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动力电池「退役潮」来袭,回收难题何解?

图片来源:视觉中国

动力电池即将迎来一个规模化退役的高潮。

2023 年 1 月 11 日,公安部发布统计,当时全国新能源汽车保有量达 1310 万辆,占汽车总量的 4.10%。乘联会此前曾预测,2023 年中国新能源乘用车销量预计为 850 万辆,狭义乘用车销量预计为 2350 万辆,年度新能源车渗透率有望达到 36%。

新能源汽车高增长的背后衍生出另一重要问题,即动力电池的的退役,“如何处理巨量废旧电池”成为产业关注的焦点。

动力电池「退役潮」来袭

据新能源电池回收利用专业委员会的预测,截止到 2027 年,动力电池累计退役量将达到 114 万吨。另外,国家能源署曾预测,未来 10 年动力电池回收行业的规模将达到 1648 亿元。

面对这个千亿规模的淘金场,越来越多从业者进场想分得一杯羹。从环境保护和资源再利用的角度来看,电池回收是一项势在必行的产业行动,但当规则缺乏、体系不完善之时,电池回收也由此衍生出一系列乱象和待解决的问题。

一般来说,当电池能量会衰减至 70% 以下,基本难以满足出行需求,达到退役阶段。从动力电池退役时间周期来看,纯电动平均退役时间 10.3 年,而纯电出租车辆大概 6 -7 年就退役了。

乘用车电池是退役电池的主要来源。相关数据显示,2027 年乘用车退役量将超过 50 万辆,占比达到 83%。退役的电池来自于宁德时代比亚迪中创新航等企业,磷酸铁锂每年退役量逐步增加,与当前应用的电池总量直接相关。按照预测,三元电池在 2027 年将会实现反超。

中国汽车技术研究中心数据显示,到 2025 年,退役的电池量预计达到 116GWh,也就是 78 万吨。面对大规模的退役电池,回收再利用成为解决环保问题和补充上游资源的重要手段。

有专家表示,一块 20g 的手机电池可使 1 平方公里的土地被污染 50 年左右,一块手机电池造成的环境污染尚且如此,更不必说体积放大数十倍的汽车动力电池。

相关数据显示,一个 GWh 电池水平废水里面的硫酸钠达到 7000 吨、产生铁锂渣近 1000 吨。如果这些问题得不到解决,将来规模更大了之后会产生其他问题。

另外,动力电池的生产需要开采矿产资源,如果没有材料循环,仅靠一次采矿终有一天会被采光,更何况从矿物资源中提取金属会产生大量的固废和废水,同样会对环境造成压力。

从这一层面来看,通过回收动力电池实现二次金属的回收,能够减少矿产的开采,同时从资源的再利用上来说,也是减少矿物开采而打造保护环境的成效。

再者,叠加国际上的政治闭锁和政治因素和考量,“碳壁垒”成为贸易壁垒。

以欧洲碳配额为例,今年以来,欧盟碳配额(EU Allowance)基准合约价格历史突破 100 欧元关口,短短两个月内这个与节能减排有关的标的已经暴涨逾四分之一。所谓碳配额,本质是欧盟碳排放交易体系的核心“货币”,制造污染的企业需要为每吨二氧化碳购买一个配额。

对于电芯厂还有材料企业来说,要实现产品出海,实现全球贸易,就必须建立全生命周期的碳足迹体系,而电池回收正是涵盖于这个周期的其中一个环节。

综合种种因素来看,随着动力电池迎来退役潮,无论是基于环境保护、资源再利用,亦或是国际贸易的考量,电池回收都是一项势在必行的产业行动。然而,面对如此巨量的退役动力电池,如何处理却是个棘手的问题。

争相进场,乱象丛生

一般来说,退役动力电池主要处置方式两类,即梯次利用和拆解再生。

梯次利用是指让退役的动力电池应用于其他领域。拆解再生则是将废旧电池彻底报废后进行拆解、破碎、分选、材料修复或冶炼,提取里面的锂、钴、镍、锰等高价值金属元素,然后利用这些材料制造新的电池。

不过,由于目前国内的动力电池品类繁多,电池机构复杂且无特定标准,不同技术路线的内部结构存在很大差异,对应的处理方式就会有所不同。按照国标委 2018 年颁布的《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》来看,动力电池一共有 145 种规格,包括圆型电池 6 种,方型电池 125 种,软包 14 种。

结构复杂的废旧电池意味着极为复杂的工序,电池回收企业必须拥有高度非标准化的作业流程与多样化的技术,这一问题严重制约着产业的规模化,加大了拆解难度,由原来的“一天拆几个”变成“几天拆一个”。

“要想进行电池回收利用和梯次利用,一定要有完善的标准体系。但从现有体系来看,我国现有的国标只有 16 项,行标只有 20 项,这些标准还没有办法满足动力电池回收利用和梯次利用产业链的要求。”北京理工大学教授、新能源电池回收利用专业委员会副主任兼秘书长王震坡在动力电池大会上表示。

国内动力电池回收行业真正起步于近两年,企查查数据显示,我国目前现存动力电池回收相关企业 4.06 万家。近 10 年来,我国动力电池回收相关企业注册量不断增长,2021 年急剧增长至 2.44 万家,同比增长 635.17%。但由于回收体系尚不健全,回收渠道问题十分突出,大多数退役电池还在盲区。

首先,由于产业链上下游信息的不对称,导致了一系列回收难题,包括上下游退役信息相互之间获取的难题,以及综合利用企业掌握不到车在哪里、电池在哪里等信息,交易价格也不透明。

从评估和梯次利用方面来说,前端亟需解决的退役判定标准及检测技术、可梯级利用电池剩余价值评估技术、单体电池的自动化拆解和材料分选技术缺失等问题。

原来电池的回收采用的是买卖和委托加工的方式,有一个清晰公允的定价模式,但对梯次利用来说,涉及到的残值评估问题则难以解决。

余能检测是电池回收链条中十分关键的环节,决定了退下来的电池可以做梯次利用还是回收再生,虽然能够通过完整的充放电测试剩余荷电能力,但这一耗时耗力的方式显然不切实际。因此,在多数情况下,电池的健康状况是一个黑盒,而残值评估则类似于“赌石”。

另外,回收利用和梯次利用的智能化装备和数字化管理水平也有待于提升,现在的动力电池在设计之时并没有考虑梯次利用需求,所以兼容性比较低,数字化管理水平比较弱。

对于电池回收体系混乱的现象,全国政协经济委员会副主任苗圩在动力电池大会上提出,“对电池回收体系要进行顶层谋划,由动力电池企业牵头,从电池前端设计就要考虑到后端回收,从产品设计源头就要考虑到电池易拆解回收,并给后端回收利用企业提供作业指导书,保障高效回收利用。”

电池回收不是赚快钱的风口

一个理想的新能源全生命周期价值链是,以退役端为始做回收,回收完以后做检测拆解,再做梯次利用,然后进入到新的产业循环,再到报废,报废以后做成材料,重新再造进入新的循环。

在产业发展初期,我国电池回收产业格局基本呈现“小、散、乱”的状态,存在大量的“小作坊”、“黑作坊”的形式,但随着工信部开展四批规范企业评审工作,截至目前仅有 88 家企业进入了白名单。目前,动力电池回收利用商业模式展现出了三个类型。

一是以第三方的企业来主导的模式。包括整车生产企业、动力电池生产企业,包括整车拆解的企业,将需要回收利用的电池,到第三方回收企业去。

二是电池企业主导的模式。将整车生产企业发现有问题的电池或者回收的电池,和拆解的电池回到生产企业,完成回收再利用的流程。

三是主机厂主导的产业联盟形式。从整车的动力电池回收利用,责任主体设定在整车生产企业,生产企业对动力电池回收利用负有全面责任,形成了相应循环,以整车企业为主导开展相应回收利用工作。

工信部数据显示,目前我国 1.5 万个新能源汽车动力蓄电池回收服务网点信息中,属于主机厂的网点占比达到了 95% 以上。

“未来的核心竞争力还是在于整个回收过程的成本控制。包括采用一些新的环保处理方法,减少耗材辅材的消耗、还有提升产业规模等,都是影响未来回收技术路线的方案。”武汉瑞科美有限责任公司董事长曹元成表示。

去年以来,随着越来越多电池面临退役,叠加电池原材料价格的大幅上涨,电池回收成为赚快钱的捷径引得从业者蜂拥而至,这也使得电池回收产业乱象丛生,回收端鱼龙混杂。

当然,这是产业初期难以避免的发展阶段,在政策标准不完善、技术路线不确定的情况下,市场所表现出来的无序也在情理之中。

今年年初,随着碳酸锂价格逐渐回归理性,原材料价格的下跌对电池回收产业进行了第一轮洗牌。“未来头部企业必须有渠道、技术、规模、资质、产品与客户、成本与毛利控制,六项要素缺一不可。”天能集团新材料事业部总裁崔星星在动力电池大会上表示。

不难想见,电池回收赚快钱的风口已经过去,但是重视战略布局和渠道创新的企业风口才刚刚开始来临。

(本文首发钛媒体App,作者|肖漫,编辑|张敏)

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