新能源车的动力电池回收 是个伪风口?

中汽协数据显示,2018年上半年我国新能源汽车累计销售41.2万辆,同比增长111.6%。与此同时,配套的动力电池产能约为91.87GWh,动力电池出货量22.86GWh。

由于动力电池涉及大量化学元素,因此当电动汽车增多之后,动力电池的回收再利用问题也被各方提上日程。

图片来源:车东西

8月1日,《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》正式实施,媒体大肆宣扬动力电池退役潮即将到来的氛围,而车企、电池厂,以及环保产业相关企业则也纷纷高调布局,动力电池回收领域一时间人头攒动,好不热闹。

但在对动力电池的回收方式、政策法规,以及国内外的具体探索案例后车东西发现,不管是从电动汽车的总保有量、电池的使用寿命,还是政策的完善度与经济效益等角度来说,动力电池回收行业的成熟度都还处于比较初级的阶段,远不如舆论里看上去的那么热闹和光鲜!

动力电池回收的两大途径

无论是目前被广泛采用的三元锂电池还是磷酸铁锂电池,其中的钴镍锰锂等金属一旦回收不利,都将造成重金属污染,具有强腐蚀性和强毒性的电解质还会危害环境和人体健康。

为了对动力电池进行有效回收,全球通常采用的回收方法分为两种,一是梯级利用,即对从汽车上退役的动力电池进行二次利用或多次利用;二是再生利用,也就是将电池拆解,对原料和金属进行回收。

1、梯级利用

通俗来讲,梯级利用就像是南孚电池的那句经典广告,即“玩具车用完以后遥控器还能接着用”。

对于动力电池来说,当其容量下降为初始容量80%时,将无法保证汽车的续航要求和正常使用,这些电池被替换下来以后,却能够在储能领域接着用,并且国内外已经有了这样的应用实例。

德国、日本使用这些废旧动力电池为观光车、电动自行车、电工照明等供电,或作为太阳能、风能等清洁能源的储能装置。中国铁塔股份有限公司和比亚迪、长安等多家车企和电池商达成合作,将废旧的动力电池应用在其自身基站产品上来进行功能,进而降低基站运营成本。

电池回收流程。图片来源:车东西

2、再生利用

顾名思义,再生利用就是对废旧动力电池进行拆解、破碎、分离、提纯、冶炼等处理,以实现钴、镍、锰、锂等金属的回收,从而实现原材料再生。一般来说,容量降低为初始容量的30%便无法进行梯级利用,这些电池需要运往专业的回收企业进行拆解和资源再生。

据了解,欧盟在电池回收领域走的比较靠前,其常用的处理方法包含:火法冶金-湿法分离提纯、热解-湿法提纯、破碎-热解-蒸馏-火法冶金等,我国为数不多的锂电回收企业则采用焙烧(热解)预处理-机械拆解、物理分选-湿法冶炼等工艺进行回收处理。

回收效果层面,德国环境部资助的电池回收项目显示,火法冶金回收钴和镍可以,但对锂回收效果不好;湿法冶金对磷酸铁锂电池的综合回收率可达85%以上,对三元锂电池综合回收率可达95%以上。

动力电池回收产业面临的3大问题

表面上看,随着电动汽车的日益增多,动力电池行业即将爆发。但实际情况是,由于电动汽车整体保有量较小、电池使用寿命较长的原因,退役潮目前并未到来。

与此同时,由于该产业尚属起步阶段,配套的政策法规也多从宏观角度进行规范,具体的执行细则与配套的监管条例并未出台。而最重要的则在于,动力电池行业的回收成本大于回收收益,经济效益并不明显。

1、政策体系不完善

德美日等发达国家与我国一样,目前都在总体上制定了相关政策,明确规定了动力电池回收的流程和责任划分等安排。但由于该行业仍然处于早期,因此只有少数相关法律,并未形成体系。

例如我国政策规定了相关的责任主体,但是像是回收电池过程中的运输、处理要求、回收和二次利用价格体系,以及不同类型的电池的回收技术规范等细则尚未明确。与此同时,至于动力电池回收政策的执行具体谁来监管、不按照要求进行回收的处罚标准等问题也有待补充。

▲ 格林美联合比亚迪、三星建立的动力电池大循环体系。图片来源:车东西

2、回收经济效益低

无论是再生利用还是梯级利用,动力电池回收的经济效益都比较低。

首先来看再生利用这条路径。相关研究论文显示,目前1吨磷酸铁锂电池回收的成本在8500元左右,而回收所得市场价值仅为8000元,这意味着回收企业每回收一吨磷酸铁锂电池将亏损500元左右。

相对而言,三元锂电池因为含有大量的钴镍锰锂等金属,回收时的收益要高一些。但是由于钴是高毒性元素,并且废旧的三元锂电池化学性质依然很活泼,若操作不当,很有可能导致二次污染或者爆炸事故,所以其回收成本也更高,实际上回收活动的收益并没有提高。

那么用梯级利用的方式进行回收会带来更高的经济效益吗?

其实也并不划算。动力电池在电动汽车成本中约占三分之一,价格很高。而若将拆卸下来的废旧电池用于照明、取暖等领域多少有些大材小用的意思,并且其整体效益并不如电网供电来的划算。特斯拉CTO 、联合创始人之一Straubel此前也公开表示,特斯拉研究发现动力电池的二次利用并没有多大的经济效益。

当然,目前一些大型企业也在尝试利用退役电池组成大型储能站,用于光伏发电等领域。但是由于不同电池的容量、电压、形状不同等问题,进行大规模储能组网的效果是否如新生产储能设备有效还有待观察。

3、电池退役潮并未来临

目前渲染动力电池退役潮来临的观点有两个前提,一是认为动力电池的整体寿命只有4—5年,二是从2013年左右开始算起。但这种算法并不准确,一方面,我国电动汽车销量的高潮是从2015年开始,并在2016年和2017年持续爆发,2015年之前的销量整体规模很小。

另一方面,一些整车厂销售电动汽车时都打出了8年12万公里的质保周期,可见电池的设计寿命之长。如果从2015年新能源车销量开始爆发算起,第一波退役潮应该在2023年到来。

此外,普通车主对于动力电池的回收问题并不关心。即使过了8年质保期,一般车主仍会继续使用车辆,会对车辆进行整体出售,并不会选择主动将电池进行回收处理。

海外国家动力电池回收行业情况

1、德国——生产者、经销商和用户各尽其责

据车东西了解,德国的电池回收法案和报废汽车回收法案分别依据欧盟电池回收指令(2006/66/EC)和报废汽车指令制定。

2009年起德国《电池法》开始生效。依据法规,电池生产和进口商需在政府进行登记,经销商要组织回收,而用户则有义务将废旧电池交给指定回收机构。

同时,德国环境部资助了两个动力电池回收利用示范项目(Li BRi 项目和 Litho Rec 项目),并以此来促进德国废旧动力电池回收利用的研究。

车企方面,博世集团利用宝马Active E和i3纯电动汽车报废的电池建造了2MW/2 MW·h的大型光伏电站储能系统,实现了废旧动力电池的回收利用。

2017年奔驰与回收公司合作实施了全球最大梯次利用项目——Lunen ,该项目将1000辆 smart 的退役电池进行梯次利用,预计形成13MWh 的电网服务储能设施,退役电池有效梯级利用率将达90%以上。

2、美国——生产者责任延伸制度

美国是废旧电池回收管理方面法律最多的国家,主要从联邦、州级和地方三个层面构建法律体系。

美国联邦制定了《含汞和可充电电池管理法案》对废旧电池生产、运输等环节予以规范。并确定生产者责任延伸制度,美国蓄电池生产商负责组织回收废旧铅蓄电池。此外,美国借助消费者购买电池所支付的手续费和电池企业缴纳的回收费用作为废旧电池处理的资金来源。

科学研究方面,在美国先进电池联合会(USABC)和能源部的大力支持下,车用动力电池的研发与产业化已列入美国国家战略。

同时,美国很早就开始了车用电池梯级利用的系统性研究,USABC和美国能源部分别在1996年和2002年资助了动力电池回收技术研究。

车企方面,特斯拉走了一条和众多车企不同的路线——不采用梯级利用,直接拆解。2017年5月,特斯拉CTO 、联合创始人之一Straubel成立了名为Redwood Materials的新公司,主打电池回收,但该公司不属于特斯拉,而是面向全行业。

通用2011年开始就与全球最大的电力和自动化技术公司之一ABB合作实验用废旧雪佛兰Volt沃蓝达的电池组储存电能。利用五组使用过的雪佛兰Volt沃蓝达蓄电池重组可为3-5个美国普通家庭供电2小时。

3、日本——电池生产商负责,政府补贴

日本《促进建立循环型社会基本法》、《固体废弃物管理和公共清洁法》、《资源有效利用促进法》等构成了其完整的动力电池回收体系。2000年,日本政府就规定生产商对镍氢和锂电池的回收负责,电池回收后运回电池生产企业处理,政府给予生产企业相应的补助。

日本车企方面,日产“聆风”上市前和住友集团合资成立了4R Energy公司,主要从事电动汽车废弃电池的再利用。目前,在日本和美国销售或租赁的日产“聆风”汽车的报废电池可作为住宅和商用的储能设备。

丰田通过经销商网络对废旧电池先进行回收,再通过进入维修体系、梯次利用、拆解三类方式处理并投放到不同领域,在达到一定量后再进行处理利用。

4、海外各国政策较完善,但回收需求却很低

从前文的介绍可以看出,在动力电池回收方面,德美日立法相对更早,配套法律法规算是比较细致,但尽管各车企未雨绸缪,却无法改变动力电池回收效益低,回收量少的现状。

动力电池供应商多分布在亚洲,新能源汽车销量大半在中国,海外各国动力电池回收需求本来就低,加上很多汽车的动力电池还未到退役时间,海外各国的动力电池回收项目多是停留在实验与探索阶段。

国内动力电池回收行业:雷声大雨点小

回到我国来看,动力电池行业整体表现出一种雷声大雨点小的现状。

2018年2月26日,七部委联合印发《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,规定落实生产者责任延伸制度,汽车生产企业承担动力蓄电池回收的主体责任,相关企业在动力蓄电池回收利用各环节履行相应责任,保障动力蓄电池的有效利用和环保处置。

2018年5月17日,为加强新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理,工信部发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》(征求意见稿)公开征求意见。

8月1日,《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》(征求意见稿)正式实施,规定了监督流程,建立了溯源平台。

▲ 工信部发布的《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》(征求意见稿)

《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》第五条规定,车企承担动力电池回收的主体责任,主要体现在三个方面:

一是需委托销售商等通过溯源信息系统记录新能源汽车及所有人溯源信息,并在汽车用户手册中明确动力蓄电池回收要求与程序等相关信息;

二是要建立维修服务网络,依法向社会公开动力蓄电池维修、更换等技术信息,按照维修手册及技术信息要求对动力蓄电池进行维修、拆卸和更换,规范贮存,将废旧动力蓄电池移交至回收服务网点,不得移交其他单位或个人;

三是需建立动力蓄电池回收服务网点,负责收集废旧动力蓄电池,集中贮存并移交至与其协议合作的相关企业。

同时,电池生产企业承担相关责任,主要体现在两个方面:

一方面,电池生产企业在电池生产上要采用标准统一、协议开放、材质环保的易回收设计;另一方面电池生产企业应及时向汽车生产企业等提供动力蓄电池拆解及贮存技术信息,必要时提供技术培训,同时还要与车企协同,按照国家标准要求对所生产动力蓄电池进行编码,并及时通过溯源信息系统上传动力蓄电池编码相关信息。

政策的密集出台就像是吹响了冲锋号,一下子让动力电池回收领域热闹了起来。紧接着的就是各大车企、动力电池厂商和环保企业的密集布局。与此同时,媒体上关于2018年动力电池回收退役潮临近的论调也多了起来。

今年,比亚迪、长安等16家企业与中国铁塔公司结盟,将废旧动力电池用于储能领域。此外像是比亚迪、北汽新能源、云度新能源、上汽、华晨宝马等车企都有动作。

电池生产商方面,宁德时代与北汽、上汽、吉利等多家车企进行合作,布局动力电池回收业务,同时与湖南邦普循环科技有限公司达成合作,进行废旧电池的回收利用。

同时,比克电池、超威集团、国轩高科、中航锂电等均有开展相关业务。据悉,比克电池已实现年综合处理2万辆报废汽车和3万吨废旧动力电池的能力。

骆驼股份3月10日发公告称将投资50亿元在湖北省谷城县投资建设动力电池梯次利用及再生产业园项目。雄韬股份于1月4日发布公告称拟在赤壁高新区投资建设电池绿色环保回收再利用项目,总投资约为10亿元。

天奇股份于去年12月初宣告以近3亿元投资深圳乾泰,布局动力电池回收利用市场。12月25日再发公告称,拟通过并购基金收购主营业务为锂离子电池回收的金泰阁。

综合利用企业方面,去年,和比亚迪、三星合作的格林美公司成立了福建格林美再生资源有限公司,专门负责动力电池的回收业务;湖南邦普循环科技有限公司启动10万吨废旧电池资源化循环利用扩建项目;桑德集团与湖南宁乡县政府签订废电池资源化项目。

行业看似一片热闹,但总体仍然处于低水平发展阶段。

我国新能源汽车行业自2015年开始爆发,即使按照5年周期来算,2020年才会出现第一个退役高潮。据2010-2013年共销售的新能源汽车不到5万辆,分到各回收企业的就少之又少。更何况,动力电池设计寿命远不止5年,因此2018年并不会有很大的回收需求。

有车企人士在接受采访时透露,汽车卖出后所有权便到了车主手中,电池是最贵的汽车零部件,消费者不愿低价卖,回收企业不愿高价收,现在无论是车企还是报废回收企业,基本都是在自己砸钱做。

此外,表面看来,各企业都在布局,但实际上,当前真正落地的项目还很少,目前企业多是通过经销商和修理站等回收。不管是回收网点还是处理设施,都还处于不完善的阶段。

最后,我国动力电池回收未到时候的另一表现就是用户的责任和义务不明确,大部分车主在购买后根本不关心动力电池的回收问题,一是没有回收的意识,二是没有人监督和处罚,汽车置换或报废后动力电池通常去向不明。

所以总体来说,虽然此前有声音称动力电池退役大潮今年将至,动力电池回收产业也将迎来大发展。但不管是从政策层面还是从实际情况层面,这种判断并不靠谱。动力电池回收行业目前明显处于一个雷声大雨点小的境地。