《破解动力电池回收课题》

  • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2021-12-12
  • 动力电池容量衰减,无法支撑续航里程,换一块新电池却花费不菲。近段时间,新能源汽车废旧电池的回收处理问题受到广泛关注,成为我国新能源汽车产业发展中亟待破解的课题。

    新能源汽车废旧电池的回收处理,看似是一个末端问题,实则是行业可持续发展的必要条件。目前,我国新能源汽车在汽车销量中的占比已超过11%。随着新能源汽车保有量的快速增长,我国将迎来第一波新能源汽车动力电池退役潮,大量新能源汽车的动力电池将进入报废环节。妥善做好回收利用工作,不仅能促进电池金属原料的循环利用、减少对源头矿产资源的依赖和环境污染,助力双碳目标实现;还有助于更好激发消费意愿、促进汽车消费,培育壮大动力电池回收产业发展,实现经济效益与社会效益的双赢。

    近年来,为应对动力电池回收利用问题,相关部门接连发布一系列政策举措。今年7月初,国家发改委等联合发布通知,提出完善新能源汽车动力电池回收利用溯源管理体系;今年8月,工信部等5部门联合印发《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法》,加快推进动力电池回收利用体系建设。截至9月底,171家新能源汽车生产及综合利用企业已在全国设立回收服务网点9985个。也应看到,由于处理成本高、赢利困难、管控不严,在正规渠道之外,仍有不少退役的动力电池流入小作坊,带来安全和环保隐患,这一现象的治理需要相关部门及时出手、行业企业同心联手。

    规范竞争市场,“有形之手”须积极作为。破解废旧动力电池回收利用难题,规范流向渠道是当务之急。既要管好“增量”,让新增动力电池流向有迹可循,也要约束“存量”,以强制举措限制不正规回收企业的野蛮生长,净化电池回收市场。与此同时,收得进来,更要能用得出去,应进一步明晰梯次利用产品的生产、使用、回收利用全过程的相关要求,并大力培育和支持废旧电池梯次和再生利用的企业“能手”,引导退役电池有序回收利用。

    提升回收效率,“无形之手”须多主体共同发力。动力电池回收利用产业涉及新能源汽车及电池生产商、终端利用企业,覆盖面广、产业链长。发展好电池回收这一产业,还需上下游企业“多手联弹”。应该看到,无论是抑制灰色产业链生存发展,还是落实动力电池全生命周期溯源管理,都需要产业链相关企业采取联合行动,维护良好行业生态,培育梯次利用市场,有效开拓电池回收这片蓝海。

    多方出手,是为了新能源汽车产业长远发展“留足后手”。在实现碳达峰碳中和目标的大背景下,我国新能源汽车产业必将迎来更大的发展,而动力电池回收利用也必须步入规范化发展的正轨。有关部门应从法规政策、技术标准等方面,加快推动动力电池回收利用,助力新能源汽车产业行稳致远;对于相关企业而言,不妨将目光放得更加长远,加速布局相关产业,为自身可持续发展、培育新增长点埋下更多“种子”,在未来新一轮竞争中占得先机、大显身手。

  • 原文来源:http://www.cnenergynews.cn/
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    • 近年来,在政策扶持和市场发展双轮驱动下,新能源汽车的产销量急速增长。回顾刚刚过去的2021年,我国新能源汽车产销分别完成354.5万辆和352.1万辆,同比均增长1.6倍,火热的市场需求难以抵挡。 然而,伴随新能源汽车保有量的持续增长,批量“退役”的动力电池问题成为关注的焦点。 据工业和信息化部官网消息,工信部等八部门近日印发加快推动工业资源综合利用实施方案。方案提出,推动产业链上下游合作共建回收渠道,构建跨区域回收利用体系;推进废旧动力电池在备电、充换电等领域安全梯次应用。 作为整车“心脏”的动力电池,不仅成本高,回收难度更高。当前,动力电池回收行业政策愈发明晰,二级市场投资热情也瞬间被点燃。 动力电池回收“催生”新蓝海 众所周知,电池并不能像普通的垃圾一般随意处理掉,如果置之不理对于土壤和水源可能产生长期的环境污染问题,所以动力电池处理回收亦不简单。 根据国家规定,动力电池容量衰减至额定容量的80%以下,就面临退役、被强制回收。对于报废的动力电池主要有梯级利用和回收再生两种处置方式。 具体看,梯级利用是将电池的使用寿命延长,即将剩余容量较高的退役电池在低要求的电池领域进行二次使用;回收再生则通过干法、湿法等特定回收工艺筛选再生得到有价值的金属材料。 相较而言,报废拆解回收流程相对简洁,为目前电池回收的主要技术手段。而梯次利用的退役电池目前主要被应用于储能、电信基站、低速电动车等领域。 从产业链角度看,回收回来的电池,还需要经过炼制,形成再生可利用原料才可供上游厂商生产销售。即是说,动力电池回收产业链划分为“回收—再生利用—销售”三个环节。 要知道,2021年新能源上游原材料一度趋于紧缺,在供不应求的市场供应格局下,再生资源回收利用逐步得到了重视,一定程度也促进了新能源汽车产业的可持续发展。 站在市场的角度,在动力电池回收行业逐步放量的背景下,回收产业链有望成为一个千亿级市场。国家能源署预测,未来10年该行业的规模将会达到1648亿元,或将成为一个新的爆发行业。 巨头争相抢食大蛋糕? 值得一提的是,由于动力电池回收产业正处于起步阶段,回收系统尚未成熟,正规的回收企业仍然比较少,目前经过工信部“认证”的拥有合格回收资质的企业只有27家。 其中,电池厂商宁德时代旗下子公司邦普循环现有处理废旧电池总量超12万吨/年,回收处理规模和资源循环产能均属亚洲前列。 “钴爷”华友钴业已有废旧动力电池回收处理产能6.5万吨/年以上;主营报废汽车拆解业务的天奇股份,现有回收规模达2万吨/年,计划2023年回收处理能力达到5万吨/年。 “固废回收龙头”格林美则与全球超250家整车及电池厂签署电池回收协议,共同布局动力电池回收再利用,目前该公司年回收处理废旧电池量占中国报废总量的10%以上,2025年预计回收动力电池达25万吨。 面对庞大的电池回收市场,以及可预见的市场前景,汽车后市场龙头也开始顶上这块“肥肉”。 比亚迪作为最早一批布局新能源汽车市场的车企,也是最先布局动力的电池的回收工作,目前已在全国设立了近40个的动力电池回收网点。2021年12月比亚迪宣布成立新的电池公司,重点对废旧蓄力电池回收再利用。 整车厂蔚来汽车选择与宁德时代、国泰君安等企业共同投资了电池资产公司“蔚能”,目标不只是做回收,而是要做电池的全生命周期管理;福特汽车宣布与美国最大的锂离子电池回收公司Redwood合作,致力于建立电池回收和电动车电池的供应链。 面对各方巨头的加速入场布局,动力电池回收市场竞争将日益激烈。值得期待的是,随着动力电池回收监管政策相继出台,对回收企业的各项要求正在补充完善,对产业链上各环节企业的相关责任亦逐渐明确。 动力电池回收利用标准制定速度加快,未来相关细分领域的电池回收利用标准会逐步扩充,进一步促进行业规范化发展,动力电池回收再生市场放量在即。 随着新能源渗透率快速提升,动力电池占比逐步提升,2030年动力电池占比预计将达到61%,2035年动力电池占比预计将达到70%。电池回收再生作为电池后周期行业,将显著显著受益于客观的累计装机规模与未来持续装机高增,电池回收行业维持长周期高景气。
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    • 随着电池技术的进步和价格的降低,预计未来几年电动车的需求会持续增加。根据IEA(InternationalEnergyAgency)的数据,到2030年,全球道路上的电动车数量可能会达到1.25亿,意味着处在生命周期不同阶段的电池的数量也会相当高。所以替换下来的动力电池问题逐渐引起了人们的担忧,如果处理不当造成污染,还会抵消电动汽车带来的好处。 典型的动力电池使用寿命约为7-10年。然而,即使在第一个生命周期之后,这些电池仍具有足够的储能容量,可用于其他要求相对不高的应用。废旧电池的一些材料还可以提取以便重复使用,这引发了电池回收和再利用的全新业务。目前,许多公司正在探索如何从废旧电池中有效地提取材料以及如何在其它领域中使用废旧电池。 主机厂主导 意识到旧电池可能会是一个新的收入来源,许多主机厂现在都在考虑进行电池回收的工作。奥迪最近宣布与比利时材料技术和回收集团Umicore完成了电池回收战略研究合作的第一阶段。两家公司正在开发一种可重复使用的“高压电池元件闭环”。奥迪和Umicore还在研究回收原材料的原料库概念。今年6月,两家公司开始合作回收电池。在此之前,奥迪表示,它分析了A3e-tronPHEV的电池,并确定了回收方式。该公司还研究了钴、镍和铜等电池组件的可能回收率。奥迪声称,在实验室测试中,95%以上的材料可以回收再利用。 去年10月,宝马、Northvolt和Umicore组成联盟,计划在欧洲为动力电池开发完整、可持续的价值链。计划从设计可回收电池与其生产流程开始,先是作为动力电池的长时间使用,二次使用可能作为一个储能设备。在电池生命周期完全结束后,再被回收,其中的原材料被提取再利用,从而完成循环。在这项合作中,宝马将专注于电池开发,Northvolt会在瑞典建立电池生产设施,Umicore将专注于材料循环和回收。 去年3月,日产宣布与住友在日本Namie建立日本首家动力电池回收厂,该工厂将由两家公司的合资企业4R能源公司运营。工厂回收和再加工的电池将为电动车、大型储能系统和电动叉车提供世界上第一种可更换的再加工电池。丰田也在探索动力电池的潜在应用,该公司已与日本中部电力公司合作,建立了一个大容量的蓄电池系统。 日系主机厂们正在共同致力于一个回收项目。据报道,日本主机厂协会(JAMA)和日本经济产业省公布了一项由日本主机厂们发起的联合项目,旨在收集使用过的锂电池,并建立一个回收系统。由汽车产业在东京成立的“日本汽车回收伙伴关系”(JapanAutoRecyclingPartnership)将负责这个项目,回收设施最初将在北海道、秋田、茨城县、爱知、冈山、广岛和山口等7个县建立。 美国的三大(FCA、福特和通用)也正在动力电池回收业务方面进行着合作。去年11月,三家的合作组织美国先进电池联盟(USABC)授予了伍斯特理工学院(WPI)108万美元(真抠门儿啊~),用于锂电池回收第二阶段使用的项目。此前,USABC在2016年2月就给过WPI一个100万美元的合同,以扩大和开发其在PHEV电池正极材料的回收。三家早在2016年就对电池回收进行了投资,反映出主机厂们为建立稳定的电池和电池材料供应链的危机感。 材料供应商和电池供应商也加大了对这一领域的关注。据报道,Umicore计划在未来10年加大对电池回收能力的投资。该公司目前的废电池回收能力约为7,000吨,相当于约15-20万台电动车的电池。而该公司也看到了电动车及PHEV在未来几年内会激增的趋势,正在加紧扩大规模。同时也有传闻说三星SDI也计划入股一家回收技术公司,并签署了一项长期的钴供应协议。 材料回收 随着对动力电池需求的不断增长,引发了一场关于钴和锂等原材料的市场争夺。这些原材料供应掌握在包括澳大利亚、智利、阿根廷和中国在内的少数几个国家,使得供应链在本质上处于寡头垄断状态,因此许多主机厂将电池回收视为避免过度依赖有限的原材料来源的方法之一。根据FT2017年9月发表的一份报告,加拿大电池回收公司Li-Cycle估计,锂电池中的锂、钴、铜和石墨等原材料中近90%都可以从旧电池中回收。然而,回收材料的效果将在很大程度上取决于回收方法的成熟程度。钴的提取将是未来的一大重点。多年来,因为原材料供应源的紧张,极大地推高了这些原材料的价格,尤其是钴和锂的价格。钴的价格从2016年1月的每吨2.35万美元跃升至2018年3月的9.5万美元。之后价格略有回落,目前徘徊在每吨5.5万美元左右。 目前,原材料的价格上涨令人担忧。然而,目前许多电池供应商都在朝着“无钴化”的方向努力。在这种情况下,钴元素的后续处理将更为不明朗。根据德国HIU(HelmholtzInstituteUlm)和卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的一项研究,2050年钴的需求可能是目前探明储量的两倍。据研究人员称,这引起了人们对未来锂电池的短缺和价格上涨的强烈担忧。 供应链的限制和价格上涨等因素可能会推动电池供应商转向其他原材料,这些原材料更容易获得,性能特征类似于作为电荷载体的锂和作为正极重要原材料之一的钴。研究人员考虑的一些可能的替代材料是钠、镁、锌、钙和铝,这些被统称为“后锂系统(Post-lithiumSystem)”。而释放后锂系统的潜力,开发这些创新的、高能量的电池,使其走向市场成熟是非常重要和紧迫的。 2019年1月,欧盟宣布将资助一项开发可充电镁电池(RMB)的E-Magic项目。该项目由Cidetec基金会协调,目标是开发密度超过400Wh/kg的RMB,成本低于100欧/kWh。欧盟将奖励670万欧元给E-Magic项目,该项目将持续到2022年底。镁电池被视为是锂电池的一种可行替代品,更安全、更便宜。根据HIU的研究,镁电池在充电过程中形成的枝晶较少,这是使用锂金属负极时面临的主要安全挑战。它的制造成本也较低,因为它与空气的反应速度低于锂金属,因此更容易加工。 就目前而言,回收主流电池材料的努力有望获得重大进展。最近,AmericanManganese(美国一家专业金属公司)因其锂电池回收技术,收到了美国专利局的“许可通知”。这种新型的回收技术可以回收钴、镍、锰、铝和锂等正极材料,同时可以重新用于制造新电池的正极材料。 政府的角色 到目前为止,电动车市场的增长很大程度上依赖于政府的政策,从鼓励买家到为销售端的鼓励。预计主要市场的政府将在动力电池回收和再利用方面采取类似的做法。2018年3月,欧盟委员会与雷诺等合作伙伴签署了一项名为《从电动车到回收:电动车的良性循环》(FromE-Mobilitytorecycling:thevirtuousloopoftheelectricvehicle)的创新协议,以解决动力电池的回收再利用问题。该协议将着眼于在欧盟和国家层面上,推进动力电池的二次使用,并找出其中可能存在的立法和监管障碍,以及克服这些障碍的方法。 中国政府也通过了相关的临时法规,要求主机厂负责建立回收废旧电池的设施。根据规定,主机厂必须建立回收渠道和服务网点,以便旧电池可以被收集、储存和转移到专业的回收商。法规中还要求新能源电池生产商提供拆解和恢复产品的技术信息,并向主机厂提供必要的培训。据ChinaDaily2018年2月的报道,工信部计划与国家质检局共同建立统一的信息跟踪平台,加强动力电池相关信息的共享和跟踪。 目前,该行业需要关注两个关键领域。首先,电池需要有一个标准化的设计,这将使电池回收更加系统和易于普及;其次,从废旧电池中提取和再利用材料的整个过程必须在经济上可行。