新能源汽車發(fā)展帶動了動力電池產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展,產(chǎn)能在2014年~2015年之間增長了很多倍。2015年動力電池裝車量超過200億瓦時,預計2016年會增加到大概500億瓦時。
新能源汽車發(fā)展帶動了動力電池產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展,產(chǎn)能在2014年~2015年之間增長了很多倍。2015年電池產(chǎn)業(yè)投資大概是1千億元,在建、核建的產(chǎn)能1800億瓦時。這么多電池,5、6年之后就進入大規(guī)模淘汰期,誰來回收?回收產(chǎn)業(yè)在哪里?很遺憾,這兩個問題現(xiàn)在都沒有答案。
過去的一年里,中國又多了一項足以和整個世界匹敵的記錄:新能源車產(chǎn)銷量。2015年中國的新能源車產(chǎn)量達到34.05萬輛,而全球產(chǎn)量則剛剛超過50萬輛。銷量達到33.11萬輛,其中純電動車產(chǎn)銷量分別達到25.46萬輛和24.75萬輛(其余為插電式混動)。新能源車市占率突破1%,不論按照任何標準,新能源車痛苦的市場培育階段即將成為歷史,進入大規(guī)模普及階段了。
一年產(chǎn)銷量超過之前所有年份的保有量,無疑算爆發(fā)式增長了。新能源車(其實就是電動車為主)產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)迅速建立起來,動力電池的生產(chǎn)進入了前所未有的高峰期。
值得一提的是,商用車去年產(chǎn)量在10.25萬輛,其中6-8米的中巴車由占據(jù)了商用車的80%。后者依賴于中央轉(zhuǎn)移支付和地方財政補貼而出現(xiàn)“需求爆炸”的現(xiàn)象。而雖然商用車的絕對數(shù)字小于乘用車,但使用的電池數(shù)量比例則倒過來:商用車使用了70%的動力電池。
新能源汽車發(fā)展帶動了動力電池產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展,產(chǎn)能在2014年~2015年之間增長了很多倍。2015年動力電池裝車量超過200億瓦時,預計2016年會增加到大概500億瓦時。2015年電池產(chǎn)業(yè)投資大概是1千億元,在建、核建的產(chǎn)能1800億瓦時。這么多電池,5、6年之后就進入大規(guī)模淘汰期,誰來回收?回收產(chǎn)業(yè)在哪里?很遺憾,這兩個問題現(xiàn)在都沒有答案。
電池回收的技術(shù)路線不成熟
嚴格地說,動力電池并不止這點壽命。而是因為5、6年之后,動力電池的儲能將下降到80%左右,影響續(xù)航力和用戶體驗,這就到了該更換的時候了。而動力電池的全壽命期,可能長達20年以上,比整車壽命更長。
其壽命期一般按照充放電次數(shù)來算,而電池的正負極不同,充放電次數(shù)存在很大差異。動力電池先后經(jīng)歷了鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池及燃料電池(后者幾乎為豐田獨門技術(shù))。
鉛酸電池成本低、性能可靠、生產(chǎn)回收處理技術(shù)成熟,但受到比能量和循環(huán)次數(shù)等因素的影響,鉛酸電池主要應用于低速短途車輛或輕度混合的電動汽車中。即便使用不太頻繁(每天行駛距離不超過30公里),鉛酸電池的壽命也只有2年左右。而且在生產(chǎn)和回收處理環(huán)節(jié)會對環(huán)境造成嚴重污染,鉛酸電池已經(jīng)被排除出動力電池的主流陣容。
而鎳氫電池則被豐田、福特和通用等公司大力推廣。福特的Rmger純電動車和豐田普銳斯混合動力車等均采用鎳氫動力電池,但該種電池的比能量值較低且儲氫難,一般應用于混合動力汽車,作為輔助動力,難以應用于純電動汽車。
自2006年以來,真正大行其道的是能量密度最高的鋰離子動力電池。如比亞迪大力鼓吹的磷酸鐵鋰電池。值得指出的是,比亞迪并未提供電池回收的技術(shù)手段。
至于燃料電池,據(jù)稱豐田已經(jīng)擁有了回收手段,但在我國短期內(nèi)不存在商業(yè)化的可能,因此,我們面臨的主要問題仍然是鋰離子動力電池的回收利用難題。
就算只考慮鋰電池,電池種類也不少,導致回收的技術(shù)路線相當復雜。電池必須先進行預處理,包括放電、拆解、粉碎、分選。拆解之后的塑料和金屬殼體可以回收,但代價高昂:因為殘余電壓仍然高達數(shù)百伏(不包括18650電池),有一定危險;電池殼體為了安全需要,封裝為不可自拆卸的形式,打開頗費功夫。就預處理環(huán)節(jié)而言,肯定是賠本買賣。
就算是鋰電池,正極材料也是五花八門,主流的就有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、磷酸鐵鋰等。用酸堿溶液浸出,然后再經(jīng)過多種化工程序,對金屬氧化物進行萃取。但這些氧化物的成分萃取條件不同,混合液更為棘手。事先按照正極材料對電池分類,成本也不低。
回收正極金屬,已經(jīng)是電池回收行當中最有利可圖的一個環(huán)節(jié)。但是程序太過復雜,會算賬的企業(yè)都對之卻步,除非金屬價格高到2011年的份兒上,F(xiàn)在大宗商品和有色金屬、稀土產(chǎn)品價格都在低谷徘徊,用這些方法回收金屬相當不劃算,更別提事后麻煩更大的廢液處理。照目前的技術(shù)水準,單只廢液處理一項,就足以吃掉可憐的回收金屬收益。
而負極材料都是石墨(硅電池只是試驗室規(guī)模),該材料太便宜,只能做丟棄掩埋處理。幸好石墨本身并不污染環(huán)境,只占用空間。
在目前技術(shù)條件下,沒有公司會主動投入回收產(chǎn)業(yè)。那么只剩下被動應付這一途徑了。
至于被寄予厚望的石墨烯、超級電容等電池方案,其最大優(yōu)點在于無須回收(也沒有什么值得回收的資源),廢棄不產(chǎn)生污染。但其技術(shù)難度可能仍然迫使我們使用現(xiàn)有的技術(shù)方案。
政策不是全能
從2014年起,動力電池的生產(chǎn)就達到供不應求的程度。這顯然源于政策和市場的雙重牽引作用。而回收產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在還處于散小亂差的程度。事實上,即便行業(yè)主管部門(發(fā)改委、工信部)都不清楚,現(xiàn)在成規(guī)模的動力電池回收企業(yè)有哪些,回收能力如何。
造成這種局面的原因,自然在于目前的技術(shù)手段,尚無創(chuàng)造回收利潤的能力。也就是說,創(chuàng)造的新價值無法抵消回收花費的成本。殺頭的生意有人做,賠本的買賣無人干。
最遲2020年,最早銷售的新能源車上的動力電池都到了要更換的時候。鑒于目前新能源車的銷售形勢,屆時需要處理的廢舊電池可能超過工信部目前的預計——12~17萬噸,可能突破20萬噸。
對于有效回收手段來說,垃圾只是放錯位置的資源。但是兩手抓瞎的電動汽車生產(chǎn)企業(yè)和動力電池生產(chǎn)企業(yè)而言,這些垃圾恐怕更像定時炸彈。如果在4年內(nèi)還沒有建立“有利可圖”的回收產(chǎn)業(yè),廢電池就會像潮水一樣淹沒這些企業(yè)。
為什么這些企業(yè)首當其沖?日前工信部和發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布的《電動汽車動力蓄電池回收利用技術(shù)政策》(以下稱《政策》)第一次明確了責任主體,和治理污染的邏輯是一樣的:誰產(chǎn)出誰負責,誰污染誰治理。
該游戲規(guī)則表明,至少在目前這個階段,從政府層面,還沒有把電池回收看做有利可圖的生意,而是不得不規(guī)定責任的麻煩。
《政策》對對廢舊動力電池的收集、分類、貯存、運輸、梯級利用、再生、監(jiān)督管理等環(huán)節(jié)都作出規(guī)定。貌似齊全,實則只明確了一件事:責任主體和追責方式,即建立了可追溯體系。
電池和電動車整車生產(chǎn)廠家在幾年之內(nèi),就會看到潮水一樣的廢舊電池被源源不斷地運回來——就像它們今天被賣出去一樣——當然,不一樣的是,那時它們將成為燙手山芋。
但是,只靠行政命令和懲罰機制無法建立市場!墩摺分腥笔У膬(nèi)容恰恰對企業(yè)至關(guān)重要的:如何得利。
日企的經(jīng)驗可供參照
直到今天,日本沒有針對動力電池的專門法規(guī)。但日本環(huán)保法規(guī)(《資源有效利用法》、《節(jié)能法》與《再生資源法》)明確的情況下,沒有理由單獨為動力電池制訂一部法律。法律本身也不能解決技術(shù)問題。
日企在新能源車領(lǐng)域起步比我們早十幾年,豐田的普銳斯誕生于1997年。按照日本人極其重視垃圾回收(全國垃圾處理率達到100%)推理,日本應在新能源車誕生5年內(nèi)建立動力電池回收產(chǎn)業(yè)鏈,但實際上并沒有。
即便對于豐田而言,回收鎳氫電池(混動車用動力電池),同樣面臨無利可圖的困境。這是直到2011年才在本土啟動回收鎳氫電池的項目的原因。
在本土,豐田與住友金屬合作,借助后者世界一流的高純度提取技術(shù),豐田實現(xiàn)了混合動力車動力電池中鎳的多次利用,該項業(yè)務可回收電池組中50%的鎳; 同時豐田化學工程和住友金屬礦山配置了每年可回收相當于1萬輛混合動力車電池用量的專用生產(chǎn)線;而2012年,本田則與日本重化學工業(yè)公司合作,做了類似的事情。不過,本田回收項目可以回收超過80%的稀土金屬,用于制造新鎳氫電池。
在幾年前,混合動力車電池中回收的鎳只能用來生產(chǎn)不銹鋼。隨著高精度鎳提取及分離技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在回收的鎳可以用來生產(chǎn)新電池。豐田已經(jīng)將鎳回收利用技術(shù)推廣到海外工廠。
回收電池雖然是責任所在。但日企也是依靠回收金屬(包括對日本來說極為寶貴的稀土元素),作為回收產(chǎn)業(yè)驅(qū)動力。
在歐洲,豐田則表現(xiàn)出更積極的態(tài)度,這與歐洲更為苛刻的環(huán)保法規(guī)有關(guān)。豐田去年宣布,實現(xiàn)對混動車電池100%的回收目標,之前回收率91%。
豐田同時延長SNAM公司(法國)、優(yōu)美科(Umicore)集團(比利時)合作關(guān)系,由后兩者分別對鎳氫電池和鋰電池進行回收。而豐田(含雷克薩斯)自2000年起,已經(jīng)在歐洲累計銷售了85萬輛混動車,比目前我國的新能源車車保有量還要大。
同時,為了延長動力電池的使用壽命,避免處理高峰的產(chǎn)能限制。豐田還推進動力電池梯次利用項目。去年,豐田將凱美瑞混合動力車的廢舊電池用于黃石國家公園設(shè)施儲能供電。
日產(chǎn)也與住友合作,利用電動車聆風的廢舊鋰電池開發(fā)蓄電池系統(tǒng),作為太陽能發(fā)電的輔助儲能系統(tǒng),用于在夜晚和光照不足天氣下的獨立供電。
住友商事與日產(chǎn)合資成立的4R Energy公司,以電動車EV廢舊鋰電池的商業(yè)再利用為目標,其公司成立5年來,已經(jīng)成為商業(yè)上最成功的鋰電池回收企業(yè)。
日企在全球梯次建立回收產(chǎn)業(yè)鏈的經(jīng)驗表明,即便《政策》發(fā)布,盡管全社會都意識到電池回收產(chǎn)業(yè)建立迫在眉睫,但在2020年,我們成功地做到也是小概率事件。除非我們能夠引進日本企業(yè)的技術(shù)(前提是對方愿意有代價分享),否則,建立的時間節(jié)點很可能推到10年之后——這時候廢舊電池早就在責任企業(yè)的后院堆積如山了。
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