废旧动力电池回收促进新能源行业的快速可持续发展

2022-03-28 11:36:54 来源：中国有色金属报

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简介：据最新数据，2021年，我国新能源汽车产销分别完成354.5万辆和352.1万辆，国内每卖出100辆汽车，就有13.4辆是新能源汽车。大量动力电池的“退役”，不仅仅是一个环保问题，更有直接的经济价值。动力电池中的钴、镍、锂都是国内较为匮乏的有色金属，以三元电池为例，镍含量高达12%。在全球大宗商品价格飙升的背景下，动力电池相关的钴、镍、锰、锂、铝等材料都出现了不同程度上涨，废旧动力电池回收价值随之凸显。

据最新数据，2021年，我国新能源汽车产销分别完成354.5万辆和352.1万辆，国内每卖出100辆汽车，就有13.4辆是新能源汽车。大量动力电池的“退役”，不仅仅是一个环保问题，更有直接的经济价值。动力电池中的钴、镍、锂都是国内较为匮乏的有色金属，以三元电池为例，镍含量高达12%。在全球大宗商品价格飙升的背景下，动力电池相关的钴、镍、锰、锂、铝等材料都出现了不同程度上涨，废旧动力电池回收价值随之凸显。

日前，笔者采访了具备独有电池回收处理技术的北辰先进循环科技（青岛）有限公司董事长、再生资源产业技术创新战略联盟青年专家委员会副主任张涛，他如何看待这一发展前景？

张涛表示，新能源（中国新能源材料与器件第四届学术会议）汽车产业发展的一大瓶颈是资源供给增速远低于需求增速，而回收技术又没有跟上，动力电池报废之后会造成严重的环境污染和资源浪费。把废旧动力电池中的钴、镍、锂等材料分离出来，可以降低对进口矿石的依赖，为生产商节约原材料成本，促进新能源行业的快速可持续发展，是解决资源供给矛盾的有效途径。

根据《新能源汽车产业发展规划（2021年—2035年）》提出的要求，我国新能源汽车销量占比将在2025年达到汽车销量的20％。2021年，新能源汽车占汽车销量比已达13.4%，大大超出各方预期。据中国汽车工业协会预测，2022年，我国汽车总销量预计达到2750万辆，同比增长5%左右；新能源汽车将达到500万辆，同比增长42%，市场占有率有望超过18%。从目前我国新能源汽车产业快速发展的情况看，笔者认为应将2025年我国新能源汽车销量占比进行科学上调。假设2025年，我国新能源汽车销量可达全国汽车总销量的35％，则对应2025年的新能源汽车销量为916万辆，动力电池装车量将达300万吨以上，复合增长率约为28.3％。

据再生资源产业技术创新战略联盟调研，目前废旧动力电池（锂离子电池负极材料技术与设备研讨会）的金属钴与碳酸锂综合回收率可分别达到95％和85％，随着技术进步和再生资源战略联盟产学研用稳步推进，预计未来综合回收率将达到95％以上。去除磷酸铁锂电池梯次利用影响，预计到2030年，全行业可回收磷酸铁、碳酸锂、硫酸镍、硫酸钴以及硫酸锰总量将分别达到103.9万吨、19.3万吨、69.9万吨、29.0万吨以及15.4万吨，届时，我国动力电池回收行业总规模将达1000亿元以上。

动力电池回收的另一大经济价值体现在降低新能源汽车的碳强度。新能源汽车虽然用的是电，但不代表不产生碳排放（第三期有色金属行业碳排放管理员暨碳达峰与碳中和高级培训班）。2021年3月10日，欧洲议会通过“碳边境调节机制（CBAM）”议案，对欧盟进口的部分商品征收碳税，预计将从2023年起施行。这就意味着，产品碳强度极有可能改变出口企业的竞争优势，对中国汽车产业破浪出海产生直接影响。

张涛表示：“产品碳强度可分为四个部分：原料开采的碳强度、生产过程的碳强度、使用过程的碳强度以及回收过程的碳强度。使用循环材料作为原料来源的碳强度，仅为使用原生料的1/6到1/50。”同时，张涛认为，新能源汽车同样要计算产品的碳足迹成本，循环材料是降低产品碳足迹的重要方式。

动力电池回收不仅市场呼声高涨，相应的政策体系也在逐步完善。国家发改委发布的《“十四五”循环经济发展规划》部署了五大重点工程和六大重点行动，其中就包括废旧动力电池循环利用。工信部表示，2022年将健全动力电池回收利用体系，支持高效拆解、再生利用等技术攻关，不断提高回收比率和资源利用效率；将着力推动六项工作规范动力电池回收利用产业发展：一是加快研究制定《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理办法》，明确国家和地方等有关部门的监管具体职责，加大监管约束力度。二是研究建立动力电池回收利用管控联动机制，强化线上线下协同溯源监督管理，提高监管效能。三是加快出台一批动力电池回收利用国家、行业标准，抓好标准宣贯落实。四是加大高效再生利用等一批关键技术攻关和推广应用力度，提升行业技术水平。五是开展动力电池回收利用试点验收，遴选推广一批典型模式和企业案例经验。六是持续实施废旧动力电池综合利用行业规范管理，树立一批梯次和再生利用标杆企业。目前，工信部已发布三批符合《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。

当前，由于市场和政策层面的双重推动，动力电池回收有很大进展，但是技术和商业模式仍有待突破。据了解，动力电池的回收分为梯次利用和拆解回收两个阶段，也就是动力电池剩余容量降至70%到80%时必须“退役”，部分状态良好的电池在检测、加工之后进行梯次利用，用作基站、发电系统的储能电池或者UPS备用电源；无利用价值的电池则拆解回收，提炼出锂、钴、镍等材料重复利用。当前，国内汽车主机厂、电池厂、材料厂、第三方回收机构都在积极布局电池回收产业，除了规范化发展的企业外，有不少“小作坊”从事电池拆解业务，技术工艺参差不齐，市场乱象丛生。

当下，废旧动力电池回收利用经济价值有目共睹，为了让资源得到最大化利用，选择清洁化生产，是责任也是当务之急。我们知道，电池回收的主要技术难点在于电池含有活性材料，在粉碎分选时容易出现着火爆炸和环境污染问题，常见的火法和湿法技术都存在不足之处。比如，火法是指直接采用高温分解的方法提取电极中的金属或金属氧化物，缺点在于能耗和建设成本非常高；湿法则是将电池破碎后溶解，在酸或生物溶液中浸取金属，但由于电池属于易燃材料，拆解过程中面临着火等危险。

据再生资源产业技术创新战略联盟副理事长兼秘书长尚辉良介绍，近年来，科技部等相关部门非常关注并积极推动废旧动力电池资源化利用技术开发、装备集成和产业化应用。由再生资源战略联盟理事单位天津力神电池股份有限公司牵头，联盟副理事长徐盛明教授担任项目首席科学家，清华大学、中国汽车技术研究中心有限公司等国内优势单位共同组队申报实施了国家重点研发计划“退役动力电池异构兼容利用与智能拆解技术”项目，将针对“退役”动力电池异构兼容利用的高安全、高效能、规模化和拆解回收的智能化、安全化、精准化的迫切要求，攻克“退役”动力电池快速分级、异构兼容梯次利用、多维识选与智能转载、智能拆解与物料智能归集、全生命周期价值链综合评价等5项关键技术，并通过研制核心装备，搭建“退役”动力电池梯次利用和回收利用的逆向供应链一体化平台，建立MW级集中式和kW级分布式储能示范工程及年产万吨级智能拆解回收利用示范工程，通过动力电池全生命周期价值链评价体系，研究建立动力电池逆向供应链商业化模式，形成自主知识产权和标准规范体系，健全梯次利用和回收利用市场。目前，本项目已成功获批，如能取得预期成果，将解决我国大规模“退役”动力电池种类繁多、性能差异大、拆解效率低、物料归集精准性差等行业难题，将促进动力电池与材料、装备、储能等产业紧密联动，推进全产业链协同发展。同时，“退役磷酸铁锂电池分选与正极材料高值化利用关键技术研究”“退役三元锂电材料高效清洁回收利用技术与示范”“退役产品智能拆解生产线关键技术及管控系统”等多项涉及废旧动力电池相关的国家重点研发计划项目也正在实施中。

尚辉良说，目前，再生资源产业技术创新战略联盟已经组织格林美、厦门钨业、天能新材料、清华大学、北京理工大学等国内一批“退役”动力电池梯次利用与再生利用生产、科技开发和装备集成方面专业化团队，围绕“退役”动力电池梯次利用与再生利用行业发展需求，进一步推动废旧动力电池资源化利用政策标准、技术开发、装备集成和产业化应用等方面工作。