文 字 | 秦方辉
设 计 | 小宇宙
“新能源汽车真的环保吗?”长久以来,这个问题就像一个无解的死结,社会各界争论的核心,其中就包括大量“废电池”对于环境的危害。
伴随近年来新能源汽车产业的爆发式增长,我国电动汽车保有量持续提升。不过,作为电动汽车的核心零部件之一,动力电池的容量却随着使用次数的增加而逐渐降低,因此,当动力电池电量不足以继续为新能源汽车提供动力时,便会面临报废、退役。
据统计,我国已进入动力电池大规模退役期,公开数据显示,2023年我国废旧电池退役量超过58万吨,到2025年,我国动力电池退役量将达82万吨,2028年后,这一数量将超过260万吨。
要知道,电池中含有多种重金属,处理不当将会产生环境危害。随着中国新能源汽车销量的高速增长,如何规范、科学地处理海量的退役动力电池,防止其造成污染和资源浪费,已成为产业关注的焦点。
目前,动力电池回收主要分为两种方式:梯次利用和拆解回收。目前梯次利用尚处于起步阶段,直接拆解回收已具备一定经济性。不同的回收方式,在电池性能、回收工艺、应用场景上都存在较大差异,今天我们就对两条主流路线进行简要解析。
梯次利用
汽车动力电池容量下降,将直接影响车辆的实际续航里程以及用户使用感受。按照新能源汽车国家标准,动力电池剩余80%容量即可退役,但这些退役的电池并非毫无用处,它们依旧可以用在储能、电动自行车等对电池性能要求低的场景,即实现梯次利用。
作为未来电池回收利用的主流方向,梯次利用依据电池容量的衰减程度,一般分为电池包使用(电池容量≥80%)、电池组梯次利用 (电池容量60%~80%)和单体电池梯次利用(可用容量20%~60%)等三个阶段。
梯次利用的应用场景分为静态场景及动态场景。静态场景主要为化学储能,应用于包括发电侧/配电侧/用户侧储能、通讯基站后备电源、家庭/商业储能、分布式发电/微网等,动态场景主要是工程机械、低速电动车、物流车,城市环卫车、农机、无人机等。
不过,由于电池全生命周期溯源管理和利用技术标准体系尚未完善,在电池评估分选、检测筛选、检测认证等方面存在问题,目前并未在行业中大规模应用。即便是退役不报废,延长了新能源电池的使用寿命,但是它们最终还是要走向拆解回收。
拆解回收
动力电池拆解回收利用是指将已经报废的动力电池集中回收,通过工艺技术回收电池中有价值的镍、钴、锰、铜、铝、锂等金属,再将这些金属材料循环利用。
中国的锂资源只占全球7%,但是中国电动汽车的产销量占到全球的60%,环保、高效地回收再利用关键资源,对新能源产业的健康可持续发展无疑有着重要意义。
与梯次利用相比,拆解回收在技术上更为成熟。通过对电池包的预处理后的物理拆解和原材料提纯两个关键技术环节,可有效提高废旧动力电池的利用率,特别是在锂矿资源原材料价格高涨时,如果能保证废旧电池的稳定供应,实现规模化生产,将让电池回收企业获得巨大的利润回报。
但是,虽然说拆解回收的方式有较大利润空间,但从整个产业链来看,动力电池回收行业还存在许多不足。
首先,动力电池回收“杂牌军”较多,除了动力电池回收“白名单”企业外,还有75%的废旧电池被小作坊以及尚未进入白名单的企业消化。这类不合规企业大多数只是逐利,不仅缺乏相关资质与监管,还存在很强的安全和环境风险。
针对现状,我国陆续发布了动力电池拆解规范、余能检测等国家标准,推动动力电池全国统一编码。有关部门表示,正在加快制定《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理办法》,进一步完善动力电池的标准体系。工业和信息化部亦公布了四批次动力电池回收白名单企业,积极引导动力电池回收正规化。
其次,市面上动力电池型号、品类日益繁多,这些动力电池在设计思路、电池材料、内部结构等诸多方面都存在差异,这也在一定程度上增大了动力电池回收企业对废弃动力电池进行电池健康状态评估、拆解回收的难度。
汽车企业更应负起责任
在国内汽车市场,一方面诸多车企正在享受电动汽车销量蒸蒸日上的红利,一方面整个社会也正在不断累积并承受着废弃电池回收处理问题带来的压力。
由于电池回收行业尚处于发展的初级阶段,又在短时间内涌入了太多玩家,让本就缺乏行业规范和相关制度的动力电池回收行业问题更多。未来,完善行业标准、加大政策支持力度、提升产业链整合度、健全回收体系将成为发展趋势,汽车生产企业也将在其中扮演更加重要的角色。
近期我们注意到,宝马在2023年世界新能源汽车大会上宣布:得益于宝马退役电池全生命周期管理体系的升级,每一块从BMW电动车上退役的动力电池,都将返回宝马供应链体系。
2022年,宝马集团与华友循环携手,率先打造了国产电动车动力电池原材料闭环回收模式。今年9月,双方合作升级,在华销售的BMW进口电动车也被纳入该体系。至此,宝马退役动力电池的原材料闭环回收模式已覆盖所有在华销售的 BMW 电动车型。
得益于这一模式,截至 2023 年 11 月底,已有超过 1000 吨的再生原材料被成功提炼并用于新电池的生产,搭载在国产 BMW 电动车型上。
与此同时,在满足国家标准的前提下,对于剩余容量较高的退役动力电池,宝马通过多种梯次利用模式使其“再就业”。
此前,宝马集团与华友循环合作开发了退役动力电池在工厂叉车上梯次利用的场景,今年5月,宝马铁西工厂里达厂区正式启动运营绿电梯次储能项目,即BMW iX3退役电池模块被改造成为梯次储能柜,配合光伏组件,化身为 “绿色光储一体站”,以满足厂区日常用电需求。
为给客户提供更便捷的动力电池回收服务,目前全国超2/3的宝马经销商店已设有符合国家标准的电池回收服务网点,预计明年全部经销商店都将完成此配置。不难看出,作为百年大厂的宝马集团,以实际行动诠释了什么才是真正负责任的电动化战略。
与之类似,今年2月26日,梅赛德斯-奔驰也曾宣布在动力电池闭环回收领域同本土伙伴展开合作。具体来看,奔驰宣布与宁德时代新能源科技股份有限公司、湖南邦普循环科技有限公司以及格林美股份有限公司签署合作备忘录,共同开展动力电池闭环回收项目。
结语
综合来看,动力电池报废期已经到来,回收领域的百亿规模市场也将开启,但电池回收体系仍相对混乱。提升行业的准入门槛,同时加强监管,用规范管理肃清行业发展环境,是现阶段我国动力电池回收行业面临的当务之急。
而对于汽车企业而言,在向电动化转型的过程中,不应只是看重规模大、利润大,更应追求责任大、担当大。可持续发展并非只是种几棵树这么简单,只有实现全生命周期的节能降碳和整个产业链的可持续发展,才能真正长久地造福社会。
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