新能源汽車在中國逐漸普及,緊接著而來的,是退役電池回收問題。
理論上,新能源汽車的動力電池壽命一般為 8 年或者 對應(yīng)里程為12 萬公里。但實際使用中,通常只有 4–6 年壽命,電池容量衰減到 80% 之后,將不再適用于驅(qū)動汽車。照此時間往前追溯,2013 年前后中國新能源汽車逐漸普及;2015 年后,中國已經(jīng)連續(xù) 4 年成為全球新能源汽車產(chǎn)銷第一大國。這意味著,最早被消費者購買的電動車在中國市場正帶來第一波電池退役潮。
據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,2013 年中國新能源汽車銷售約 1.76 萬輛,2014 年約 7.48 萬輛。到 2020 年左右,這些新能源汽車的動力電池已經(jīng)到了退役期。中國汽車技術(shù)研究中心曾預(yù)測,2020 年中國國內(nèi)累計退役的動力電池,超過 20 萬噸(約為 25GWh)。作為對比,據(jù)中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟發(fā)布的數(shù)據(jù),2020 年中國國動力電池累計銷量為 65.9GWh。
這個衰退周期被很多業(yè)內(nèi)人士當(dāng)作看好“電池股”上漲的理由,但比這些既得利益更重要的一個問題其實是——這些退役的動力電池該如何處理?
電池再上崗
新能源汽車動力電池主要為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池,前者成本更低,后者能帶來更長續(xù)航但成本更高,各有優(yōu)劣。此外,還有少量鈦酸鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰電池。
鋰離子電池內(nèi)含鋰、鎳、鈷和錳等重金屬元素,同時電解液中含有六氟磷酸鋰等高毒性物質(zhì)和揮發(fā)物。如果處理不當(dāng),數(shù)量如此之大的退役電池,勢必會對生態(tài)環(huán)境造成不良影響,新能源車的“環(huán)保”屬性也將大打折扣。此外,如果處理過程中操作不當(dāng),也會引發(fā)燃爆、觸電和腐蝕等安全隱患。
目前,對退役動力電池回收處理主要有兩種方式,分別是梯次利用和再生利用。梯次利用是讓退役的動力電池重新上崗。當(dāng)電池實際容量降低到原來的 70%-80% 后,雖然不再適用于汽車,但卻依然可用于動力和續(xù)航需求較弱的低速電動車、通信基站和儲能設(shè)備等。
對退役動力電池梯次利用存在一定技術(shù)門檻。動力電池通常是根據(jù)不同車企的特定車型定制,不同車企的動力電池之間,結(jié)構(gòu)、規(guī)格和參數(shù)存在較大差異。即使是同一車企同一車型同一批次的動力電池,到了退役時間,其剩余容量、電壓和內(nèi)阻也不會完全一樣,正如世界上沒有兩片完全一樣的葉子。
這些因素都增加了對退役動力電池梯次利用的難度和成本。電池回收后,需要先進行檢測,然后根據(jù)不同來源、不同規(guī)格和不同容量進行分類,最后才是重組再利用。
再生利用則是指,讓電池徹底報廢,對廢舊電池進行拆解、破碎、分選、材料修復(fù)或冶煉,提取鋰、鈷、鎳、錳等金屬元素,然后利用這些材料再造電池。
據(jù)電動汽車百人會調(diào)研,2020 年左右報廢動力電池以磷酸鐵鋰為主,到 2022 年三元與磷酸鐵鋰動力電池退役量幾乎相同。預(yù)計 2023-2025 年三元動力電池報廢量將繼續(xù)增多,但伴隨新能源汽車向市場化發(fā)展的趨勢,低成本、新模組的磷酸鐵鋰電池將再次得到市場青睞。
退役的磷酸鐵鋰電池,一般循環(huán)壽命為 2000 次至 6000 次,更加適合梯次利用。而退役的三元鋰電池僅為 800 次至 2000 次,且由于其含有價金屬(鎳 12.1%、鈷 3%、鋰 1.9%),更適合直接再生利用。
據(jù)《第一財經(jīng)》2019 年 11 月報道,新磷酸鐵鋰電池價格曾下降至每度電 9 毛,甚至更低的價格,而將磷酸鐵鋰電池進行回收的成本為每度電 6~7 毛錢左右,在這種市場環(huán)境下盈利仍較為困難。自然地,企業(yè)回收利用磷酸鐵鋰電池的動力不足。
不過,隨著 2020 年 4 月國家新能源補貼政策發(fā)布,行業(yè)由強政策驅(qū)動像市場驅(qū)動轉(zhuǎn)變,新能源車企降本增效壓力增大,新磷酸鐵鋰電池的價格持續(xù)上漲,企業(yè)回收利用磷酸鐵鋰電池的動力預(yù)計將會反彈。
落地挑戰(zhàn)多
回收處理動力電池的思路很明確,落地執(zhí)行卻存在不少難點。盡管工業(yè)和信息化部等相關(guān)部門曾發(fā)布過多個相關(guān)文件和政策,希望規(guī)范動力電池回收市場,但多為引導(dǎo)性而非強制性,因此行業(yè)仍存在很多不規(guī)范的地方。動力電池回收鏈條中,第一個環(huán)節(jié)(渠道回收和電池溯源)就出現(xiàn)了問題。
2018 年,工信部發(fā)布《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》,要求汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)承擔(dān)動力蓄電池回收的主體責(zé)任。
此外,電池生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)與汽車生產(chǎn)企業(yè)協(xié)同,對所生產(chǎn)動力蓄電池進行編碼,及時通過溯源信息系統(tǒng),上傳動力蓄電池編碼及新能源汽車相關(guān)信息。
文件出臺后,有的新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)自建電池回收業(yè)務(wù),比如 2020 年比亞迪利用 e6 車型回收的磷酸鐵鋰電池組,建了浙江省最大規(guī)模的梯次儲能電站。
但這種做法仍是少數(shù),車企更多通過建設(shè)回收服務(wù)網(wǎng)點、與電池回收企業(yè)合作的方式,來處理退役電池