①一路高歌猛進(jìn)的新能源電動(dòng)汽車行業(yè),也在遭遇各種挑戰(zhàn)。其中一個(gè),是動(dòng)力鋰電池作為新能源電動(dòng)汽車的核心角色,其壽命只有 5-8 年; ②中國動(dòng)力鋰電池的“退役潮”即將開始,如何處理退役的動(dòng)力鋰電池,已成為一個(gè)考驗(yàn)各方的重要問題。
《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》4月19日訊(研究員 金博) 如果評(píng)選20世紀(jì)的偉大發(fā)明,鋰離子電池應(yīng)會(huì)名列其中。
2019年10月,年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)揭曉,美國德州大學(xué)奧斯汀分校的約翰B古迪納(John .B. Goodenough)等三位教授,憑借在鋰離子電池研究方面的卓越貢獻(xiàn),聯(lián)袂獲獎(jiǎng)。這表明鋰離子電池技術(shù)在增進(jìn)人類福祉方面的意義,已得到學(xué)術(shù)界公認(rèn)。
其實(shí),鋰電池的應(yīng)用歷史并不長遠(yuǎn)。1990年代,鋰電池才首次實(shí)現(xiàn)商品化。不過,因其能量儲(chǔ)備大、循環(huán)壽命長、無記憶性以及自放電率低等優(yōu)勢,被很快應(yīng)用于人類生活的方方面面。
特別是近十年來,鋰電池找到了一個(gè)更寬廣的應(yīng)用領(lǐng)域:以特斯拉等為代表的新能源電動(dòng)汽車行業(yè)的狂飆突起,電池行業(yè)迎來一個(gè)迅猛發(fā)展的春天。
而中國的動(dòng)力電池企業(yè),以前瞻的技術(shù)研發(fā)和市場布局,在這場圍繞新能源汽車的長程爭霸賽中,暫時(shí)占據(jù)領(lǐng)先位置。在全球動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)中,已出現(xiàn)一些市場份額居前的中國企業(yè),如寧德時(shí)代、比亞迪、中創(chuàng)新航等。其中,寧德時(shí)代在全球市場占據(jù)了第一的位置。
不過,看似一路高歌猛進(jìn)的新能源電動(dòng)汽車行業(yè),也在遭遇各種挑戰(zhàn)。其中一個(gè),是動(dòng)力鋰電池作為新能源電動(dòng)汽車的核心角色,其壽命只有 5-8 年,也就是說,紅紅火火的新能源電動(dòng)汽車行業(yè),即將面對(duì)電池“退役潮”的嚴(yán)峻問題。
能否飛躍挑戰(zhàn),幫助動(dòng)力電池行業(yè)解決回收問題,讓新能源汽車行業(yè)為節(jié)能減排事業(yè)真正作出貢獻(xiàn),正考驗(yàn)著政府、學(xué)界及整個(gè)行業(yè)的應(yīng)對(duì)智慧。
動(dòng)力電池報(bào)廢高峰將至
2014 年被稱為“中國新能源車元年”,當(dāng)年,國家一口氣出臺(tái)了16項(xiàng)支持新能源汽車發(fā)展的政策。結(jié)果第二年,中國就成為全球最大新能源汽車市場。
2021年,中國新能源汽車的滲透率開始加速,整個(gè)產(chǎn)業(yè)由政策驅(qū)動(dòng)開始轉(zhuǎn)為市場驅(qū)動(dòng)。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù),2023年,中國新能源汽車產(chǎn)銷分別達(dá)到958.7萬輛和 949.5.7萬輛,同比分別增長35.8%和37.9%,滲透率已達(dá)31.6%。
短短十年,從零起步到世界第一,中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)已駛?cè)肟燔嚨馈?/p>
在國內(nèi)動(dòng)力電池領(lǐng)域,磷酸鐵鋰和三元電池是兩大主流技術(shù)路線:前者成本低、安全性高,但電池能量密度較低,續(xù)航略差;后者續(xù)航時(shí)間長,但成本稍高。
隨著比亞迪刀片電池的推出,磷酸鐵鋰逐步勝出,2021年7月,磷酸鐵鋰電池以 51.3%的市占率實(shí)現(xiàn)反超,然后一路領(lǐng)先,目前市場占比已接近70%。
在這場技術(shù)之爭中,動(dòng)力鋰電池看似勝出,但后續(xù)隱患也由此埋下。
行業(yè)已有共識(shí),認(rèn)為動(dòng)力電池的服役年限會(huì)在5~8年。其原理是:鋰電池多次充放電循環(huán)后,穩(wěn)定性會(huì)有所降低。其電解液會(huì)發(fā)生分解,正極材料的晶格會(huì)轉(zhuǎn)變,游離的鋰離子發(fā)生沉積,致使電池容量衰減、失效。而當(dāng)動(dòng)力鋰電池壽命衰減至 80%以下時(shí),電池的電化學(xué)性能將出現(xiàn)明顯下滑,難以完全滿足汽車的正常動(dòng)力需求,電池就要進(jìn)入退役狀態(tài)。
由此,中國動(dòng)力鋰電池的“退役潮”將要開始。
僅在2022年,國內(nèi)廢舊鋰電的回收已達(dá)30.03萬噸,其中碳酸鋰當(dāng)量近6萬噸。如以2021年中國新能源汽車產(chǎn)銷量顯著增加作為起始年,假設(shè)電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池平均壽命為5年,預(yù)計(jì)到2026年,汽車動(dòng)力電池的報(bào)廢量就將急劇增長,退役動(dòng)力電池量有望超過 100GWh,2032年有望超過1TWh,2022年至2035 年CAGR將達(dá)33%。
如何處理退役的動(dòng)力鋰電池,已成為一個(gè)關(guān)鍵問題。這是因?yàn)椋?/p>
1、安全屬性。退役動(dòng)力電池存著安全隱患。動(dòng)力電池額定電壓較高,在缺乏保護(hù)措施的情況下,接觸或擠壓容易引起觸電事故;當(dāng)電池內(nèi)外短路時(shí),正負(fù)極會(huì)產(chǎn)生大電流,導(dǎo)致高熱。廢舊電池如處理不當(dāng),會(huì)導(dǎo)致電池燃燒甚至爆炸,甚至導(dǎo)致嚴(yán)重火災(zāi),因此退役動(dòng)力電池必須得到安全處置。
2、環(huán)保屬性。電池中含多種有害物質(zhì),隨意廢棄將對(duì)生態(tài)環(huán)保和人體健康產(chǎn)生巨大影響。另外,多數(shù)金屬資源的可回收性良好,且工藝可行,鋰電池在退役后進(jìn)行回收必要且可行。
3、經(jīng)濟(jì)屬性。退役動(dòng)力電池資源性強(qiáng),再生利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值高。廢舊電池含有多種可回收的金屬資源, 包括鋰、鎳、鈷、錳、鋁、鋼等,以及其他可再生利用成分如石墨等,具備再生利用價(jià)值。根據(jù)國家出臺(tái)的《廢舊動(dòng)力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范公告管理暫行辦法(2019 年本)》的要求,動(dòng)力電池再生利用企業(yè)對(duì)鈷鎳錳的綜合回收率應(yīng)不低于98%,鋰的回收率不低于85%,現(xiàn)行回收工藝可以滿足此技術(shù)指標(biāo),退役動(dòng)力電池金屬回收在技術(shù)上可行。
4、戰(zhàn)略屬性。回收退役動(dòng)力電池,相當(dāng)于開拓了“城市礦山”,對(duì)突破能源金屬的資源限制、保障國內(nèi)資源供應(yīng),具有戰(zhàn)略意義。中國鋰鈷鎳資源儲(chǔ)量低、礦產(chǎn)量低,但消費(fèi)量非常大,資源對(duì)外依存度居高不下。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù),2021 年中國鋰、鈷、鎳的儲(chǔ)量,分別占全球總儲(chǔ)量的6.8%、1.1%、2.9%;但消費(fèi)量卻分別占到了全球的 62.6%、66.9%、55.7%。中國的新能源產(chǎn)業(yè),面臨著資源嚴(yán)重受制于人的局面。
從如上因素看,對(duì)動(dòng)力電池的回收利用,不僅意義重大,在實(shí)施的緊迫性上,也是刻不容緩。
中國動(dòng)力電池企業(yè)的探索實(shí)踐
為了解國內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)在節(jié)能減排、特別是電池技術(shù)研發(fā)和回收利用方面的情況,《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》研究員從科創(chuàng)板相關(guān)上市公司中,挑出派能科技和珠海冠宇兩家企業(yè)進(jìn)行案例研究,通過公司官網(wǎng)、公開發(fā)布的ESG報(bào)告等,看看其實(shí)際操作狀況。
其中派能科技位于上海,2009年成立,2020年作為“儲(chǔ)能第一股”在科創(chuàng)板上市,專注于鋰電池儲(chǔ)能產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用,提供鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)綜合解決方案。
珠海冠宇成立于2007年,擁有珠海、重慶、嘉興三個(gè)生產(chǎn)基地,2021年10月在科創(chuàng)板上市,是頭部的消費(fèi)類聚合物軟包鋰離子電池供應(yīng)商。
總的來看,這兩家上市公司都采取了一些積極舉措:
比如在物料方面,派能科技“對(duì)固體廢物進(jìn)行回收利用,基本實(shí)現(xiàn)了零污染的目標(biāo)”;珠海冠宇則“在報(bào)廢階段,公司積極推進(jìn)電池回收利用再生制造,提高資源使用效率”。
在廢物物的管控方面,派能科技“對(duì)各類固體廢物采取綜合利用或妥善處置的方法,一般固廢執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),危險(xiǎn)廢物則按照相關(guān)要求進(jìn)行存儲(chǔ)和處置”;珠海冠宇則“一般工業(yè)固廢,委托具備處理能力的物資回收利用單位回收;危險(xiǎn)廢物,委托有資質(zhì)的處置單位定期收運(yùn),并將轉(zhuǎn)移聯(lián)單上傳國家相關(guān)系統(tǒng)”。
相較而言,派能科技在通過技術(shù)研發(fā),在提升電池壽命方面,做了一些探索創(chuàng)新。“在既有的納米功能涂層、先進(jìn)負(fù)極水系粘結(jié)劑、功能型電解液等核心技術(shù)的基礎(chǔ)上,持續(xù)開展研究,以提升電池循環(huán)壽命。目前,公司的長壽命電池在保持能量密度不低于 175Wh/ kg 的基礎(chǔ)上,循環(huán)壽命提升至13,000 次,預(yù)計(jì)未來能突破15,000 次,使用壽命超過20 年?!?/p>
總的來說,動(dòng)力電池的回收利用,已是契合整個(gè)行業(yè)未來發(fā)展的大方向。比如蘋果公司計(jì)劃2025年實(shí)現(xiàn)在電池中使用100%再生鉆、產(chǎn)品設(shè)備中的磁鐵將完全使用再生稀土元素、所有蘋果設(shè)計(jì)的印刷電路板將使用100%再生錫焊料和 100%再生鍍金。特斯拉工廠計(jì)劃將報(bào)廢電池100%移交至電池回收白名單企業(yè)進(jìn)行再生利用,92%電池原材料金屬實(shí)現(xiàn)再利用。
從我國的實(shí)踐來看,中國電池回收的相關(guān)政策,一直伴隨新能源汽車產(chǎn)業(yè)的成長,各項(xiàng)體系規(guī)范不斷完善。特別是2018年至今,政策出臺(tái)明顯加速,密集發(fā)布了各項(xiàng)辦法,追加電池溯源管理,提高行業(yè)規(guī)范度,整治行業(yè)生態(tài)亂象,國內(nèi)電池回收企業(yè)的規(guī)范化、專業(yè)化、大型化趨勢,在逐漸加快。
有理由相信,中國的動(dòng)力電池回收利用事業(yè),一定會(huì)得到健康、長足的發(fā)展。
【關(guān)于景賦】
景賦是在國家科創(chuàng)戰(zhàn)略下創(chuàng)立的全天候一站式價(jià)值投資平臺(tái),專注服務(wù)于一級(jí)股權(quán)投資市場,是促成優(yōu)秀科創(chuàng)企業(yè)與地方政府、產(chǎn)業(yè)資本牽手的投資撮合平臺(tái)。在原有財(cái)聯(lián)社、碳與舍、天風(fēng)證券、信公咨詢四方共建的基礎(chǔ)上,最新牽手立信德豪上海ESG團(tuán)隊(duì),致力于構(gòu)建以ESG為基礎(chǔ)的可持續(xù)發(fā)展投融資服務(wù)平臺(tái),幫助地方政府構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的招商引資方法論;面向政府和產(chǎn)業(yè)資本提供基于企業(yè)價(jià)值發(fā)掘、呈現(xiàn)、跟蹤的多維度服務(wù)技術(shù)平臺(tái),為資本與企業(yè)價(jià)值的對(duì)接提供全方位的專業(yè)支持。
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