动力电池将迎大规模“报废潮” 三大瓶颈亟待破解

中国动力电池将迎来报废潮到年报废量将超过万吨大约是年报废量的倍如此大规模的报废潮面临的却是严峻的回收形势如何安全回收环保处理加强废旧动力电池的规范化循环利用避免此类新型固体废物引发灾难性的环境后果成为业内人士普遍关注的世界级难题

据业内研究机构预测中国动力电池将迎来报废潮到年报废量将超过万吨大约是年报废量的倍

如此大规模的报废潮面临的却是严峻的回收形势如何安全回收环保处理加强废旧动力电池的规范化循环利用避免此类新型固体废物引发灾难性的环境后果成为业内人士普遍关注的世界级难题

专家建议宜尽快建立健全废旧动力电池循环利用体系依托业内骨干企业组建国家级的工程研究中心破解技术瓶颈建立技术支撑体系推动新能源汽车产业链绿色可持续发展

到年内迎来报废潮

近年来在环境问题日益严峻能源多样化战略渐成发展共识的背景下多国政府加大了对新能源汽车产业扶持力度全球新能源汽车行业进入了快速发展阶段

业内人士表示国内新能源汽车增长目前仍主要集中在政府采购决定权较大的领域如物流车环卫车公务车等公共领域但私人消费者对新能源汽车的接受度在逐步提升

从事新能源共享汽车运营的长沙先导快线科技股份有限公司总经理唐宏伟认为随着国家补贴政策的细化及充电设施的逐步完善国内新能源汽车市场的增长将逐步由公共领域带动转向由私人领域带动家用新能源乘用车市场将进入高速增长期

据业内研究所预测未来年国内新能源车的产销量将保持快速增长年复合增长率预计超过

新能源汽车市场呈现爆发式增长直接带动动力电池的规模快速增长年中国动力电池产值亿元同比增长产值接近数码锂电池年中国动力电池产值亿元首次超过传统数码锂电池规模成为锂电池消费结构中占比最大的领域

随着新一轮推广政策的出台以及未来锂电池生产技术提升成本下降等影响未来年用于新能源汽车的动力电池需求将高速增长年我国汽车用动力电池产量为GWh预计年中国汽车动力锂电池产量将达到GWh

湖南邦普循环科技有限公司董事长李长东告诉经济参考报记者目前次循环寿命的磷酸铁锂电池寿命可达年左右但实际工况下电池寿命会短一些平均可以使用年由于三元动力电池技术发展较晚成熟度不如磷酸铁锂电池使用寿命相对较短工况条件下平均寿命年

首批在年间装车的动力电池将会在年前后出现大规模退役在未来到年内动力锂电池将会出现报废潮李长东说

据预测随着电动汽车市场规模不断增长预计动力电池的报废量也会出现快速增长的趋势年动力电池的报废量约万吨到年我国动力电池报废量将达到万吨

回收和循环利用成难题

部分专家认为从环境治理和资源利用角度来看废旧动力电池回收和循环利用将成新能源汽车产业的重要一环

业内人士介绍现有动力电池产能中磷酸铁锂电池占主流值得注意的是受特斯拉热潮带动国内也有部分企业探索将三元材料比如NCM镍钴锰和NCA镍钴铝用于动力电池从年开始国内陆续有用于乘用车的三元动力电池产线投产

中国科学院过程工程研究所研究员曹宏斌告诉经济参考报记者年之前国内铅酸电池回收行业出现严重问题缺乏资质的个人和小作坊非法回收铅酸电池直接排放废弃酸液对环境造成严重污染教训十分惨重

业内人士普遍认为尽管新能源车用动力电池主要采用相对环保的锂电池相比铅酸电池污染性弱一些但如果回收处置不当也极有可能重蹈当年铅酸电池覆辙对环境造成严重污染鉴于动力电池报废潮即将到来对可能造成的环境污染决不能掉以轻心

废旧动力电池中含镍钴锰等重金属电解液含氟有机物也是有污染的此外由于废旧动力电池依然含有V不等的高压如果在回收拆解处理过程中操作不当可能带来起火爆炸重金属污染有机物废气排放等多种问题曹宏斌说

以动力电池电解液中的六氟磷酸锂为例这种溶质在空气环境中容易水解产生五氟化磷氟化氢等有害物质对人体动植物有强烈腐蚀作用因此要特别注意溶剂和六氟磷酸锂的处理稍有不慎极有可能带来二次污染甚至灾难性后果李长东说

尽管污染就像达摩克利斯之剑高悬头上但另一方面废旧车用动力电池又是极具价值的城市矿产如果利用得当不仅能减少环境污染还能变废为宝避免资源浪费

清华大学核能与新能源技术研究院研究员徐盛明说动力电池需要的钴镍锂等原材料都是非常重要的战略资源目前我国的钴以及的锂镍资源都依赖进口

我国钴资源比较贫乏钴的生产量不到几千吨但使用量却达到几万吨所以基本依靠从非洲的民主刚果等国家进口但这些国家政治局势不太好新能源汽车产业发展很快钴一直供不应求徐盛明说

业内人士认为我国虽然没有钴资源但是每年进口了大量钴矿国内有较大的储藏量可以使用而且国内钴的整体保有量的集中在电池生产领域如果能把这些钴资源循环利用好就能大大减少对国外进口的依赖有利于新能源汽车产业健康发展

锂镍钴在矿石中的含量品位非常低像红土镍中的镍只有氧化钴矿中的钴只有的含量卤水中的锂只有而废旧三元动力电池中的含镍钴锰总量达废旧锂电池中含有的锂废旧镍氢动力电池中含有镍钴总量稀土左右废旧电池中的有价金属品位是原矿的倍中南大学冶金与环境学院教授戴曦说

动力锂离子电池的一般使用寿命约为年但车用动力锂电池的容量衰减至以下时就会被废弃实际使用时间约为年在对这些废弃的车用动力锂电池进行材料或能量的回收前还可以把它们用于电网储能或作为低等级的动力源建立电池梯级的二次利用体系充分发挥动力锂电池的社会经济效益徐盛明说

三大瓶颈亟待破解

尽管废旧动力电池循环利用的重要性在业界已达成共识但其循环利用市场尚处于萌芽阶段无论是政策法规工艺技术还是回收体系都亟待进一步加强研究和规范

首先政策法规支撑力和约束力不够业内人士表示我国已制定危险废物污染防治技术政策废电池污染防治技术政策年国家发改委牵头制定了新能源汽车动力蓄电池回收利用技术政策年国标委发布了国家标准车用动力电池回收利用拆解技术规范这些政策和技术标准全部为引导性或推荐性指导文件对于经营规范的骨干企业有参考指导作用但对于不法贸易商来说并没有任何约束作用

其次回收处理技术滞后废旧动力锂电池回收处理的整个过程包括放电拆解破碎分选除杂元素合成等几十个复杂步骤涉及物理化学材料工程等多个交叉学科技术复杂冗长目前全球范围内包括德国美国日本等多个发达国家都在积极支持和推动该领域国家共性关键技术工程化研究开发而我国在动力电池回收处理技术工艺方面相对国际同行有些滞后

第三回收网络体系不健全按照我国车用动力电池回收现行政策要求动力电池的回收网络应由汽车生产企业负责但我国汽车生产企业往往将责任上移至电池供应商而电池生产企业又没有全国性的回收网络加之网点建设成本高昂目前全国回收市场极不规范整体处于一种不管有牌无牌价高者得的无序状态

针对以上问题专家建议应引导建立透明通畅的废旧动力电池回收网络改变现有的付费式商业回收模式采取日本等国家在回收处理上的收费式处理方式从而有利于长远发展同时还应充分利用高校企业等研发力量加大回收处理技术方面的研究同国际接轨

第一推动建立可全程监控的良性回收体系从动力制造阶段开始着手设计借助互联网物联网对动力电池制造流通回收全过程进行监控避免小商贩的局部拆解实现每一组动力电池全部完整回收并建立标杆推广到平行的回收领域

第二探索动力电池的梯次利用技术考虑到动力电池中含有较高的余电可以利用应进一步探讨如何安全高效地实现动力电池的梯次利用

第三探索更加高效清洁的生产技术在拆解技术上探讨如何高效短程实现分类在冶金技术上探索以定向循环为导向的冶金技术在清洁技术上深入研发更加清洁的冶金技术避免造成二次污染

为此国家有关部门不妨从资金政策智力资源等方面支持动力电池循环利用领域的骨干企业科研院所应尽快共同建立动力电池循环利用国家级工程研发中心