◆中國環(huán)境報(bào)記者 劉瀟藝
在國家政策的引導(dǎo)和推動(dòng)下,我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。工信部數(shù)據(jù)顯示,2009年至2016 年上半年累計(jì)生產(chǎn)新能源汽車67.4萬輛。中國汽車技術(shù)研究中心預(yù)測(cè),到 2020 年前后,我國純電動(dòng)(含插電式)乘用車和混合動(dòng)力乘用車的動(dòng)力電池累計(jì)報(bào)廢量將達(dá)到12萬~17萬噸。車用動(dòng)力電池報(bào)廢漸成規(guī)模,如何進(jìn)行處置將是影響新能源汽車發(fā)展的重大課題。
12月1日,工信部發(fā)布了《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法(征求意見稿)》(以下簡稱《意見稿》),對(duì)動(dòng)力電池全生命周期的管理和要求做出詳細(xì)規(guī)定,并提出了相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)和處罰措施。
《意見稿》明確,汽車生產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)動(dòng)力蓄電池回收利用的主體責(zé)任。
先梯級(jí)利用,后再生利用
提高電池全生命周期使用價(jià)值
車用動(dòng)力電池報(bào)廢后如不進(jìn)行必要的處理,會(huì)造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。中國電動(dòng)汽車百人會(huì)研究咨詢部張健指出:“我國車用動(dòng)力電池絕大多數(shù)為鋰離子電池,其中雖然不含汞、鎘、鉛等毒害性較大的重金屬元素,但如果處理不當(dāng)仍會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大污染。”
比如廢舊鋰離子電池的電極材料進(jìn)入環(huán)境中,可與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),造成重金屬污染、堿污染和粉塵污染;電解質(zhì)進(jìn)入環(huán)境中,經(jīng)過化學(xué)反應(yīng),可能造成氟污染和砷污染。
有研究顯示,回收鋰離子電池可節(jié)約51.3%的自然資源,包括減少45.3%的礦石消耗和57.2%的化石能源消耗。鋰離子電池材料中,包含很多有價(jià)值的材料。以一種三元材料電池為例,其中含鎳12%、鈷 5%、錳 7%、鋰 1.2%,如果通過回收工藝,將有價(jià)值材料再利用,會(huì)達(dá)到節(jié)約資源的目的。
張健指出,動(dòng)力電池再利用還可以提高電池全生命周期使用價(jià)值。
“從新能源汽車上淘汰的動(dòng)力電池,仍基本保持70%~80%的初始能量,如果直接拆解回收,是對(duì)電池剩余使用價(jià)值的浪費(fèi)。”中國電動(dòng)汽車百人會(huì)研究咨詢部張成斌解釋說,動(dòng)力電池報(bào)廢后,除了化學(xué)活性下降外,電池內(nèi)部的化學(xué)成分并沒有改變,剩余能量完全可以繼續(xù)滿足家庭儲(chǔ)能、分布式發(fā)電、微網(wǎng)、移動(dòng)電源、后備電源、應(yīng)急電源等中小型儲(chǔ)能設(shè)備、大型商業(yè)儲(chǔ)能和電網(wǎng)儲(chǔ)能市場(chǎng)的使用。因此,如果廢舊動(dòng)力電池梯次利用技術(shù)提高、經(jīng)濟(jì)成本下降,在梯次利用領(lǐng)域,動(dòng)力電池的全生命周期使用價(jià)值將會(huì)得到充分利用。
綜上考慮,《意見稿》明確提出,廢舊動(dòng)力蓄電池應(yīng)該進(jìn)行梯級(jí)利用后再生利用。梯級(jí)利用企業(yè)對(duì)符合要求的廢舊動(dòng)力蓄電池進(jìn)行分類重組利用,按照國家統(tǒng)一編碼標(biāo)準(zhǔn)對(duì)梯級(jí)利用電池進(jìn)行編碼和加貼標(biāo)識(shí)。梯級(jí)利用企業(yè)生產(chǎn)梯級(jí)利用產(chǎn)品過程中產(chǎn)生的廢舊動(dòng)力蓄電池,應(yīng)移交至再生利用企業(yè)。
結(jié)構(gòu)復(fù)雜、數(shù)據(jù)缺乏和成本偏高
阻礙回收再利用下一步發(fā)展
談到電池回收利用面臨的問題時(shí),張健表示,首先,退役電池復(fù)雜性高,拆解不便。比如,電池有方型、圓柱形不同類型,其疊片、繞組形式也不同。這些復(fù)雜性導(dǎo)致電池回收再利用或者拆解時(shí)極為不便。如果進(jìn)行自動(dòng)化拆解,對(duì)生產(chǎn)線的柔性配置要求比較高,從而導(dǎo)致處置成本過高。因此,在目前自動(dòng)化水平不高的情況下,多數(shù)工序是人工完成的。
“工人的技能水平可能會(huì)影響著電池回收過程中的成品率,同時(shí)手工拆解過程中,電池短路、漏液可能導(dǎo)致起火或者爆炸,對(duì)人身和財(cái)產(chǎn)有潛在安全隱患。”張健稱。
此外,退役電池的再利用必須經(jīng)過品質(zhì)檢測(cè),包括安全性評(píng)估、循環(huán)壽命測(cè)試等。但是如果動(dòng)力電池在服役期間沒有完整的數(shù)據(jù)記錄,再利用過程進(jìn)行電池壽命預(yù)測(cè)時(shí),準(zhǔn)確度可能會(huì)下降,電池的一致性無法保障。張成斌補(bǔ)充說,如果一些存在問題的電池在篩選過程中沒有被檢驗(yàn)出來,而再次被使用,會(huì)增加整個(gè)電池系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)。
針對(duì)這一方面,《意見稿》要求,動(dòng)力電池應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)通用性和易拆解的結(jié)構(gòu),并對(duì)電池使用國家統(tǒng)一編碼,以利于后期的回收管理。
而對(duì)回收拆解行業(yè)而言,成本較高、經(jīng)濟(jì)性欠佳仍是個(gè)大問題。
目前,動(dòng)力電池回收產(chǎn)業(yè)還未形成規(guī)模效應(yīng),國內(nèi)還未建立成熟的回收體系,一些企業(yè)雖然涉及了動(dòng)力電池回收業(yè)務(wù),但是收效率較低,投入超出電池價(jià)值,缺乏盈利點(diǎn)。
比如一家采用機(jī)械法和濕法回收廢舊磷酸鐵鋰電池的公司,回收處理1噸廢舊電池的成本為 8540 元,而再生材料的收益僅為 8110元,虧損 430 元。
在動(dòng)力電池再利用領(lǐng)域,由于電池檢測(cè)和重組時(shí),設(shè)備和人工投入成本較高,導(dǎo)致電池出廠價(jià)格偏高,用于儲(chǔ)能并不具有經(jīng)濟(jì)性。