科技改變生活 · 科技引領未來
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文｜《中國科學報》見習記者田瑞穎移動式電池回收智能裝備博萃循環(huán)供圖千億元市場還未形成，“掘金者”已沖進“藍海”，還有一股強大的“暗流”涌入了“黑市”。東亞前海證券研報顯示，2020年我國約有20萬噸動力電池退役，預計到2030年，退役總量將
文 ｜ 《中國科學報》見習記者 田瑞穎
移動式電池回收智能裝備 博萃循環(huán)供圖
千億元市場還未形成，“掘金者”已沖進“藍海”，還有一股強大的“暗流”涌入了“黑市”。
東亞前海證券研報顯示，2020年我國約有20萬噸動力電池退役，預計到2030年，退役總量將達237萬噸，動力電池回收市場有望超過千億元。
寧波蔚孚科技有限公司董事長、中科院寧波材料技術與工程研究所研究員夏永高在接受《中國科學報》采訪時透露，對于動力電池回收利用企業(yè)而言，拿到貨源是第一步，也是艱難的一步，尤其是隨著電池流入小作坊，除了回收價格被抬高，還給環(huán)保和安全帶來了重大隱患。
“正處于爆發(fā)的前夜”
從全球范圍來看，中國已連續(xù)五年成為全球最大的鋰電池消費市場。
據光大證券預測，2030年，三元電池與磷酸鐵鋰電池回收將形成千億元市場。其中，三元電池金屬合計回收市場空間在均價情況下將達600億元；磷酸鐵鋰電池的梯次利用和回收市場空間預計達480多億元。
企查查發(fā)布數據顯示，2021年我國動力電池回收相關企業(yè)為2.44萬家，截至目前已超過4萬家，同比增長635.17%。
2018年以后，幾乎每年業(yè)內都有聲音預測將迎第一波動力電池退役潮。直到今年年初，工業(yè)和信息化部表示，中國將真正迎來第一波動力鋰電池退役潮。
夏永高認為，動力電池退役潮何時出現(xiàn)與電動汽車歷年銷售情況密切相關。國內電動汽車前期以使用磷酸鐵鋰電池的大巴車為主，2014年大巴車銷量為1萬輛，2015年后每年基本維持在10萬輛左右，每年電池退役量在20萬噸左右。
“以8年的電池壽命來推算，退役磷酸鐵鋰電池潮理論上將在2023年后出現(xiàn)，而磷酸鐵鋰電池相對于三元電池具有較低的安全風險和較長的壽命，部分電池或將進行梯次利用，延緩了報廢電池潮的出現(xiàn)。”夏永高說。
他認為，目前，我國動力電池回收行業(yè)還處于起步階段，拋開各家在資源上的不同，技術上基本處于同一起跑線，真正的電池回收市場格局還未形成。“未來有技術或有資源的動力電池回收企業(yè)可能會分化出來，成為動力電池回收利用行業(yè)的龍頭企業(yè)。”
博萃循環(huán)科技有限公司董事長、全國廢棄化學品處置標準委員會委員林曉則認為，我國動力電池退役量每年都在持續(xù)且快速增長。他不建議用“潮”來形容動力電池退役量，“潮有大有小，有漲有落，目前也未看到潮落跡象”。
中科創(chuàng)星創(chuàng)始合伙人米磊向《中國科學報》透露，他們長期關注新能源領域，近年來投資孵化了一批動力電池回收利用企業(yè)，“長期來看，動力電池回收的市場非常大，目前正處于爆發(fā)的前夜”。
對于如何選擇投資企業(yè)，米磊表示價值觀很重要，所投企業(yè)要具備知識價值、社會價值和經濟價值。此外，他還青睞具有企業(yè)家精神和過硬技術的“硬科技”創(chuàng)業(yè)者，同時還要有強大的投后團隊來解決落地問題。
回收利用的兩大推力
退役動力電池，為什么要回收？
夏永高告訴《中國科學報》，廢舊動力電池如果不能及時有效地處理，將會給生態(tài)環(huán)境和人體健康帶來嚴重隱患。
一方面，電池中的正負極材料、電解液等物質及其轉化產物含有大量有害物質，一旦進入環(huán)境可能造成重金屬鎳、鈷污染，氟污染，有機物污染，粉塵和酸堿污染等。
另一方面，廢舊動力電池處置不當也將帶來安全隱患。比如，電池在內外部出現(xiàn)短路時容易發(fā)生燃爆事故，在缺乏防護措施下接觸容易造成觸電事故等。
倒逼動力電池回收利用的，還有巨大的市場推力，即我國鋰資源供應不足，原材料端受制于人。
普華永道分析顯示，近幾年在新能源汽車行業(yè)的需求拉動下，鋰鹽供不應求。
2021年初電池級碳酸鋰的價格為5萬元/噸，2022年初則達到30萬~50萬元/噸，漲幅驚人，給電池企業(yè)供應鏈和車企帶來巨大壓力和挑戰(zhàn)。
“當前我國鋰、鎳、鈷等能源金屬對外依存度超過70%，存在戰(zhàn)略資源安全供給風險。”米磊認為，動力電池的循環(huán)利用能解決原材料緊缺的問題。
據東莞證券研報顯示，2015 年至2021年，新能源汽車保有量從42 萬輛增加至784 萬輛，年復合增長率達到63%。預計2022 年新能源汽車保有量達1221 萬輛，到2025 年保有量將達到3224 萬輛，2021~2025 年復合增長率有望達42%。
“從電動汽車增速來看，現(xiàn)階段電池退役量遠遠無法滿足動力電池的大規(guī)模需求。”在夏永高看來，目前我國動力電池回收行業(yè)只能部分緩解鋰離子電池荒的現(xiàn)狀。
對于完全替補鋰離子電池原材料、實現(xiàn)存量電池的自循環(huán)，林曉認為主要取決于電池需求量，由于新增電池需求將持續(xù)增長，“目前來看，未來10年內還看不到完全替代的可能性”。
那么，退役動力電池是如何利用的？
林曉告訴《中國科學報》，目前退役動力電池回收利用主要有兩種方式，一種是梯次利用，另一種是再生利用。
梯次利用主要通過改裝、再制造等方式將退役電池“降級使用”，如用于電網儲能等領域。再生利用主要是拆解回收退役電池中的可利用資源，如鋰、鎳、鈷等能源金屬，再進行循環(huán)利用。
對于將梯次利用電池應用到儲能領域，林曉認為必須對電池進行合規(guī)等檢測。隨著時間推移，退役電池可能會出現(xiàn)安全風險，裝機后的管理也非常重要。
夏永高透露說，理論上電動汽車公司可以通過編碼了解電池的歷史使用狀況，為精準梯次利用提供重要依據，但實際上退役電池回收公司很難從汽車公司拿到電池數據。
“而且，退役電池本身就具有不確定性，很難準確評估電池長時間使用后的安全性和突然跳水情況的發(fā)生。”因此，夏永高認為，梯次利用電池可以應用在一些對安全和壽命要求相對較低的小型儲能領域。
小作坊的“戰(zhàn)斗力”
據中國汽車動力電池產業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟統(tǒng)計顯示，2013~2021年，中國動力電池裝車量從0.8吉瓦時上升至154.5吉瓦時，復合年均增長率為93.1%，呈現(xiàn)出明顯上升態(tài)勢。2022年一季度，中國動力電池裝車量為51.3吉瓦時，同比上升120.7%。
而另一邊，僅一年時間，動力電池級碳酸鋰的價格就暴漲10倍。面對巨大的市場前景，退役動力電池產業(yè)也面臨“劣幣驅逐良幣”的風險。
除了原材料端價格上漲，回收端的退役動力電池價格也不斷上漲。湖南順華鋰業(yè)有限公司副總經理趙衛(wèi)奪曾在接受媒體采訪時透露，近七成廢舊電池都落入了二手商販和小作坊手中。
這些退役電池是如何流向小作坊的？
國內某動力電池回收利用企業(yè)負責人張濤（化名）告訴《中國科學報》，一部分是通過整車企業(yè)電池拍賣會，價高者得；還有一部分是“黃牛”通過關系直接從整車廠購買的退役電池。
小作坊之所以這么“香”，夏永高透露說，相較于大企業(yè)，小作坊在回收上更具經濟性。一方面由于缺乏統(tǒng)一的電池型號標準，小作坊的手工拆解比現(xiàn)代化的拆解設備得到的廢粉更干凈，雜質更少，也大幅降低了電池材料回收成本；另一方面，小作坊沒有環(huán)保投入，無論是固定資產、生產成本等方面投入都很低。
林曉告訴記者，小作坊無法完成回收利用全流程，主要是進行預處理，提取后的材料主要還是由正規(guī)企業(yè)進行后續(xù)利用，但不合規(guī)的預處理會帶來嚴重的環(huán)境和安全隱患。
“小作坊的生產環(huán)境和設備都非常簡陋，拆解電池時存在爆炸、起火等安全風險，而且拆解過程中有機溶劑的恢復以及六氟磷酸鋰的分解，都會對工人產生危害。”夏永高說。
他還指出，小作坊對富含鎳、鈷等重點防控重金屬污染物處理不當也嚴重威脅著生態(tài)環(huán)境。
就動力電池回收利用產業(yè)整體而言，夏永高指出，環(huán)境影響大和綜合回收率低是目前面臨的兩大技術難題。
夏永高建議加大研發(fā)投入，發(fā)展短程綠色的綜合回收技術，進一步對附加值較低的磷酸鐵、石墨等關鍵材料進行近全組分回收或降級使用等。此外，除了考核回收率、環(huán)保和安全外，還要進一步考慮回收過程中的碳排放。
“退役電池回收既是整個電池產業(yè)鏈的終點，也是起點，要加強基于全生命周期考慮的退役電池綠色綜合回收—材料短程再造一體化技術的系統(tǒng)研究。”夏永高說。
“白名單”企業(yè)監(jiān)管待完善
實際上，為規(guī)范廢舊動力電池利用，工業(yè)和信息化部先后三次發(fā)布了《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》企業(yè)名單（以下簡稱“白名單”政策）公告。
“白名單”企業(yè)目前已有47家，主要分為四類，一是寧德時代、蜂巢能源等電池企業(yè)；二是華友鈷業(yè)、贛鋒鋰業(yè)等新能源材料企業(yè)；三是比亞迪、北汽藍谷等整車企業(yè)；四是天奇股份、格林美等第三方回收利用企業(yè)。
值得一提的是，“白名單”政策僅是指導性文件，并不具有強制性，也就是說，“白名單”之外的企業(yè)也可以開展電池回收利用業(yè)務。
張濤認為，“白名單”政策嚴格限制電池回收利用企業(yè)的準入門檻，對進入企業(yè)在技術、環(huán)保和安全方面有一定要求，促使企業(yè)加大投資和研發(fā)投入力度，在引領產業(yè)發(fā)展方面有示范作用；但另一方面，“白名單”企業(yè)數量增長過快，實際運行的并不多。
他向記者透露，有些“白名單”企業(yè)實際并未開展電池資源回收工作，而是利用“白名單”的資格進行退役電池貿易，“幾輪轉手后，反而導致退役電池的成本上漲，不僅失去了原有的示范意義，高價退役電池落入小作坊后，還給環(huán)保和安全帶來隱患”。
對此，張濤建議制定“白名單”定期考核制度，打破“終身制”，除了有進入門檻外，要制定相應的退出機制。
除了國內市場，國外市場也是博萃循環(huán)的另一大市場。在林曉看來，國外動力電池回收產業(yè)體系相對完善，但技術和裝備發(fā)展較慢；而國內的回收產業(yè)經驗豐富，但政策和渠道資源的配套則不完善。
林曉認為，可以將電池資產化，以租代售，讓電池成為社會公共資產，由政府和機構統(tǒng)一管理。
金俊