嚴(yán)峻、能源多樣化戰(zhàn)略漸成發(fā)展共識(shí)的背景下，多國(guó)政府加大了對(duì)新能源汽車產(chǎn)業(yè)扶持力度，全球新能源汽車行業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展階段。

 

業(yè)內(nèi)人士表示，國(guó)內(nèi)新能源汽車增長(zhǎng)目前仍主要集中在政府采購(gòu)決定權(quán)較大的領(lǐng)域，如物流車、環(huán)衛(wèi)車、公務(wù)車等公共領(lǐng)域，但私人消費(fèi)者對(duì)新能源汽車的接受度在逐步提升。

 

從事新能源共享汽車運(yùn)營(yíng)的長(zhǎng)沙先導(dǎo)快線科技股份有限公司總經(jīng)理唐宏偉認(rèn)為，隨著國(guó)家補(bǔ)貼政策的細(xì)化及充電設(shè)施的逐步完善，國(guó)內(nèi)新能源汽車市場(chǎng)的增長(zhǎng)將逐步由公共領(lǐng)域帶動(dòng)轉(zhuǎn)向由私人領(lǐng)域帶動(dòng)，家用新能源乘用車市場(chǎng)將進(jìn)入高速增長(zhǎng)期。

 

據(jù)行業(yè)智庫高工產(chǎn)研鋰電研究所預(yù)測(cè)，未來5年國(guó)內(nèi)新能源車的產(chǎn)銷量將保持快速增長(zhǎng)，年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)超過 30%。

 

新能源汽車市場(chǎng)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，直接帶動(dòng)動(dòng)力電池的規(guī)模快速增長(zhǎng)。2015年中國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)值380億元，同比增長(zhǎng)262%，產(chǎn)值接近數(shù)碼鋰電池。2016年中國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)值645億元，首次超過傳統(tǒng)數(shù)碼鋰電池規(guī)模，成為鋰電池消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占比最大的領(lǐng)域。

 

據(jù)高工產(chǎn)研鋰電研究所預(yù)測(cè)，隨著新一輪推廣政策的出臺(tái)，以及未來鋰電池生產(chǎn)技術(shù)提升、成本下降等影響，未來5年用于新能源汽車的動(dòng)力電池需求將高速增長(zhǎng)，2016年我國(guó)汽車用動(dòng)力電池產(chǎn)量為30.8GWh，預(yù)計(jì)2020年中國(guó)汽車動(dòng)力鋰電池產(chǎn)量將達(dá)到141GWh。

 

湖南邦普循環(huán)科技有限公司董事長(zhǎng)李長(zhǎng)東告訴《經(jīng)濟(jì)參考報(bào)》記者，目前3000次循環(huán)壽命的磷酸鐵鋰電池壽命可達(dá)8年左右，但實(shí)際工況下電池壽命會(huì)短一些，平均可以使用5年。由于三元?jiǎng)恿﹄姵丶夹g(shù)發(fā)展較晚，成熟度不如磷酸鐵鋰電池，使用壽命相對(duì)較短，工況條件下平均壽命4年。

 

“首批在2012-2014年間裝車的動(dòng)力電池將會(huì)在2018年前后出現(xiàn)大規(guī)模退役。在未來3到4年內(nèi)，動(dòng)力鋰電池將會(huì)出現(xiàn)‘報(bào)廢潮’。”李長(zhǎng)東說。

 

據(jù)高工產(chǎn)研鋰電研究所預(yù)測(cè)，隨著電動(dòng)汽車市場(chǎng)規(guī)模不斷增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)動(dòng)力電池的報(bào)廢量也會(huì)出現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。2016年動(dòng)力電池的報(bào)廢量約1.2萬噸，到2020年我國(guó)動(dòng)力電池報(bào)廢量將達(dá)到24.8萬噸。

 

回收和循環(huán)利用成難題

 

部分專家認(rèn)為，從環(huán)境治理和資源利用角度來看，廢舊動(dòng)力電池回收和循環(huán)利用將成新能源汽車產(chǎn)業(yè)的重要一環(huán)。

 

業(yè)內(nèi)人士介紹，現(xiàn)有動(dòng)力電池產(chǎn)能中，磷酸鐵鋰電池占主流。值得注意的是，受特斯拉熱潮帶動(dòng)，國(guó)內(nèi)也有部分企業(yè)探索將三元材料比如NCM（鎳鈷錳）和NCA（鎳鈷鋁）用于動(dòng)力電池。從2014年開始，國(guó)內(nèi)陸續(xù)有用于乘用車的三元?jiǎng)恿﹄姵禺a(chǎn)線投產(chǎn)。

 

中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所研究員曹宏斌告訴《經(jīng)濟(jì)參考報(bào)》記者，2013年之前，國(guó)內(nèi)鉛酸電池回收行業(yè)出現(xiàn)嚴(yán)重問題，缺乏資質(zhì)的個(gè)人和小作坊非法回收鉛酸電池，直接排放廢棄酸液，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，教訓(xùn)十分慘重。

 

業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，盡管新能源車用動(dòng)力電池主要采用相對(duì)環(huán)保的鋰電池，相比鉛酸電池污染性弱一些，但如果回收處置不當(dāng)，也極有可能重蹈當(dāng)年鉛酸電池覆轍，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。鑒于動(dòng)力電池“報(bào)廢潮”即將到來，對(duì)可能造成的環(huán)境污染決不能掉以輕心。

 

“廢舊動(dòng)力電池中含鎳、鈷、錳等重金屬，電解液，含氟有機(jī)物也是有污染的；此外，由于廢舊動(dòng)力電池依然含有300-1000V不等的高壓，如果在回收、拆解、處理過程中操作不當(dāng)，可能帶來起火爆炸、重金屬污染、有機(jī)物廢氣排放等多種問題。”曹宏斌說。

 

“以動(dòng)力電池電解液中的六氟磷酸鋰為例，這種溶質(zhì)在空氣環(huán)境中容易水解產(chǎn)生五氟化磷、氟化氫等有害物質(zhì)，對(duì)人體、動(dòng)植物有強(qiáng)烈腐蝕作用，因此要特別注意溶劑和六氟磷酸鋰的處理。稍有不慎，極有可能帶來‘二次污染’，甚至災(zāi)難性后果。”李長(zhǎng)東說。

 

盡管污染就像“達(dá)摩克利斯之劍”高懸頭上，但另一方面，廢舊車用動(dòng)力電池又是極具價(jià)值的“城市礦產(chǎn)”，如果利用得當(dāng)，不僅能減少環(huán)境污染，還能“變廢為寶”，避免資源浪費(fèi)。

 

清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院研究員徐盛明說，動(dòng)力電池需要的鈷、鎳、鋰等原材料都是非常重要的戰(zhàn)略資源，目前我國(guó)80%的鈷以及70%的鋰、鎳資源都依賴進(jìn)口。

 

“我國(guó)鈷資源比較貧乏，鈷的生產(chǎn)量不到幾千噸，但使用量卻達(dá)到幾萬噸，所以基本依靠從非洲的民主剛果等國(guó)家進(jìn)口，但這些國(guó)家政治局勢(shì)不太好。新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，鈷一直供不應(yīng)求。”徐盛明說。

 

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，我國(guó)雖然沒有鈷資源，但是每年進(jìn)口了大量鈷礦，國(guó)內(nèi)有較大的儲(chǔ)藏量可以使用，而且國(guó)內(nèi)鈷的整體保有量的70%集中在電池生產(chǎn)領(lǐng)域。如果能把這些鈷資源循環(huán)利用好，就能大大減少對(duì)國(guó)外進(jìn)口的依賴，有利于新能源汽車產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

 

“鋰、鎳、鈷在礦石中的含量品位非常低，像紅土鎳中的鎳只有0.5%；氧化鈷礦中的鈷只有0.2%的含量；鹵水中的鋰只有0.02%；而廢舊三元?jiǎng)恿﹄姵刂械暮?鈷+錳總量達(dá)20%，廢舊鋰電池中含有3%的鋰，廢舊鎳氫動(dòng)力電池中含有鎳鈷總量40%，稀土6%左右，廢舊電池中的有價(jià)金屬品位是原礦的40-100倍。”中南大學(xué)冶金與環(huán)境學(xué)院教授戴曦說。

 

“動(dòng)力鋰離子電池的一般使用壽命約為8年，但車用動(dòng)力鋰電池的容量衰減至80%以下時(shí)就會(huì)被廢棄，實(shí)際使用時(shí)間約為3-6年。在對(duì)這些廢棄的車用動(dòng)力鋰電池進(jìn)行材料或能量的回收前，還可以把它們用于電網(wǎng)儲(chǔ)能或作為低等級(jí)的動(dòng)力源，建立電池梯級(jí)的二次利用體系，充分發(fā)揮動(dòng)力鋰電池的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。”徐盛明說。

 

三大瓶頸亟待破解

 

盡管廢舊動(dòng)力電池循環(huán)利用的重要性在業(yè)界已達(dá)成共識(shí)，但其循環(huán)利用市場(chǎng)尚處于萌芽階段，無論是政策法規(guī)、工藝技術(shù)還是回收體系，都亟待進(jìn)一步加強(qiáng)研究和規(guī)范。

 

首先，政策法規(guī)支撐力和約束力不夠。業(yè)內(nèi)人士表示，我國(guó)已制定《危險(xiǎn)廢物污染防治技術(shù)政策》、《廢電池污染防治技術(shù)政策》，2016年國(guó)家發(fā)改委牽頭制定了《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用技術(shù)政策》，2017年國(guó)標(biāo)委發(fā)布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《車用動(dòng)力電池回收利用拆解技術(shù)規(guī)范》。這些政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)全部為引導(dǎo)性或推薦性指導(dǎo)文件，對(duì)于經(jīng)營(yíng)規(guī)范的骨干企業(yè)有參考指導(dǎo)作用，但對(duì)于不法貿(mào)易商來說并沒有任何約束作用。

 

其次，回收處理技術(shù)滯后。廢舊動(dòng)力鋰電池回收處理的整個(gè)過程包括放電、拆解、破碎、分選、除雜、元素合成等幾十個(gè)復(fù)雜步驟，涉及物理、化學(xué)、材料、工程等多個(gè)交叉學(xué)科，技術(shù)復(fù)雜冗長(zhǎng)。目前，全球范圍內(nèi)包括德國(guó)、美國(guó)、日本等多個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家都在積極支持和推動(dòng)該領(lǐng)域國(guó)家共性關(guān)鍵技術(shù)工程化研究開發(fā)。而我國(guó)在動(dòng)力電池回收處理技術(shù)工藝方面相對(duì)國(guó)際同行有些滯后。

 

第三，回收網(wǎng)絡(luò)體系不健全。按照我國(guó)車用動(dòng)力電池回收現(xiàn)行政策要求，動(dòng)力電池的回收網(wǎng)絡(luò)應(yīng)由汽車生產(chǎn)企業(yè)負(fù)責(zé)，但我國(guó)汽車生產(chǎn)企業(yè)往往將責(zé)任上移至電池供應(yīng)商，而電池生產(chǎn)企業(yè)又沒有全國(guó)性的回收網(wǎng)絡(luò)，加之網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)成本高昂，目前全國(guó)回收市場(chǎng)極不規(guī)范，整體處于一種“不管有牌無牌，價(jià)高者得”的無序狀態(tài)。

 

針對(duì)以上問題，專家建議，應(yīng)引導(dǎo)建立透明通暢的廢舊動(dòng)力電池回收網(wǎng)絡(luò)，改變現(xiàn)有的“付費(fèi)式”商業(yè)回收模式，采取日本等國(guó)家在回收處理上的“收費(fèi)式”處理方式，從而有利于長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。同時(shí)還應(yīng)充分利用高校、企業(yè)等研發(fā)力量，加大回收處理技術(shù)方面的研究，同國(guó)際接軌。

 

第一，推動(dòng)建立可全程監(jiān)控的良性回收體系。從動(dòng)力制造階段開始著手設(shè)計(jì)，借助互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)，對(duì)動(dòng)力電池制造、流通、回收全過程進(jìn)行監(jiān)控，避免小商販的局部拆解，實(shí)現(xiàn)每一組動(dòng)力電池全部完整回收，并建立標(biāo)桿推廣到平行的回收領(lǐng)域。

 

第二，探索動(dòng)力電池的梯次利用技術(shù)。考慮到動(dòng)力電池中含有較高的余電可以利用，應(yīng)進(jìn)一步探討如何安全高效地實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池的梯次利用。

 

第三，探索更加高效清潔的生產(chǎn)技術(shù)。在拆解技術(shù)上探討如何高效短程實(shí)現(xiàn)分類；在冶金技術(shù)上探索以定向循環(huán)為導(dǎo)向的冶金技術(shù)；在清潔技術(shù)上深入研發(fā)更加清潔的冶金技術(shù)，避免造成“二次污染”。