電動汽車的快速發(fā)展,隨之而來的退役動力電池回收問題也成為整個行業(yè)的隱憂,在電池達到10至15年的使用壽命后該如何處置?
大眾汽車公布了其EV電池回收計劃,包括便攜式充電器和原材料回收。大眾汽車相信10年內(nèi),電池組中97%的原材料可以得到回收!
大眾汽車將回收的電池加以分析和分類,對于未達到使用壽命的電池,會在移動充電站等地方進行二次使用,類似于用電池組為手機充電。若電池無法再利用,將被粉碎,研磨成粉末,這樣一來,其中有價值和稀有的原材料,如鋰、鈷、錳和鎳等可得到提取和分揀,以便生產(chǎn)新電池。
便攜式充電器——退役的動力電池可能無法為車輛提供足夠的電量,但仍然具備相當大的能量容量。而還有很多地方找不到電動汽車充電器甚至沒有電源插座,大眾的便攜式快速充電站將為退役的動力電池提供“第二次生命”。
大眾汽車計劃生產(chǎn)這種便攜式快速充電站??焖俪潆娬驹O(shè)計可承受高達360千瓦時的能量,一次最多可為四輛車充電,最大快速充電輸出功率為100千瓦。與便攜式手機充電器一樣,大眾汽車集團的充電器可以在耗盡或連接到電源之前使用,以保持自身充電。并且它足夠小,可以部署在難以充電的位置。
此外,充電器設(shè)計使用與大眾汽車MEB電動車底盤相同的電池組,這樣當這些電池組達到其使用壽命時,它們可以作為充電站的第二職業(yè)。預(yù)計第一批大眾汽車集團的便攜式快速充電器將于明年在德國安裝,大眾汽車集團預(yù)計將于2020年開始全面投產(chǎn)。
如果電池未在“第二次生命”應(yīng)用中使用,則大眾汽車在薩爾茨吉特的零部件工廠的新項目發(fā)揮作用。
電池則準備在Salzgitter中進行回收:首先將各個組件切碎。然后將材料干燥并過篩。使用特殊的粉碎機,可以將各個電池部件磨碎,清除液體電解液,并將組分分離成“黑色粉末”。據(jù)大眾汽車稱,它含有有價值的原料:鎳,錳,鈷和鋰。這些現(xiàn)在只需要單獨分開,然后它們可用于生產(chǎn)新電池。
薩爾茨吉特(Salzgitter)新工廠主要用于電池回收項目。計劃從2020年起,每年回收1200噸電動汽車鋰電池,可為目前的3000輛電動汽車供能。
大眾汽車相信10年內(nèi),電池組中97%的原材料可以得到回收,并可用于新電動汽車電池生產(chǎn)。預(yù)計薩爾茨吉特試驗項目能將當前53%的回收率提高至72%。
據(jù)高工電動車了解,除大眾汽車外,目前包括中國在內(nèi)的也有多家車企、電池企業(yè)、材料企業(yè)及研究機構(gòu)也在利用電池生命周期閉環(huán)布局動力電池回收。
國際車企電池回收布局思路
和大眾的思路一樣,基于成本、供給、環(huán)保等多個因素的考量,國際和國內(nèi)主流車企都在明確提出涉足動力電池及材料的回收。包括特斯拉、寶馬、本田汽車、日產(chǎn)等車企都在過去幾年在該領(lǐng)域有實際動作,主要方式通過與電池企業(yè)、材料企業(yè)的合作來共同布局。
特斯拉對動力電池回收的想法是,針對已經(jīng)耗盡壽命的電動車電池組,回收利用其中有價值的電池材料用于生產(chǎn)新電池。
并且特斯拉在內(nèi)達華州的Gigafactory 1正在研發(fā)一種電池回收系統(tǒng)。該獨特的電池回收系統(tǒng)可處理電池生產(chǎn)廢料和報廢電池。通過該系統(tǒng),鋰和鈷等關(guān)鍵礦物與電池中的銅、鋁和鋼等所有金屬的回收率將達到最高,并用于生產(chǎn)新電池。
寶馬也聯(lián)手比利時材料回收公司優(yōu)美科(Umicore)以及瑞典電池公司Northvolt共同創(chuàng)建汽車電池回收企業(yè)。其中,寶馬將提供其在電池研發(fā)方面的專業(yè)知識,優(yōu)美科將負責活性負極和正極材料的開發(fā)和回收。
本田汽車計劃到2025年使用廢舊鋰離子電池作為原料,開始生產(chǎn)鎳鈷合金。
此外,芬蘭能源供應(yīng)商Fortum、美國錳公司American Manganese、美國能源部(DOE)等國際企業(yè)也紛紛在動力電池回收領(lǐng)域布局。
國內(nèi)動力電池回收現(xiàn)狀及車企布局
中國作為全球最大的新能源汽車產(chǎn)銷國,累計總產(chǎn)量超過300萬輛,配套動力蓄電池超過140GWh(約98萬噸),即將迎來動力蓄電池規(guī)?;艘燮冢艘垭姵鼗厥绽脝栴}尤為緊迫。
為此,國家推出了多項動力電池回收政策,引導(dǎo)國內(nèi)電池回收布局。僅2018年工信部就出臺了《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》 《新能源汽車動力蓄電池回收利用試點實施方案》《新能源汽車動力蓄電池回收利用溯源管理暫行規(guī)定》等方案,進一步明確了動力電池回收利用思路與實施程序。
2019年,工信部又發(fā)布了《新能源汽車動力蓄電池回收利用調(diào)研報告》,對動力電池回收現(xiàn)狀、梯次利用基本現(xiàn)狀和再生利用基本現(xiàn)狀做了分析;3月致公黨在題為《關(guān)于加快升級打造新能源動力電池全生命周期價值鏈的提案》中也明確建議,對殘值電池梯次利用的網(wǎng)點建設(shè)、集中貯存、收集、標識、包裝、運輸,以及指定移交、定點拆解等,出臺一系列管理辦法和監(jiān)管方式。
在政策強制要求、市場藍海以及回收補貼(深圳首設(shè)動力電池回收補貼)等因素的作用下,國內(nèi)整車企業(yè)、動力電池企業(yè)、材料企業(yè)、第三方回收企業(yè)、跨界上市公司等多方力量都在積極涌入動力電池回收領(lǐng)域。
目前回收與利用較為主流的有兩種方法,一是再生利用(拆解電池提煉金屬和原料),二是梯級利用(二次或多次利用)。高工電動車了解到國內(nèi)包括比亞迪、上汽集團、北汽新能源、廣汽新能源、長安等10家主流車企也在動力電池回收領(lǐng)域布局。(詳情戳此)
從回收路徑來看,國內(nèi)車企主要都選擇設(shè)立動力電池回收服務(wù)網(wǎng)點,主要分為自有銷售渠道建設(shè)回收網(wǎng)點模式和與第三方回收企業(yè)合作共建回收網(wǎng)點模式。其中自有銷售渠道建設(shè)回收網(wǎng)點模式是主流,主要是依托經(jīng)銷商的4S店進行相應(yīng)的回收,約80%企業(yè)采用這種模式。
在方式選擇上,普遍趨勢是車企選擇與第三方回收企業(yè)或者電池企業(yè)“抱團”合作。如北汽牽手華友鈷業(yè)、比亞迪聯(lián)手格林美、上汽集團與寧德時代等等。
有業(yè)內(nèi)人士指出,車企和動力電池企業(yè)作為責任主體,需探索解決回收渠道及成本問題的新模式。電池企業(yè)在電池設(shè)計環(huán)節(jié),應(yīng)充分考慮梯次應(yīng)用和便于拆解的場景需求,做到全生命周期管理。
雖然國家政策的引導(dǎo)推動了產(chǎn)業(yè)快速、良好發(fā)展,但目前行業(yè)掣肘較多,仍面臨著回收網(wǎng)絡(luò)有待健全、梯次利用等關(guān)鍵共性技術(shù)有待突破、商業(yè)模式需要創(chuàng)新等諸多問題,整個產(chǎn)業(yè)整體還處于初級發(fā)展階段。
GGII分析指出,要實現(xiàn)廢舊動力電池高效回收,需合理配置社會需求、廢棄物管理、回收技術(shù)和市場四個要素,并充分從社會需求方面評估廢舊動力電池回收的重要性。