新能源汽车市场火热,动力电池亟待实现“绿色回收”

汽车电动化已成为大趋势。然而,持续高速增长的巨量电池需求,推动了上游资源价格的暴涨,尤其是镍、钴、锂等金属,近年来价格上涨甚至超过10倍。建立一个成熟的电池回收再利用体系,对于从根本上缓解当前和未来供应链问题、推动中国从新能源汽车大国走向新能源汽车强国,有着重要且积极的意义。

燃油车时代,中国输在了起跑线。新能源汽车时代,中国企业技术上已经走到了世界前列,产能上更是遥遥领先,借助循环再利用补上资源短板后,产业链的优势必将更为稳固。

【上篇】千亿市场:动力电池回收高峰期到来

李少鹏 覃秘 陈啸雨

“今年上半年,我们动力再生公司做了9000多吨(电池),超过了去年一年的量。现在仓库里堆满了报废电池,正在扩产。”8月2日,格林美(武汉)城市矿产循环产业园副总经理、武汉动力电池再生技术有限公司董事长张宇平介绍。

就在此前一天,工业和信息化部节能与综合利用司召开新能源汽车动力电池综合利用工作座谈会时,相关负责人表示将研究制定《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理办法》和行业急需标准,健全动力电池回收利用体系,支持柔性拆解、高效再生利用等一批关键技术攻关和推广应用,持续实施行业规范管理,提高动力电池回收利用水平。

总体上看,中国的新能源汽车产业已经跑到了全球前列,循环再利用可以补上资源短缺的短板。“眼下,动力电池回收利用市场相当火爆,大量资金涌入,大家都期望能在千亿级的市场分一杯羹。此时要尤为冷静,脚踏实地,真正实现从绿色能源到绿色回收。”张宇平说。

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动力电池回收迎来高峰期

为什么在这两年,建立动力电池回收系统突然成了一件迫在眉睫的事情?因为新能源车“井喷”了。

2015年至2020年,我国全年动力电池装机量从16GWh增长至63.6GWh,年复合增长率超过50%。到了2021年,我国全年动力电池装机量达到154.5GWh,占全球总装机量的52%。中汽协最新统计数据则显示,2022年1至7月,我国动力电池装机量达到134.3GWh,同比增长高达110.6%。

新能源汽车猛踩油门,让动力电池回收的问题愈发急迫。考虑到动力电池的平均4~6年的有效寿命以及5~8年的使用年限,结合2014年开始的电动车快速普及,2021年底,我国迎来了第一批电池退役高峰。

事实上,在新能源车高速发展的同时,动力电池回收行业并没有闲着,而是在积极完善自身体系。2017年2月出台的《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》提到,鼓励电池生产企业与综合利用企业合作,在保证安全可控的前提下,按照先梯次利用后再生利用原则,对废旧动力蓄电池开展多层次、多用途的合理利用。

“动力电池回收利用体系的建设是一个循序渐进、不断完善的过程。”工信部节能司副司长尤勇表示,当前动力电池的回收利用市场正在发生深刻变化,在市场作用驱动下,动力电池回收利用商业模式正在不断创新,产业链分工也更加细化。

动力电池回收产业取得的成绩有目共睹。工信部统计数据显示,目前我国已在31个省区市326个地市级行政区建立了1万多个回收服务网点。据国家动力电池溯源平台数据分析,截至今年3月底,我国再生利用企业已资源化回收处置6.4万吨废旧动力电池,梯次利用已处置7016吨废旧动力电池,并以此生产了780MWh的梯次产品。

急速增长的新能源车市场,带来动力电池批量退役的巨大压力。基于动力电池产销量和生命周期,相关部门预计,到2025年我国动力电池累计退役量将达到108万吨。若不能得到恰当处置,如此巨量的退役电池既是对资源的浪费,也对环境危害甚大。

如何把现有技术优势、回收体系优势转化为产业优势、效益优势,成为行业上下普遍关心的问题。广汽集团董事长曾庆洪认为,需要制定长期的发展规划,严控资源开采,加快电池回收的体系建设,突破核心技术,加强协调合作促进动力电池产业健康发展。

产业链已基本打通

“邦普循环镍钴锰的回收率已经达到了99.3%,锂的回收率达到了90%以上。”7月下旬在四川宜宾举行的2022世界动力电池大会上,宁德时代董事长曾毓群表示,矿产资源并不是产业发展的瓶颈,电池里面绝大部分材料都可以循环利用。邦普循环是宁德时代控股子公司,也是国内领先的废旧电池循环利用企业。

与大众通常的认知不同,在专业人士看来,资源再生只是电池报废后的最后一步,在此之前,要尽可能地进行梯次利用,做到物尽其用。具体来说,是指对废旧动力蓄电池进行必要的检验检测、分类、拆分、电池修复或重组为梯次产品,使其可应用至其他领域的过程。难度是显而易见的。退役电池究竟还能不能用、怎么用?这需要识别判断。相比于新电池,退役电池的安全性和性能之间差异较大,在梯次利用前需要对电池状态的价值进行判断,并评估其剩余寿命和安全性。

一些示范项目的成功运营,增加了梯次利用从业者的信心。去年7月,南京地区100台顺丰电动三轮车参与了顺丰集团与华友钴业合作开展的铅酸电池换锂电池测试项目。测试结果显示,梯次利用锂电池相较普通铅酸电池,重量轻、动力强、续航长、充电速度快,目前已安全行驶50万公里。

据华友钴业相关负责人介绍,公司打造了“城市智慧能源互联网梯次利用”服务模型,积极推进物联网、智慧城市、新能源储能等领域的梯次锂电池应用,包括5G无人物流车、外卖或快递电动车、城市环卫电动车等应用场景,已在北京、上海、深圳、广州等60多个城市运营。

经济价值是推动行业进步的源动力。华友钴业总裁助理、华友循环总经理鲍伟介绍,回收行业通过梯次利用和再生利用,使锂电池全生命周期的成本降低了20%以上。

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资本涌入时尤需冷静

“行业前景广阔、梯次利用示范效应明显、再生技术已取得突破等,让大家嗅到商机。”有接受采访的业内人士表示,近两年受锂电上游原材料价格大涨等因素影响,资本大量涌入。据中商产业研究院数据,2020年电池回收相关企业注册量为6609家,2021年新增2.8万家,预计2022年注册量将突破4万家。

在回收渠道方面,截至2022年1月,工信部认定的新能源汽车动力蓄电池回收服务网点共14899个。早在2018年,工信部发布了《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业名单(第一批),华友钴业、格林美、邦普循环、光华科技和赣州豪鹏5家企业入选,被业内称为“白名单”或“正规军”。截至目前,白名单企业已有47家,其中近20家拥有再生资质(部分企业拥有多个资质)。

“行业还没完全发展好就开始内卷了,这不是我们应当提倡的。”中国工程院院士孙逢春表示,要谨防回而不收、收而不用、收而滥用等问题。

据了解,武汉动力再生目前聚集了10多名博士,围绕动力电池的梯次利用和再生等进行技术攻关。张宇平介绍:“以锂为例,如果回收率能提升一个百分点,每吨(废旧电池)的再生价值就可以提升几千元。”新能源汽车产业,中国有先发优势。动力电池产业,中国产能占据全球一半以上,规模优势明显,技术上也处于全球领先。如果能把回收再利用这个环节做好,就可以形成完整的循环产业链闭环,真正实现绿色发展。

【下篇】突破资源瓶颈,补齐产业短板

覃秘 李少鹏 陈啸雨

对于动力电池回收利用产业的发展逻辑,企业家们的说法很直白。“为什么要做循环?因为天然矿山不够用嘛!废旧电池通过回收再利用,既解决了环保问题,又得到了宝贵的资源,还能有钱赚,何乐而不为?”格林美董事长许开华此前在接受采访时表示,格林美已在武汉、荆门、无锡、天津等地建设了5个动力电池回收与处置基地。

还有一种更为宏大的表述,那就是补齐中国新能源汽车产业的短板,进一步提升中国新能源汽车产业在全球的地位和话语权。

以循环大道突破资源瓶颈

“做新能源汽车,做动力电池,到底谁在赚钱?”8月15日,第二届新能源电池及关键核心材料的前沿技术与智能制造高峰论坛在成都召开,3周前宜宾论坛的焦点争议再次被抛出。全行业持续热议的背后,是产业链上下游利益分配的不均。

“动力电池成本已占到汽车(成本)的40%、50%、60%,等于我们给宁德时代打工。”广汽集团董事长曾庆洪说。宁德时代也很委屈,宁德时代董事长曾毓群说:“在产业的高速增长中,上游原材料的炒作带来了产业链短期的困扰。碳酸锂、PVDF(聚偏二氟乙烯)、六氟磷酸锂等原材料在一年时间内出现了价格暴涨。”

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郑州一万辆出租车全面推行电动化。8月14日,郑州西三环建设路附近的一个新能源汽车充电站停靠多辆出租车充电(图片来源 :视觉中国)

如何解决供需矛盾?循环再利用成为业内共识。

“电池不同于石油,绝大部分材料都是可以循环利用的。”曾毓群说,预计到2035年,对退役电池材料的循环利用就可以满足大部分的市场需求。

机构的态度也普遍乐观。长江证券相关研报认为,预计2030年通过回收获得的锂、镍、钴分别占同期需求量的31.4%、26.8%、29.3%。亿欧智库则作出了锂资源战略规划的“三部曲”预测:2030年实现“锂达峰”,2040年实现锂自足,2050年实现锂内循环。即到2040年,我国的锂资源将实现国内开采和使用的自给自足。到2050年,仅依靠锂资源的回收,就可以满足动力电池和储能行业对锂盐的需求,最后形成锂资源自足内循环和零新开采的局面。

梯次利用提升全生命周期价值

据光大证券报告,当动力电池退役时,其电池容量一般只下降到原性能的80%。在电池性能仍维持在20%~80%时,测评通过的退役动力电池可用于低功率电动车、电网储能、家庭储能等领域,当电池性能低于20%时,再进入报废处理环节。

逻辑很容易理解。武汉动力再生董事长张宇平打比方说,一个优秀的运动员,随着年龄的增长,可能参加不了最顶级的赛事了,但也没有必要就此闲下来,还可以做很多其他的工作。“电池也一样,我们费了那么多功夫,把电池做得那么好,用一次就不要了吗?换个场景,完全可以再用的。”

“截至2021年底,公司使用梯次电池的基站已经有约50万个。”中国铁塔相关负责人介绍,这些基站遍布31个省份,总计使用了51万组梯次电池,累计使用量达3GWh,相当于5万辆乘用电动车的废旧电池。近年来,工信部会同有关部门制定了适合我国国情的动力电池回收利用管理政策及标准体系,并在京津冀等17个地区及中国铁塔公司开展了动力电池回收利用试点。

延长电池的使用寿命,成为“减碳”的首要选择。根据国际清洁交通委员会(ICCT)的研究:从全生命周期来看,新能源车每公里的二氧化碳排放量约为130g,但若能对废旧的动力电池进行梯次运用、再生应用,其所对应的新能源车每公里碳排放量将分别下降22g、4g,进而显著降低新能源车全生命周期的碳排放量。

国家动力电池溯源管理平台,为我国动力电池的回收再利用提供了大数据支撑。北京理工大学教授、中国工业节能与清洁生产协会新能源电池回收利用专业委员会副主任兼秘书长王震坡介绍,该平台已接入车辆超1000万辆,电池包超1400万套,电量超500GWh,基本能够实现全国90%以上的电池信息录入,溯源整体管理可控。 

“动力电池回收技术是电池的再制造,如何把退役的各种各样的电池实行再装配,本身就是一个技术挑战。”许开华认为,动力电池要从源头进行绿色设计,回收要有强制的准入门槛和规范,形成高度有序、高度规范、上下游责任分工明确的绿色发展体系。

“拆解一两种电池不难,但是几千种电池呢?”张宇平说,拆解是动力电池回收再利用的一个关键痛点。由于设计思路、材料选择等多方面的不同,动力电池的型号类型非常繁杂,极大地提高了回收企业拆解或利用退役动力电池的难度。一方面,一套拆解或者回收方案很难应用到所有动力电池上;另一方面,只有形成规模效应才能提高效率降低成本。

此外,众多资金的涌入,推升了废旧电池的市场价格,导致回收利用的经济性欠佳。回收正极金属,一度是电池回收行业中利润丰厚的一个环节,随着相关金属价格的大幅上涨,原材料往往被“抢走”。“前几年,磷酸铁锂电池企业要付费给我们拆解,我们收危废处理费,现在市场上有人出高价买走他们的废旧电池。”江西一家动力电池再生企业的负责人介绍。

当前,国内动力电池回收再利用仍面临市场机制成熟度不高,各环节涉及企业多、信息不畅通等挑战。中国工程院院士孙逢春建议,要强化产品循环利用效率和设计理念,强化动力电池能源属性,弱化其高价值电动汽车部件属性;追求适合场景和满足需求的续航里程,节能降耗;大力推广换电模式、车电分离,以及高效和长寿命电池。

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提升国际产业话语权

欧盟公布的《新电池法》提案已于2022年2月获得了欧盟环境、公共卫生和食品安全委员会(ENVI)的通过,其中第八条规定:到2030年,钴、铅、锂、镍再生原材料含量占比分别达到12%、85%、4%、4%;到2035年则提升至20%、85%、10%、12%。

“在此背景下,中国电池企业需要加大对再生材料的利用,加强相应的供应链建设,不然就会被挡在门外。”亿纬锂能相关负责人称。自2024年起,格林美承诺向亿纬锂能供应每年1万吨以上的回收产出镍产品,合作期限自产品供应开始延续10年。

美国也有保障电池供应链安全及环保方面的规定。《美国国家锂电发展蓝图2021-2030》中提到,要实现锂电池报废再利用和关键原材料的规模化回收,在美国建立一个完整的具有竞争力的锂电池回收价值链。 

据国际能源署数据,2021年,全球新能源车销量近660万辆,其中中国新能源车销量近330万辆,同比增长近两倍,并且以一国之力就超过了2020年全球的总销量。而且,销量前15名中,自主品牌占据了12席。另据韩国研究机构SNE Research数据,今年上半年,在全球动力电池市场上,前十大公司中有6家是中国公司,合计市场占有率超过一半。

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来源:《半月谈内部版》2022年第9期 原标题《问计动力电池回收利用》

作者覃秘、李少鹏系上海证券报记者;陈啸雨系果壳硬科技作者 | 编辑:张曦


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