楊俊峰 余 躍 王 曦

(1.中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院, 北京 100048; 2.中國恩菲工程技術(shù)有限公司, 北京 100038)

0 前言

在新能源汽車滲透率逐步提升、環(huán)保要求愈發(fā)提高、上游原材料價(jià)格大幅上漲及動力電池退役量不斷增加等因素綜合作用下,動力電池回收產(chǎn)業(yè)駛?cè)肓税l(fā)展快車道。動力電池回收不僅具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、環(huán)保價(jià)值,還對保障新能源汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。退役動力電池含有揮發(fā)性溶劑、含氟化合物、重金屬等,若未經(jīng)妥善處置,危害性強(qiáng),存在較大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。對退役動力電池進(jìn)行回收利用,可有效降低動力電池生命周期碳排放,減少鋰、鎳、鈷等稀缺金屬資源開采壓力,符合可持續(xù)發(fā)展要求[1]。

資源有限,循環(huán)無限,提高廢舊動力電池回收效率,構(gòu)建高效的廢舊動力電池回收利用體系,形成閉環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈,可以實(shí)現(xiàn)鋰、鈷、鎳等稀缺資源的最大化利用,有效降低資源安全和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。目前主流的廢舊動力電池再生利用企業(yè)鎳、鈷、錳的綜合回收率超過98%,鋰的回收率超過85%。

1 新能源汽車動力電池回收利用政策體系建設(shè)進(jìn)展

我國高度重視動力電池回收利用工作,從新能源汽車推廣之初就開始研究和部署,逐步搭建動力電池回收利用政策體系,建立動力電池回收利用溯源平臺,探索動力電池全生命周期管理,推動我國動力電池回收利用管理體系的形成和完善[2]。我國新能源汽車動力電池回收利用相關(guān)政策發(fā)布情況如下。

1.1 第一階段(2007—2011年)

這一階段屬于廢舊動力電池回收利用政策超期謀劃階段。2007年,我國新能源汽車生產(chǎn)管理相關(guān)文件中即提出了動力電池回收利用相關(guān)規(guī)定,要求汽車生產(chǎn)企業(yè)服務(wù)承諾內(nèi)容中需包括電池回收。2009年發(fā)布的《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)則》規(guī)定,新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)的準(zhǔn)入條件中包括“整車和零部件(如電池)回收,并有能力實(shí)施”。由此可見,我國很早之前就開始部署新能源汽車動力電池回收利用工作。2010年,財(cái)政部開展新能源汽車試點(diǎn)工作時(shí)提出,試點(diǎn)城市需建立和完善新能源汽車及動力電池的報(bào)廢及回收體系。

1.2 第二階段(2012—2017年)

2012—2017年,廢舊動力電池回收利用市場逐漸開啟,政策密集出臺。2012年發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012—2020年)》明確將動力電池回收利用作為重要工作予以部署;隨后國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于加快新能源汽車推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見》提出,建立健全廢舊動力電池循環(huán)利用體系。有關(guān)部門開始研究制定廢舊動力電池循環(huán)利用相關(guān)政策體系,并于2016年后陸續(xù)出臺《電動汽車動力蓄電池回收利用技術(shù)政策》《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范公告管理暫行辦法》《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》等政策文件。

1.3 第三階段(2018—至今)

2018年—至今,進(jìn)入規(guī)?；厥绽闷?政策體系加快形成。2018年工信部等七部門聯(lián)合發(fā)布了《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》,動力電池回收管理體系開始建立。在企業(yè)規(guī)范管理和試點(diǎn)示范方面,工信部發(fā)布了修訂版《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件(2019年本)》,進(jìn)一步強(qiáng)化新能源汽車廢舊動力電池綜合利用行業(yè)管理。2019年,工信部發(fā)布《新能源汽車動力蓄電池回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)和運(yùn)營指南》,新能源汽車動力電池回收利用管理體系正處于加速建立完善階段。此后陸續(xù)出臺的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》《新能源汽車動力蓄電池梯次利用管理辦法》等文件進(jìn)一步完善了動力電池回收利用政策體系[2-4]。

2 新能源汽車動力電池回收利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

2.1 動力電池回收利用市場逐漸打開

近年來,我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,動力電池產(chǎn)銷量逐年攀升,動力電池回收利用迫在眉睫。按照動力電池4～6年使用壽命測算,我國動力電池已逐步進(jìn)入報(bào)廢高峰期。招商證券推算,2022年退役新能源汽車動力電池達(dá)到52.29 GW·h,約38.54萬t,對應(yīng)184億元的市場空間;2025年退役新能源汽車動力電池達(dá)到134.49 GW·h,約80.36萬t,對應(yīng)354億元的市場空間;到2030年,動力電池回收市場規(guī)模將超千億元[5]。

2.2 參與者多回收業(yè)務(wù)合作逐漸加強(qiáng)

由于動力電池回收市場的潛在價(jià)值,眾多類型企業(yè)和市場主體有所行動。布局動力電池回收利用的企業(yè)逐漸多元化,包括動力電池產(chǎn)業(yè)鏈上的大部分企業(yè)類型,如電池生產(chǎn)企業(yè)、材料企業(yè)、儲能企業(yè)、設(shè)備制造商、車企等[6]。 不論從責(zé)任角度還是經(jīng)濟(jì)性角度,動力電池產(chǎn)業(yè)鏈上下游的合作是未來必然趨勢。目前,我國電池產(chǎn)業(yè)鏈間的合作已在許多細(xì)分領(lǐng)域龍頭企業(yè)中有所開展,從最初的動力電池企業(yè)、材料企業(yè)、再生利用企業(yè)合作,拓展到越來越多的車企也積極參與合作聯(lián)盟的模式。

2.3 回收利用模式不斷豐富

根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)有的商業(yè)模式主導(dǎo)企業(yè)性質(zhì)的不同,我國動力電池回收利用市場催生出了動力電池企業(yè)回收利用模式、鋰電材料企業(yè)回收利用模式、梯次利用企業(yè)回收利用模式、多方參與的聯(lián)合回收利用模式等多種商業(yè)模式[6-8]。動力電池企業(yè)回收利用商業(yè)模式以動力電池生產(chǎn)企業(yè)為主導(dǎo),提高原料的上游議價(jià)能力,降低電池生產(chǎn)成本,成為該類商業(yè)模式的源動力。國內(nèi)代表性的企業(yè)有寧德時(shí)代、比亞迪、國軒高科等。鋰電材料企業(yè)回收利用商業(yè)模式以鋰電材料企業(yè)為主導(dǎo),通過回收廢棄電池中的關(guān)鍵金屬資源,從而形成產(chǎn)業(yè)閉環(huán)與降本空間,成為該類商業(yè)模式發(fā)展的源動力。國內(nèi)代表性的企業(yè)有格林美、邦普循環(huán)、華友鈷業(yè)、贛州豪鵬等。梯次利用企業(yè)回收利用商業(yè)模式的代表企業(yè)為中國鐵塔。目前,動力電池回收利用領(lǐng)域正逐漸形成整車企業(yè)、電池企業(yè)以及第三方回收利用企業(yè)等多方參與的聯(lián)合回收利用模式,以第三方企業(yè)打通和整合動力電池回收利用產(chǎn)業(yè)鏈條的服務(wù)模式逐漸流行[9]。

3 新能源汽車動力電池回收利用存在的問題和挑戰(zhàn)

動力電池回收利用作為新興領(lǐng)域,雖然頂層設(shè)計(jì)逐步在完善,但從政策發(fā)布實(shí)施到回收利用體系建立健全可能需要一個(gè)比較長的過程,目前還面臨一些問題和挑戰(zhàn)。

3.1 廢舊動力電池回收渠道規(guī)范化水平有待提升

當(dāng)前退役動力電池回收體系門檻低、參與者眾多,造成回收渠道過于分散,很大一部分廢舊動力電池被作坊類小企業(yè)收購,增加了環(huán)境安全隱患。作坊類企業(yè)因在產(chǎn)線、拆解設(shè)備以及環(huán)境無害化處理等方面的成本較低,在高價(jià)收購電池的情況下實(shí)現(xiàn)盈利。在很多情況下,大型主流回收企業(yè)競爭不過小作坊。

3.2 技術(shù)儲備不足,標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化亟須強(qiáng)化

動力電池生態(tài)設(shè)計(jì)、梯次利用、有價(jià)金屬高效提取等關(guān)鍵共性技術(shù)和裝備有待突破。目前新能源汽車動力電池型號標(biāo)準(zhǔn)不一,一致性較差,導(dǎo)致退役電池檢測和分類的難度和成本較高。重組后形成的梯次利用電池質(zhì)量、壽命等方面存在缺陷。退役動力電池放電、存儲以及梯次利用產(chǎn)品等標(biāo)準(zhǔn)缺乏,電池殘值量的測量標(biāo)準(zhǔn)也有待明確,回收利用技術(shù)發(fā)展水平整體不高。

3.3 回收利用環(huán)節(jié)安全和環(huán)境隱患較大

動力電池回收利用過程復(fù)雜又是新領(lǐng)域,廢舊動力電池在收集、存儲、運(yùn)輸、梯次利用、再生利用等環(huán)節(jié)都存在一定的安全和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。目前廢舊動力電池回收人工拆解問題突出,電池原料環(huán)境友好性較差,拆解過程操作不當(dāng)會對人體健康和環(huán)境帶來較大危害。尤其是電解液中含有大量六氟磷酸鋰和有機(jī)溶劑,拆解回收過程易發(fā)生泄露,遇水形成氟化氫劇毒氣體,危及工人身體健康。

4 建議

4.1 改進(jìn)動力電池設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、易拆解、易回收

1)引導(dǎo)電池生產(chǎn)企業(yè)、汽車生產(chǎn)企業(yè)及電池回收利用企業(yè)協(xié)同開展易回收的動力電池產(chǎn)品設(shè)計(jì)。推行產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)與制造,盡量統(tǒng)一電池類型和規(guī)格,實(shí)現(xiàn)“設(shè)計(jì)制造-梯次利用-拆解回收-循環(huán)再生”閉合產(chǎn)業(yè)鏈的標(biāo)準(zhǔn)化、綠色化,提高自動化水平。

2)開展動力電池綠色設(shè)計(jì)基礎(chǔ)研究和優(yōu)化提升。對比分析功能屬性、材料選取、幾何結(jié)構(gòu)、匹配方式及制造工藝等設(shè)計(jì)元素對后續(xù)回收利用的影響,從安全、環(huán)保及易拆解回收等方面識別關(guān)鍵因素并開展優(yōu)化設(shè)計(jì),減少有毒有害物質(zhì)的使用,探索使用綠色環(huán)?？稍偕虏牧?同時(shí)提升報(bào)廢電池可拆卸性能。

4.2 創(chuàng)新回收利用商業(yè)模式,規(guī)范回收渠道和完善回收網(wǎng)絡(luò)

1)打造高效回收利用商業(yè)模式。鼓勵整車企業(yè)、電池企業(yè)和回收利用企業(yè)協(xié)商建立合作模式,聯(lián)合打造動力電池“生產(chǎn)-使用-收集-梯次利用-再生循環(huán)”一條龍產(chǎn)業(yè)鏈,實(shí)現(xiàn)高質(zhì)高效回收利用。

2)鼓勵企業(yè)探索自主回收利用模式。引導(dǎo)企業(yè)落實(shí)生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度打造閉環(huán)回收利用模式,重點(diǎn)推動比亞迪、寧德時(shí)代等“鏈主企業(yè)”開展自主回收,利用信息化手段建立閉環(huán)回收路徑。

3)完善回收網(wǎng)絡(luò)體系。拓展回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)類型,鼓勵正規(guī)回收企業(yè)加大回收網(wǎng)點(diǎn)布局力度,完善回收物流網(wǎng)絡(luò)和渠道。

4.3 注重先進(jìn)技術(shù)開發(fā),推廣安全環(huán)保高效的回收利用技術(shù)

1)突破回收利用前端瓶頸技術(shù)。加快廢舊動力電池檢測、剩余價(jià)值評估等技術(shù)研發(fā),建立基于大數(shù)據(jù)分析的梯次電池監(jiān)控平臺,提高電池壽命、一致性和安全性等特性評估的準(zhǔn)確性。開發(fā)低成本的安全高效回收技術(shù),重點(diǎn)研究適用于磷酸鐵鋰電池的材料再生技術(shù)。

2)推廣安全環(huán)保高效的協(xié)同處理新技術(shù)。如結(jié)合水泥行業(yè)生產(chǎn)設(shè)施及技術(shù)特點(diǎn),利用含氧量低的水泥窯高溫?zé)煔鈱U舊動力電池進(jìn)行焙燒處理,利用水泥窯協(xié)同處置含氟有機(jī)尾氣等,既能降低處理運(yùn)行成本和設(shè)備投資,又能避免安全和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

4.4 完善政策措施和監(jiān)管機(jī)制,充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的支撐作用

1)建立激勵和約束機(jī)制。試點(diǎn)電池回收“押金制度”,消費(fèi)者購買汽車時(shí)支付押金,待電池回收后返還,保障回收鏈條閉環(huán)。建立獎補(bǔ)機(jī)制,給予回收利用先進(jìn)企業(yè)財(cái)政補(bǔ)貼或稅費(fèi)減免,適當(dāng)補(bǔ)償通過正規(guī)渠道報(bào)廢電池的車主和企業(yè)。

2)完善源頭監(jiān)管機(jī)制。建立多部門聯(lián)席工作機(jī)制,加大執(zhí)法力度,取締關(guān)停小作坊。制定安全生產(chǎn)管理實(shí)施方案和突發(fā)情況應(yīng)急預(yù)案,深入開展安全培訓(xùn)和消防演練。

3)強(qiáng)化動力電池?cái)?shù)據(jù)應(yīng)用。優(yōu)化溯源管理平臺設(shè)計(jì),構(gòu)建電池強(qiáng)制備案信息清單,建立違約追責(zé)機(jī)制,保障采集數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。建立數(shù)據(jù)交換與共享機(jī)制,打通數(shù)據(jù)鏈條,實(shí)現(xiàn)動力電池?cái)?shù)據(jù)在電池生產(chǎn)企業(yè)、汽車生產(chǎn)企業(yè)和回收利用企業(yè)間共用共享,推動精細(xì)化高效回收利用。