《2020年我国退役动力电池将达20万吨!》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2019-06-18
  • 随着新能源车的使用愈发普遍,动力蓄电池的回收利用成为业界关注的热点。作为新能源车产销大省,江苏5月24日在南京成立新能源汽车动力电池回收利用产业联盟,为推动新能源汽车电池在各领域的循环利用探索新出路。

    动力电池迎来首波“退役潮”

    近年来,随着新能车的爆发式增长,新能源动力电池的使用也愈发频繁。今年前四个月,我国新能源汽车产量和电池使用达36.8万辆和17.7G瓦时,同比增长95%和117%。

    工信部节能与综合利用司司长高云虎介绍,我国已迎来首个动力电池“退役潮”,退役电池主要集中在新能源汽车保有量较大的京津冀、长三角及珠三角地区。至2020年,我国退役动力电池累计约达20万吨,至2025年将达78万吨。

    截至去年,江苏省新能源汽车保有量已超12.4万辆,约占全国的5%,动力蓄电池装配量占全国的6%。江苏省工信厅节能与综合利用处提供的数据显示,到2020年,江苏退役动力蓄电池预计约为2万吨,到2025年将达8万吨左右。

    “如果不能对大量的退役新能源电池进行有效利用和管控,将造成新的资源浪费和环境污染。”高云虎表示,在大力发展新能源汽车的同时,必须重视动力电池的回收利用。去年,工信部等七部委发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,部署新能源汽车电池回收利用工作,江苏等17个地区被国家列为试点地区。

    退役电池回收利用前景看好

    记者了解到,一般新能源汽车动力蓄电池的使用年限是5到8年,当电池容量衰减至80%以下时,就要被淘汰。然而,新能源汽车上“退役”的动力蓄电池经过检测、维护、重组等环节,还可用在储能、分布式光伏发电、家庭用电、低速电动车等领域,这就是梯次利用。

    目前,全国已经有58家汽车生产企业在全国建立3500个动力电池回收网点。据预测,到2020年,动力电池回收量将达24.76万吨,动力电池回收利用未来将是“百亿级”市场规模的产业。

    “从汽车上退役的电池,可以用做基站里的24小时不间断电源。”江苏铁塔副总经理戴海兵介绍,银行、培训学校、药房都需要不间断电源,用这些锂电池来替代原有的铅酸电池,不仅能量大而且寿命长。去年起,江苏铁塔开始将备用电源替换为新能源汽车上报废的锂电池,目前在江苏已替换了4000多组。这些电池都装上了物联网芯片,可以实时传递电池容量、放电时长、温度等40余种参数。

    国网江苏综合能源服务有限公司总经理蔡钧介绍,当电池容量降到30%时,基站就无法使用了。但大批的电池还能储能,夏季波峰来临电网供电不足时,可以用来补电。“当动力电池容量降到10%时,还可继续进行拆解回收,金属元件等通过重新利用即可变为新电池原料。”格林美(无锡)能源材料有限公司相关负责人介绍说。

    戴海兵介绍,把汽车退役电池拆解后,用来给电动自行车换电,也是一种非常好的再利用方式,对于分秒必争的外卖行业尤为合适,目前无锡已有几千组电池正在参与试点。

    行业数据显示,2018年梯次利用市场规模约8.98亿元,而回收拆解市场规模约3.19亿元,从趋势来看未来梯次利用将是主流。

    梯次利用,还需迈过哪些坎

    尽管“退役”动力蓄电池梯次利用已成发展共识,但这还是一个崭新的领域,有一些问题亟待解决。业内人士表示,主要瓶颈一是退役电池的追溯,二是信息不对称,三是行业标准尚不完善。

    电池追溯管理方面,目前已有所突破。高云虎介绍,我国采用动力电池的溯源管理,通过物联网技术,向电池内植入芯片,目前已经有超过530家产业链上下游企业加入其中,累计上传溯源信息约62万条,“基本上每一块电池都能追溯到生产厂家。”

    江苏从2018年开始部署新能源汽车动力电池回收利用工作。今年2月,江苏省发布通知,明确以南京、南通、扬州、无锡4个地区为重点,逐步构建辐射长三角、各有侧重、优势互补,并有序竞争的动力蓄电池全生命周期价值链回收利用体系。

    此次江苏省继广东之后组建省级汽车新能源电池回收利用联盟,由中国铁塔江苏公司、国网江苏综合能源服务有限公司牵头,吸纳新能源汽车生产企业、动力电池生产企业、汽车运营维保企业、回收拆解企业、梯次利用企业、再生利用企业、相关科研和金融第三方服务机构等上百家产业链上下游相关企业参与,着力破解产业创新协同、上下游信息不对称等难题。

    作为联盟秘书长,戴海兵介绍,联盟将在今年内对动力电池保有量、退役动力电池数量、退役动力电池的处理环节进行调研,建立完善省内动力电池回收利用体系,组织制定相关联盟标准,推动建设动力电池综合管理信息平台,并与国家电池溯源管理平台数据实时对接。

    “我们率先搭建起电池回收利用平台,当未来动力电池大规模退役时,平台就能充分发挥作用。我们也希望依靠这个平台吸引省外企业落户江苏。”戴海兵表示,未来,动力电池回收领域必将迎来更大的发展空间。

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    • 截至目前,中国新能源汽车保有量将近300万辆,预计今年也是约125万辆。随着大量的新能源汽车进入市场,考虑到新能源汽车动力蓄电池的使用寿命据预测2020年我国动力蓄电池回收量约20万吨,2022年将突破30万吨。 “虽然2019年国内新能源汽车行业发展失速,但是政府的长期规划目标并未改变”,浙江华友循环科技有限公司副总经理高威乔预计,“2020年以后,国内新能源汽车市场仍将维持向好发展。” 在ABEC 2019论坛,高乔威分享了废旧动力蓄电池回收背景与现状、动力电池全生命周期价值链、动力电池回收存在的问题等。高威乔说,截至目前,中国新能源汽车保有量将近300万辆,预计今年也是约125万辆。随着大量的新能源汽车进入市场,考虑到新能源汽车动力蓄电池的使用寿命据预测2020年我国动力蓄电池回收量约20万吨,2022年将突破30万吨。 三元锂电池更具拆解回收价值 高威乔介绍说,就细分材料体系来看,磷酸铁锂与三元材料是动力市场的主流,且三元体系占比呈现逐年上升态势。 虽然磷酸铁锂电池的循环寿命较长,但是由于其下游多为客车、专用车等使用频率较高的车型上,因此实际磷酸铁锂电池的使用年份以3-5年估算。退役的磷酸铁锂电池并不具备太高的拆解价值,主要应用于梯次利用环节。然而,也并非所有退役的磷酸铁锂电池都能用于梯次利用市场。 三元材料由于循环寿命较短,退役后不适合使用在梯次利用市场,会直接进入拆解回收渠道。虽然三元材料的循环寿命不如磷酸铁锂,但是由于其下游主要是乘用车市场,实际使用年份会更长一些,大概在4—6年之间。 高威乔特别提到,钴是比较稀缺的,钴在三元材料中可以提高循环和倍率性能以及稳定材料层状结构的作用,是三元材料中不可替代的一部分。 伴随着未来新能源汽车的持续放量,三元正极材料厂商也将大幅扩产,从而导致钴的需求增加。同时,政策逐步引导新能源汽车能量密度不断提升,三元材料仍将逐渐成为正极材料的主流, 未来三元前驱体与三元正极材料扩张速度更剧烈。 动力电池回收市场存在的问题 但是,处理废旧动力电池, 比处理其他一般普通电池, 除了需要更多的资本投入以外,还面临以下六大问题: 一是技术有难点。目前动力锂电池型号标准不一,一致性较差,即使是同型号电池,用户使用情况千差万别,退役后同样存在一致性差的问题。这些问题导致对退役电池进行检测和分类的难度和成本较高,重新打包后形成的梯次电池质量、寿命等方面存在缺陷。 二是经济性不高。梯次电池由于质量和寿命的问题,其市场竞争力并不是很强,而其成本又限制了其价格竞争力。电池厂甚至更愿意生产并推荐使用B级电池(即次一级的全新电池,其价格低于A级电池,而其性能、安全性等各方面又明显高于梯次电池) 三是较快的电池升级迭代,增加了梯次电池未来的不确定性。“电池技术升级较快,能量密度可以说是一年一个台阶。即使是在储能、低速车等领域,4-5年以前的动力电池,梯次利用是否还有可用价值,有很大的不确定性。”高威乔解释说。 四是回收价格混乱,定价体系尚未建立。这一点涵盖回收再利用和梯次利用两个方向。动力锂电池的回收价格影响因素比较多,包括电池类型、残值(如果要梯次利用的话)、当时的原料(主要是贵金属)价格、当时的动力电池价格、运输成本等等。目前没有统一的回收定价标准。 五是动力电池相比其它的蓄电池危害性要大,在存储和运输环节都存在安全隐患。 六是动力电池回收发展有过热迹象,产能扩张明显快过退役电池的放量,一些较有前瞻性的业内人士已开始呼吁行业规范有序发展。 “电池回收市场体量不够,市场还是混乱的状况,体系、产业模式都不完善,还有一两年时间的震荡期,包括新能源汽车的市场也不是很明朗,可能2021、2022年才是动力电池回收产业的火爆,真正的风口可能在那时才能吹起来。”高威乔总结说。
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    • “一方面,受回收渠道不顺畅等多方面因素影响,现阶段退役电池数量并不多;另一方面,目前退役的动力电池以磷酸铁锂为主,这种电池金属含量少,回收效益偏低。” 新能源汽车国家大数据联盟日前发布的数据显示,预计到2020年,我国退役动力电池量累计将达到25GWh(约20万吨),2025年约116GWh(约78万吨)。 动力电池“退役潮”将至,其回收利用问题开始引发大量关注。目前我国动力电池回收利用进展如何?退役电池如何才能跟得住、收得回、用得好? 1 回收利用成热点 中国汽车工业协会统计数据显示,截至今年7月底,我国新能源汽车产量累计达373万辆,动力蓄电池总装配量超过176GWh,产业规模位居世界首位。业内人士表示,动力蓄电池大量退役后,如果不经妥善处置和价值最大化利用,将威胁公共安全,造成难以逆转的环境污染,并浪费宝贵的有价金属资源。 “‘退役’不等于报废,而是回收利用的开始。”电子科技大学材料与能源学院教授吴孟强说。从目前情况来看,退役电池主要有两个去向:一是梯次利用,如用于储能系统、移动电源、通信基站备份电源等;二是再生利用,即将电池拆解,对原料和金属提炼后再次使用。业内普遍认为,动力蓄电池容量衰减小于20%,可以满足汽车使用;衰减在20%-40%,可以满足梯次利用;衰减在40%以上时,就要进行再生处理。 为加强动力蓄电池回收利用管理,主管部门先后出台相关规定:2018年2月,工信部、科技部等七部委联合发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,明确规定汽车生产企业承担动力蓄电池回收的主体责任,落实生产者责任延伸制度;2018年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,规定了监督流程,建立了溯源平台;随后,《新能源汽车动力蓄电池回收利用试点实施方案》紧跟出炉,提出在京津冀、上海等17个地区,以及中国铁塔公司开展试点,探索技术经济性强、资源环境友好的多元化回收利用模式。 在政策引导和市场驱动下,相关企业纷纷入局,初步形成了以汽车生产企业、电池供应商和第三方企业为主体的动力电池梯次利用和回收体系。据工信部节能与综合利用司司长高云虎介绍,截至今年9月,已有89家汽车生产企业在全国设立了5116个动力蓄电池回收服务网点。 2 现实阻碍不少 动力电池回收利用市场潜力巨大,但从实际情况看,面临的现实阻碍也不少。 “目前仅有两成左右的产能得以运用,难以维持工厂的正常运转。”天津赛德美新能源科技有限公司相关负责人一脸愁容。 这并不是个例。记者了解到,由于回收规模尚未形成,规模效应难以实现,不少合规回收企业都面临着盈利难题。 “一方面,受回收渠道不顺畅等多方面因素影响,现阶段退役电池数量并不多;另一方面,目前退役的动力电池以磷酸铁锂为主,这种电池金属含量少,回收效益偏低。”中国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙道出了其中的原因。 回收渠道不顺畅的一个突出表现,就是大量“小作坊”的存在。一位电池回收从业人员告诉记者,“小作坊”没有营业资质,不受环保监管,运营成本较低,往往通过高价回收废旧电池扰乱市场秩序,挤压正规回收企业的盈利空间。同时,“小作坊”工艺设备落后,拆解技术不过关,通常只收取最有价值的部分,其余一弃了之,对环境的危害极大。 除了回收渠道不畅,动力电池回收利用的一些技术难点也有待突破。据专家介绍,目前比较核心的技术难点有三个:一是动力电池设计精细复杂,且标准不一,电池包尺寸、种类、结构设计、工艺技术等具有多样性,拆解技术难度大;二是梯次利用或拆解时,对电池厂家核心技术的保护、退役电池的残值评价、多种电池的兼容性处理等方面,尚未形成较为成熟的技术路线;三是有价金属高效提取等关键技术、回收拆解装备及污染防治水平有待提升。 3 跟得住、收得回、用得好缺一不可 难题的解决并非一朝一夕就能完成。刘彦龙表示,动力电池回收利用市场将在发展过程中逐步完善、成熟,这其中,构建高质量、高水平、高效率的回收利用体系是关键。要实现回收利用最大化、污染最小化,跟得住、收得回、用得好缺一不可。 跟得住、收得回,主要依托动力蓄电池的溯源管理。这一点,在工信部日前发布的《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件(修订征求意见稿)》(以下简称《修订稿》)中得以凸显:在对综合利用企业“技术、装备和工艺”的总体要求中,新增一条“应满足新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理有关要求,具备信息化溯源能力,如溯源信息系统及编码识别等辅助设施设备。”在“产品质量和职业教育”条款中,《修订稿》对回收利用企业的要求也从此前的“建立完整的可追溯体系”升级为“建立完整的信息化生产过程管理体系”,从而有利于形成更加完整和成熟的废旧动力电池综合利用数据库。 用得好,则要在梯次利用上下功夫。据了解,中国铁塔公司是目前退役动力电池梯次利用的最大用户,已在全国约30万基站的备电领域使用梯次电池量约4Gwh,相当于10万辆电动乘用车的退役电池量。 应对动力电池回收难题,除了需有政策支持,最主要的还是汽车生产企业、电池供应商与回收企业之间建立起紧密的合作关系。业内专家表示,动力电池厂最了解电池构造,可以在电池设计环节充分考虑梯次利用和便于拆解的场景需求,制造易拆解的动力电池;整车厂回收动力电池较为方便,应加快完善电池回收体系,降低电池收购成本;回收企业则需加大技术投入,在提高拆解效率和经济利益上持续发力,降低固定成本支出。 上述未具名专家还指出,保证动力电池回收环保、安全是重中之重,政府和行业必须加强监管,将已发布的相关管理规范及标准体系落实到位,淘汰技术落后、高耗能、高污染的电池回收企业,整治当前一些不规范的“小作坊”承担回收利用主体的局面,避免废旧电池流入不法商贩手里。