动力电池回收系统解读(二)

动力电池回收系统解读(二)

导读

近年来,在国家政策的引导和推动下,我国新能源汽车产业发展迅速,随着新能源汽车逐渐进入报废期,车用动力电池回收成为新能源汽车发展不得不面对的现实问题,如何突破产业发展困局,也是一个亟待解决的难题。在这一困局中,哪些企业做了怎样的发展布局?现状如何?今天小编就带领大家解读一下。

动力电池回收-未来出路在哪里?

近年来,在国家政策的引导和推动下,我国新能源汽车产业发展迅速,随着新能源汽车逐渐进入报废期,车用动力电池回收成为新能源汽车发展不得不面对的现实问题,如何突破产业发展困局,也是一个亟待解决的难题。

在国家的大力支持下,我国新能源汽车产业发展迅速,特别是自2014年开始市场呈爆发式增长。据中国汽车工业协会数据统计,2016年中国新能源汽车销量达50.7万辆,市场累计量达到100万辆。新能源汽车作为国家“十三五”新兴战略产业,预计会得到进一步的发展。动力电池的使用年限一般是5-8年,这意味着从2018年开始,我国首批进入市场的新能源汽车动力电池将面临报废回收的问题。据预测,到2020年前后,我国车用动力电池累计报废量预计将会达到20万吨的规模,并且随着新能源汽车的发展和时间的推移,动力电池回收的压力会越来越大,对报废动力电池进行如何回收利用,将是影响新能源汽车发展的关键。

车用动力电池回收对环境保护及资源节约具有重要的意义

(1)报废电池如果得不到妥善的处置,将会对环境造成污染。虽然锂离子动力电池中不包含汞、镉、铅等毒害性较大的重金属元素,但也会带来环境污染。例如其电极材料一旦进入到环境中,可与环境中其它物质发生水解、分解、氧化等化学反应,可能造成重环境污染等,包括提升土壤的PH值,处理不当则可能产生有毒气体。

(2)电池回收再利用有利于资源节约,提高电池使用价值。组成锂离子电池的正极、负极、隔膜、电解质等材料中含有大量的有价金属。有研究表明,回收锂离子电池可节约51.3%的自然资源,包括减少45.3%的矿石消耗和57.2%的化石能源消耗,如果能得到合理回收利用,会起到节约资源的目的。同时从车用报废电池虽然不能满足新能源汽车使用要求,但可以满足其他应用领域的性能要求,如用于风光储能、智能电网的削峰填谷、通信基站的后备电源等,因而动力电池回收再利用可实现动力电池价值的再利用,有效降低电动汽车的使用成本。

动力电池回收系统解读(二)

我国动力电池回收产业发展缓慢

虽然动力电池回收产业被认为具有重要的市场价值,但我们也应看到,目前我国动力电池回收产业还处于发展初期,产业闭环尚未形成,发展较为缓慢,2015年,国内报废动力电池回收率仅为2%,究其原因,主要存在如下问题:

第一,政策法规体系不完善。虽然目前政府已经陆续颁布了一些政策法规,但没有强制性的法律政策,也没有真正将责任落实,明确处罚细则的法规;

第二,行业发展不规范。行业标准不健全,同时电池品类规格多,生产企业多,车企多,回收企业零散,主要以小作坊为主,不利于动力电池回收规范化、规模化发展;

第三,市场尚未成熟。虽然,动力电池回收问题刻不容缓,但是由于我国动力电池才开始进入回收高峰期,因此之前的市场并不成熟,社会对动力电池回收的重要性意识不够;

第四,回收成本较高,经济性和安全性不佳。由于电池在尺寸、结构等方面没有统一的标准,造成电池拆解较为复杂,效率低下,回收工艺成本高。同时由于报废电池的再利用必须经过品质检测和状态评估,而前期电池一致性差,缺乏完整的数据记录,设备和人工成本较高,电池的一致性和可靠性也无法保障。因而动力电池回收的经济性和安全性较低,使得很多企业和资本望而却步。

如何推动动力电池回收产业发展?

那么如何推动动力电池回收产业的发展呢,我们认为动力电池回收是一个复杂、相互制约的产业,其发展需要汇聚多方之合力,形成一个良性互动循环,才能推动产业的快速发展。

(1)国家应完善政策法规体系,加强监管,引导产业规范发展。

目前我国还没有专门针对动力电池回收利用处理的专门立法,缺乏回收利用企业准入条件和管理办法,同时我国电池回收标准体系缺失,制约车用动力电池有效回收利用,应加快对动力电池回收法规及标准体系建设,提高动力电池回收的规范性,创造动力电池回收的良好环境。同时制定和实施动力电池回收激励和惩罚措施,选择代表性城市开展示范试点工作,鼓励有一定技术实力的企业开展回收的产业化工作,给予一定的补贴和税收优惠,对消费者可以采用押金和奖励并行的制度,并做到“令出必行”,对未按照回收政策履行责任义务的企业进行必要的惩罚,包括行政处罚和经济处罚,引导产业规范发展。

(2)行业需整合产业优势资源,搭建平台,推进电池有效回收。

动力电池回收产业的发展离不开产业上下游企业的协作,也需要更加集中化和规模化的产业形式。建议由行业机构牵头,整合行业优势资源,开展关键共性技术研究,鼓励重点企业做优做强,形成规模化;搭建动力电池生产商、电动汽车生产商及第三方回收机构的合作平台,联合开展动力电池回收及再利用工作,建立影响力强、覆盖面广的回收网络,形成可持续的循环经济模式,推进电池有效回收。

(3)回收企业应加大研发力度,优化工艺,提质增效创新发展。

目前我国已经基本掌握回收处理技术,但回收工艺水平较低,回收电池的安全性和经济性较低,企业需要加大对报废电池拆解、重组、测试和寿命预测等关键技术进行攻关,同时提高拆解、重组和回收技术的工艺水平和自动化水平,提高拆解、重组和回收过程的效率及产品质量,降低成本,创新商业模式,使动力电池回收材料和再利用电池出厂具有经济可行性和经济性,推动电池回收产业可持续发展。

如何实现实现产业化落地?

用“未雨绸缪”来形容目前的动力电池回收市场再合适不过。未来的5年,动力电池的大规模退役,将是动力电池回收利用的高峰。如何将动力电池回收产业化落地,也是行业面临的难点。

“动力锂电回收不能仅局限于某一企业,要面对整个行业,与上下游企业共同推进回收工作,同时,要考虑到动力电池回收的机制等问题。”浙江超威创元实业有限公司董事长孙延先在“2017第四届中国再生资源回收产业大会”上发表演讲时表示。

相关企业积极布局动力电池回收

从2009年开始推广至今,我国电动汽车已发展了7个年头,在国家的大力支持下,近几年新能源汽车爆发式增长,据中国汽车工业协会数据统计,2016年中国新能源汽车销量达50.7万,今年市场销量预计在80万辆左右。动力电池的使用年限一般是5~8年,这意味着从今明两年开始,我国动力电池将进入大规模的报废期,到2020年,中国汽车动力电池累计报废量预计将达到20万吨的规模,并且随着新能源汽车的发展和时间的推移,动力回收的压力会越来越大。

中科院过程工程研究所研究员曹宏斌表示,电动汽车电池使用三到五年就可能报废,车用动力电池退役后,如果不进行必要的回收和处理,不仅会造成资源浪费,也会对环境造成污染。

动力电池再利用的过程一般是将废旧电池失效、拆解、检测、筛选,接着二次重组再利用。“但是新能源汽车的动力电池由于体积比较大、能量密度高,回收理过程比较危险。由于动力电池涉及到重金属、电解液以及环保问题,对动力电池回收再利用而言,每个环节都至关重要。此外,由于回收企业收到的电池包括各种形态、尺寸、规格、封装形式,使得拆解时涉及到多种封装夹具,企业很难实现大规模批量化拆解,动力电池回收利用依旧面临难以大规模实现的现状。”湖南邦普报废汽车循环有限公司总经理余海军表示。

动力电池回收系统解读(二)

虽然动力电池回收困难,但是国家目前已经出台了一些支持政策并布局试点工作。同时,也有越来越多的企业开始着手布局回收。除深圳格林美、赣锋锂业等成立专业动力电池回收公司外,包括比亚迪、沃特玛、国轩高科、宁德时代、中航锂电、比克等在内的动力电池企业,均在动力电池回收领域展开了市场布局。

亟待规范动力电池回收体系

在2008~2012年新能源汽车推广的第一阶段,新能源汽车销售不到3万辆,且80%左右都是公交车。通常新能源汽车5年左右会需要面临更换电池的问题,对于高频使用车型如出租车、公交车等,其换电的需求可能会缩短至3年。我国新能源车市场集中爆发于2015年,因此大规模的换电浪潮来临估计还要等到2018年以后。

“但即便动力电池还未大规模涉及到退役后的问题,动力电池梯次回收相关体系必须要提前完成布局。”比亚迪电池分厂副厂长孙华军表示。因为,一旦动力电池市场进入到“退役爆发期”,那么这些电池将面临“流离失所”的处境。

我国目前动力电池回收还存在很多问题。第一,没有强制性的法律政策,虽然目前政府已经陆续颁布了一些政策法规,但是真正将责任落实,明确处罚细则的法规并没有。第二,行业“多散乱”。电池品类规格多,生产企业多,车企多,回收企业零散,这些问题都不利于动力电池集中规模化回收;第三,渠道难,市场不成熟,由于我国动力电池才开始进入回收高峰期,因此之前的市场并不成熟,中小企业货源渠道成难题。

“此外,成本和盈利问题无疑是电池回收的主要障碍,回收工艺成本高,回收价值低,使得很多企业和资本望而却步,而且像负极、锰酸锂、磷酸铁锂系等正极材料本身价格就偏低,没有回收的经济推动力,很难保证动力电池的回收率以及资源和环保。”中国汽车技术研究中心汽车标准化研究所高级工程师张铜柱表示。

他认为,形成规模效应是当下动力电池回收的重要突破点。亟待建立动力电池回收体系和产业联盟。对于行业而言,有利于形成规模效益,更集中有效的回收。有利于行业的整体发展以及资源和环境保护。对于电池和车企而言,既可以解决自家电池回收问题,又不需要额外建立回收机构,增加企业运营成本。

动力电池企业回收布局

根据中国汽车技术研究中心预测,到2020年,我国累计报废动力电池将达12万至20万吨。对于废旧动力电池这一崛起的新兴市场,在回收、拆解、梯次利用等方面,行业企业及新能源车企、电池生产企业正在加紧布局。

目前,新能源汽车产业发展迅速,其中我国已成为全球最大的新能源汽车市场。据中国汽车工业协会数据统计,2016年中国新能源汽车销量达50.7万辆,2017年市场销量预计在80万辆左右。根据中国汽车技术研究中心的预测,到2020年,我国累计报废动力电池将达12万至20万吨。

行业格局据估计,从废旧动力锂电池中回收钴、镍、锰、锂、铁和铝等金属所创造的回收市场规模在2018年将超过53亿元,2020年将超过100亿元,2023年废旧动力锂电池市场将达250亿元。对于这一崛起的新兴市场,已经有越来越多的相关企业加紧布局。

另一方面,日前,国务院办公厅印发了《生产者责任延伸制度推行方案》,工信部发布了《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》,工信部、商务部和科技部联合发布了《关于加快推进再生资源产业发展的指导意见》,基本从政策层面明确了“电池回收利用主体责任”这一关键问题,即新能源车主机厂和电池制造厂负主要责任。未来,新能源车企、电池生产商将参与动力电池的回收。

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行业主要企业布局情况

邦普集团邦普是专业的废旧电池及报废汽车资源化回收处理和高端电池材料生产企业,已形成“电池循环、载体循环和循环服务”三大产业板块,专业从事动力电池(电动汽车用动力电池)回收处理、梯度储能利用等业务。

邦普年处理废旧电池总量超过2万吨、年生产镍钴锰氢氧化物1万吨,总收率超过98.58%,回收处理规模和资源循环产能已跃居亚洲首位。邦普通过独创的“逆向产品定位设计”技术,在全球废旧电池回收领域率先破解“废料还原”的行业性难题,并成功开发和掌握了废料与原料对接的“定向循环”核心技术。

日前,邦普集团启动全资子公司湖南邦普循环科技有限公司五期即10万吨废旧电池资源化循环利用扩建项目。该项目于2016年6月24日正式签约落户宁乡高新区,规划占地500亩,总投资12.26亿元,预计一年半内建成投产,三年内达产。2桑德集团桑德集团是国内大型专业性环保、新能源企业,业务覆盖水务、固废处理、环卫、再生资源、新能源等领域。

2017年1月16日,桑德集团与湖南宁乡县政府签订了国内最大的废电池资源化项目。项目计划投资10亿元,占地200亩,主要用于建设废旧电池及生产废料10万吨、年产3万吨镍钴锰/镍钴铝三元前驱体材料的产业基地。项目拟于2017年上半年开工建设,2018年上半年调试设备并正式投产,预计产值不低于30亿元。3格林美格林美股份有限公司致力于废旧电池、电子废弃物、报废汽车与钴镍钨稀有金属废弃物等“城市矿产”资源的循环利用与循环再造产品的研究与产业化。

2015年9月,格林美与比亚迪开展合作,重要内容中之一是报废电池产品的循环再造,并以此来共同推动“材料再造-电池再造-新能源汽车制造-动力锂电池回收”循环体系的构建。

2016年4月,格林美与东风襄旅、三星环新签订新能源汽车绿色供应链战略合作协议,共同建立新能源汽车供应价值链联盟,打造“材料-电池-新能源整车制造-供应链金融及动力锂电池回收”全产业链闭路循环系统。

2017年3月,格林美全资子公司江西格林美资源循环有限公司出资人民币5,000万元,设立孙公司福建格林美再生资源有限公司,主营动力电池等回收业务。
格林美已建成国内规模最大的废旧电池与报废电池材料处理生产线,年回收利用钴资源4000多吨,占中国战略钴资源供应的30%以上。

赣州豪鹏赣州市豪鹏科技有限公司由豪鹏国际集团与北汽新能源汽车股份有限公司共同建立,是专业从事废旧二次电池再生资源回收及加工利用的企业。
公司建设了占地面积88亩的现代化废旧电池回收基地,拥有江西省首个废旧电池回收工程示范中心,包含首条动力电池拆解示范线,废旧电池电子产品回收示范线。
公司拥有30余项自主开发的专利技术,其中5项为发明专利,9项为动力电池循环利用专利。公司参与制订了四项国家标准。
通过建立回收渠道、搭建回收网络、开发梯次利用技术、完善综合利用,公司进行了动力电池“生态圈”建设。

芳源环保广东芳源环保股份有限公司主营业务为含镍、钴废物循环回收及镍电池、锂电池正极材料研发、生产及销售业务。2016年公司挂牌新三板。

2014年10月,芳源环保和深圳贝特瑞新能源材料股份有限公司签署战略合作协议。双方围绕锂离子电池三元正极材料前驱体业务开展全方位合作,共同打造全国最大的动力电池正极材料生产基地和以电动汽车为主的废旧动力电池回收利用示范基地。

金泰阁龙南金泰阁钴业有限公司致力于废旧二次电池的综合回收利用。
目前公司具备年处理废锂电池8000吨的生产能力,利用自身的研发成果实现了废锂电池的全面综合回收利用,年回收钴1500吨、镍100吨、铜300吨、锂180吨(均以金属量计)。正在建设的二期工程,增加一条专门处理报废动力电池的生产线,项目建成后达到年处理锂电池废料16000吨,年回收钴2000吨,镍1000吨,铜600吨,锰500吨,锂360吨(以金属量计)。

除以上企业外,一些新能源车企、动力电池生产企业也加紧在回收领域布局。
动力电池回收系统解读(二)

北汽新能源拥有废旧锂离子动力电池回收示范线,可实现日均100颗以上电芯的处理能力,利用再生法正极材料回收利用率达85%以上,锂元素以电芯为基准回收率达80%以上,极片的铜箔、铝箔的回收率均达99%以上,同时对电解液进行无害化处理。
比克电池:将旧电池通过专业处理,用于储能、供电基站、路灯、电动工具及低速电动车等,或将原材料再次回收制造新电芯。此外,比克电池正在开展“废旧新能源汽车拆解及回收再利用”项目,已获得国家专项投资补助。该项目总投资2亿元,拟建设占地3万平方米,该项目已于2015年底开工建设,预计2017年建成并达到年综合处理2万辆报废汽车及3万吨动力电池的能力。
比亚迪:目前电池回收的渠道主要是委托授权经销商来回收废旧动力电池,当有动力电池需要更换时,经销商会将电池从车体中取出,并运送到比亚迪工厂进行初步检测。将可以再利用的电池继续应用在家庭储能或基站备用电源等领域;将不能再使用的电池拆解回收。
CATL:积极建设回收体系,除与宇通、上汽、北汽、吉利等车企合作外,也与湖南邦普合作,通过对动力电池分类、拆解,进行材料回收。
超威集团:目前正在同研究机构和高校开展合作,大力推进对锂电池回收问题的攻关。此外,超威还成立了第三方的售后服务公司,专门从事锂电池的售后服务、电池回收、梯次利用等服务。
国轩高科:已建成日处理2000Ah电池的资源化回收小试线。2017年,公司将建成电池拆解资源回收中试线,日处理2000只电芯。
猛狮科技:计划将正在建设、完善的全国连锁服务体系投入到废旧电池回收和梯次利用当中,公司将与动力电池企业和新能源整车企业展开合作,以这两类企业为源头回收废旧动力电池。
沃特玛:为探索动力电池二次利用的路线、方法,利用退役的电动汽车动力电池,于2012年建成了一座3MW磷酸铁锂电池储能电站。目前已探索出两套退役动力电池回收梯次利用方案。未来考虑将废旧动力电池也应用于移动补电车,进一步探索废旧动力电池在储能系统的应用。

中航锂电:2012年开始做研究,2014年起倾斜大量资源建立了一条动力电池回收示范线,在技术和工艺上比较好地解决了回收问题。公司自动化锂动力电池拆解回收示范线可对锂动力电池中的有价值材料进行最大化回收,其中铜铝金属回收率高达98%,正极材料回收率超过90%,此项技术处于国际领先水平,被评为2016河南省重大专项并获得了600万元专项资金支持。

本文整理自中国电力报、部分信息来源于中国汽车工程研究院北京分院

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清新电源清新电源管理员
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