新能源德國(guó)DETA汽車動(dòng)力蓄電池回收利用的調(diào)研

　　近日，工信部發(fā)布了《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用調(diào)研報(bào)告(簡(jiǎn)介)》，調(diào)研報(bào)告介紹了新能源汽車及動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)、動(dòng)力電池回收利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)動(dòng)力電池回收現(xiàn)狀、梯次利用基本現(xiàn)狀和再生利用基本現(xiàn)狀做了分析，并指出梯次利用大部分處于試驗(yàn)示范階段，主要集中在備電、儲(chǔ)能等領(lǐng)域，未來(lái)市場(chǎng)前景廣闊，已成行業(yè)發(fā)展熱點(diǎn)。

　　一、新能源汽車及動(dòng)力蓄電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

　　(一)新能源汽車產(chǎn)業(yè)

　　經(jīng)過(guò)20余年的發(fā)展，我國(guó)新能源汽車實(shí)現(xiàn)從科研、產(chǎn)業(yè)化到市場(chǎng)推廣的“三級(jí)”轉(zhuǎn)變。目前，我國(guó)新能源汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)量已超280萬(wàn)輛，推廣規(guī)模居于世界首位。

　　車輛類型上，乘用車、商用車分別占總產(chǎn)量約70.4%、29.6%;動(dòng)力類型上，以純電動(dòng)為主，占總產(chǎn)量約78.5%，插電式混合動(dòng)力約21.5%。

　　區(qū)域分布上，主要集中在京津冀、長(zhǎng)三角及珠三角地區(qū)，廣東、上海、北京、山東、浙江保有量位列全國(guó)前5位。

　　(二)動(dòng)力蓄電池產(chǎn)業(yè)

　　我國(guó)動(dòng)力蓄電池累計(jì)配套量超過(guò)131GWh，產(chǎn)業(yè)規(guī)模位居世界第一。配套類型上，磷酸鐵鋰、三元電池分別占比約54%、40%。純電動(dòng)乘用車、商用車中三元電池配套占比分別約71%、17%，磷酸鐵鋰電池配套占比分別約23%、78%;插電式混合動(dòng)力汽車中三元、磷酸鐵鋰電池配套占比分別約53%、33%。外形設(shè)計(jì)上，方形、圓柱形、軟包占比約78.7%、20.6%、0.7%。

　　(三)動(dòng)力蓄電池原材料產(chǎn)業(yè)

　　隨著動(dòng)力蓄電池需求量的快速上升，原材料行業(yè)投資規(guī)模快速擴(kuò)大。正極材料、負(fù)極材料、隔膜及電解液行業(yè)龍頭企業(yè)在市場(chǎng)占有率和技術(shù)研發(fā)方面優(yōu)勢(shì)明顯，行業(yè)集中度較高。2017年，我國(guó)正極材料產(chǎn)量達(dá)32.3萬(wàn)噸，磷酸鐵鋰產(chǎn)量為6萬(wàn)噸，負(fù)極材料產(chǎn)量達(dá)14.6萬(wàn)噸，隔膜銷量13.6億平方米，電解液產(chǎn)量為10.2萬(wàn)噸。

　　二、動(dòng)力蓄電池回收利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

　　(一)廢舊動(dòng)力蓄電池安全環(huán)境資源特性動(dòng)力蓄電池大量退役后，未經(jīng)妥善的處置和進(jìn)行價(jià)值最大化利用，將威脅公共安全，造成難以逆轉(zhuǎn)的環(huán)境污染，并浪費(fèi)寶貴的有價(jià)金屬資源。

　　從安全層面來(lái)看，廢舊動(dòng)力蓄電池處置不當(dāng)存在一定安全隱患。一是觸電隱患。新能源汽車的動(dòng)力蓄電池額定電壓較高，人員在缺乏防護(hù)措施情況下接觸易造成觸電事故。

　　二是燃爆隱患。電池在出現(xiàn)內(nèi)部或外部短路情況下，正負(fù)極會(huì)產(chǎn)生大電流導(dǎo)致高熱，引起正負(fù)極燃燒。三是腐蝕隱患。電解液為有機(jī)易揮發(fā)性液體，與空氣中水分反應(yīng)產(chǎn)生白色有腐蝕性和刺激性的氟化氫煙霧。

　　從環(huán)境層面來(lái)看，廢舊動(dòng)力蓄電池對(duì)生態(tài)環(huán)境和人身健康均有威脅。一是重金屬污染。電池正極材料中含鎳、鈷等重金屬，不經(jīng)專業(yè)回收處理會(huì)造成重金屬污染。二是電解液污染。電解液溶質(zhì)LiPF6屬有毒物質(zhì)且易潮解，會(huì)造成氟污染，溶劑會(huì)造成水污染。

　　從資源層面來(lái)看，鎳氫、鋰離子動(dòng)力蓄電池因正極材料不同，分別含有鋰、鎳、鈷、錳及稀土等金屬，動(dòng)力蓄電池產(chǎn)業(yè)對(duì)于鋰、鎳、鈷等資源需求旺盛。隨著動(dòng)力蓄電池累計(jì)配套量的不斷增加，電池中這些資源如未有效回收利用，將直接造成資源的極大浪費(fèi)。

　　(二)動(dòng)力蓄電池退役現(xiàn)狀和趨勢(shì)分析

　　1.退役現(xiàn)狀

　　從現(xiàn)有退役電池?cái)?shù)量、種類及分布地區(qū)情況來(lái)看，相對(duì)比較集中。“十城千輛工程”推廣期間生產(chǎn)的新能源汽車共計(jì)產(chǎn)生退役動(dòng)力蓄電池(以下簡(jiǎn)稱“退役電池”)約1.22GWh;退役電池主要集中在深圳、合肥、北京等新能源汽車推廣力度較大的城市。

　　從企業(yè)回收情況來(lái)看，當(dāng)前回收的動(dòng)力蓄電池中，以研發(fā)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢舊動(dòng)力蓄電池為主，新能源汽車退役電池較少，主要來(lái)源于研發(fā)試驗(yàn)和生產(chǎn)制造產(chǎn)生的廢舊動(dòng)力蓄電池。

　　從綜合利用經(jīng)濟(jì)性方面看，三元電池和磷酸鐵鋰電池互有優(yōu)勢(shì)。梯次利用方面，磷酸鐵鋰電池更適于梯次利用。再生利用方面，企業(yè)再生利用收益具有一定的不確定性，易受退役電池?cái)?shù)量、原材料市場(chǎng)行情及企業(yè)管理水平等因素影響。

　　從用戶移交退役電池情況來(lái)看，市場(chǎng)上存在電池生產(chǎn)企業(yè)、回收利用企業(yè)、租賃企業(yè)及保險(xiǎn)公司等多主體回收處理退役電池的情況。例如，深圳市退役的大部分動(dòng)力蓄電池交由電池生產(chǎn)企業(yè)回收存儲(chǔ)，用于梯次利用研究;北京新能源公交車動(dòng)力蓄電池主要采取租賃方式，退役后交由北京電力公司用于梯次利用儲(chǔ)能產(chǎn)品研究或回收利用企業(yè)處理。

　　2.退役趨勢(shì)分析

　　退役電池?cái)?shù)量、種類及分布地區(qū)方面，退役量與保有量正相關(guān)，三元電池累計(jì)退役量占比較高。據(jù)預(yù)測(cè)，2020年我國(guó)退役電池累計(jì)約為25GWh。退役電池將主要集中在新能源汽車保有量較大的京津冀、長(zhǎng)三角及珠三角地區(qū)。隨著個(gè)人用戶逐漸成為新能源汽車的消費(fèi)主體，退役電池的回收將逐步轉(zhuǎn)向以個(gè)人用戶為主。

　　(三)廢舊動(dòng)力蓄電池回收利用基本現(xiàn)狀

　　1.回收體系建設(shè)情況

　　2018年，工業(yè)和信息化部會(huì)同科技部、生態(tài)環(huán)境部、交通運(yùn)輸部、商務(wù)部、市場(chǎng)監(jiān)管總局、能源局發(fā)布了《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》，構(gòu)建回收利用管理機(jī)制，推動(dòng)建立回收利用體系;

　　工業(yè)和信息化部公告發(fā)布了《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用溯源管理暫行規(guī)定》，明確了溯源信息的采集要求，對(duì)各環(huán)節(jié)企業(yè)主體履行回收利用溯源責(zé)任作出規(guī)定，并建設(shè)了新能源汽車國(guó)家監(jiān)測(cè)與動(dòng)力蓄電池回收利用溯源綜合管理平臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱“國(guó)家平臺(tái)”)，構(gòu)建來(lái)源可查、去向可追、節(jié)點(diǎn)可控、責(zé)任可究的全生命周期溯源管理體系。

　　工業(yè)和信息化部會(huì)同有關(guān)部門發(fā)布了《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用試點(diǎn)實(shí)施方案》《關(guān)于做好新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用試點(diǎn)工作的通知》，確定在京津冀、上海等17個(gè)地區(qū)，以及中國(guó)鐵塔公司開展試點(diǎn)，積極培育標(biāo)桿企業(yè)，探索技術(shù)經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、資源環(huán)境友好的多元化回收利用模式。

　　工業(yè)和信息化部發(fā)布了《新能源汽車廢舊動(dòng)力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》及公告管理暫行辦法，推動(dòng)廢舊動(dòng)力蓄電池綜合利用行業(yè)管理，已公告發(fā)布第一批企業(yè)名單。

　　各地區(qū)加快建立區(qū)域回收體系，采取措施推動(dòng)回收利用工作。京津冀地區(qū)發(fā)布《京津冀地區(qū)新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用試點(diǎn)實(shí)施方案》，建立回收聯(lián)盟，共建共用回收網(wǎng)絡(luò)。

　　長(zhǎng)三角地區(qū)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域協(xié)作。珠三角地區(qū)以深圳為重點(diǎn)，按照“互聯(lián)網(wǎng)+監(jiān)管”的思路，構(gòu)建動(dòng)力蓄電池信息管理體系，完善激勵(lì)機(jī)制。

　　中部地區(qū)的骨干汽車、電池生產(chǎn)及綜合利用企業(yè)合作，依托本地區(qū)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)建立區(qū)域化的回收處理中心。其他地區(qū)也在加強(qiáng)對(duì)企業(yè)試點(diǎn)實(shí)施工作的組織和支持。

　　汽車生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)多種形式構(gòu)建回收體系。目前，北汽新能源、廣汽三菱等45家企業(yè)已設(shè)立了3204個(gè)回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，主要集中在京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角及中部新能源汽車保有量較高的地區(qū)。

　　回收體系建設(shè)存在兩種模式，一種是以生產(chǎn)者主導(dǎo)，由汽車生產(chǎn)企業(yè)利用銷售渠道建設(shè)退役電池回收體系，回收退役電池移交綜合利用企業(yè)處理或與其合作共同利用電池剩余價(jià)值;另一種是以第三方為主體，由梯次、再生利用企業(yè)與汽車、電池生產(chǎn)企業(yè)合作，共建共用回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，集中回收合作企業(yè)新能源汽車的退役電池。

　　國(guó)家平臺(tái)已運(yùn)行，以電池編碼(BIN)為信息載體，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力蓄電池全生命周期的信息采集和監(jiān)管。其中，“車載管理模塊”面向汽車生產(chǎn)企業(yè)采集溯源信息，“回收利用管理模塊”面向回收拆解、梯次利用和再生利用企業(yè)采集溯源信息。

　　2.梯次利用基本現(xiàn)狀

　　通常動(dòng)力蓄電池容量衰減至80%以下時(shí)，將不能完全滿足汽車動(dòng)力需求，但可梯次利用于其他領(lǐng)域。當(dāng)前動(dòng)力蓄電池退役量較少，梯次利用大部分處于試驗(yàn)示范階段，主要集中在備電、儲(chǔ)能等領(lǐng)域。

　　2018年，中國(guó)鐵塔公司停止采購(gòu)鉛酸電池，大力推廣鋰電池梯次利用，已在31個(gè)省市的約12萬(wàn)座基站開展梯次利用電池備電應(yīng)用，并在備電、儲(chǔ)能及對(duì)外發(fā)電應(yīng)用場(chǎng)景加強(qiáng)業(yè)務(wù)拓展。

　　國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)了1MWh梯次利用磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)示范工程，用于接納可再生能源發(fā)電和調(diào)頻等。

　　深圳比亞迪、國(guó)軒高科等企業(yè)也開發(fā)了適用于備電、風(fēng)光電儲(chǔ)能的梯次利用電池產(chǎn)品。

　　從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，梯次利用市場(chǎng)前景廣闊，已成行業(yè)發(fā)展熱點(diǎn)，部分企業(yè)正在梯次利用領(lǐng)域探索“以租代售”等新商業(yè)模式。

　　從生態(tài)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)控制及信息共享等方面看，行業(yè)還有待加強(qiáng)。綠色選材、標(biāo)準(zhǔn)化及通用性設(shè)計(jì)、易拆解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及易梯次利用設(shè)計(jì)等方面還有不足。動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品還存在一致性差等問(wèn)題。產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)在通信協(xié)議、歷史數(shù)據(jù)等關(guān)鍵資源分享方面還沒(méi)有形成機(jī)制。

　　梯次利用技術(shù)有一定進(jìn)展，但還存在技術(shù)瓶頸。梯次利用以檢測(cè)重組和修復(fù)兩種技術(shù)路線為主，北京匠芯、深圳比亞迪、星恒電源等企業(yè)在退役電池壽命評(píng)估、系統(tǒng)集成及電池單體修復(fù)等方面取得一定突破。

　　但是，梯次利用還存在效率偏低，電池剩余壽命及一致性評(píng)估等技術(shù)不成熟的問(wèn)題。工業(yè)和信息化部會(huì)同標(biāo)準(zhǔn)化主管部門加快推進(jìn)動(dòng)力蓄電池回收利用系列標(biāo)準(zhǔn)研制工作。

　　目前，優(yōu)先研制的17項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，已有編碼規(guī)則、產(chǎn)品規(guī)格尺寸、余能檢測(cè)、拆解規(guī)范4項(xiàng)發(fā)布。上海、浙江等研制動(dòng)力蓄電池回收利用地方標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)鐵塔公司牽頭編制3項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)布實(shí)施。

　　3.再生利用基本現(xiàn)狀

　　目前，廢舊電池再生利用行業(yè)已有一定規(guī)模，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，以湖北格林美、湖南邦普、廣東光華、浙江華友鈷業(yè)、江西豪鵬等為代表的企業(yè)已具備規(guī)模化再生利用能力。再生利用企業(yè)大多由廢棄電器電子產(chǎn)品處理企業(yè)和有色金屬冶煉企業(yè)發(fā)展而來(lái)，主要集中在長(zhǎng)三角、珠三角和中部地區(qū)具備相應(yīng)工業(yè)基礎(chǔ)的中小城市。

　　行業(yè)已具備較成熟的設(shè)備和工藝，但是仍有技術(shù)升級(jí)空間。拆解方面，湖北格林美、湖南邦普等開發(fā)了自動(dòng)化拆解成套工藝，北京賽德美開發(fā)了電解液和隔膜拆解回收工藝。再生利用以濕法冶金及物理修復(fù)法為主。

　　濕法冶金方面，湖南邦普開發(fā)了“定向循環(huán)和逆向產(chǎn)品定位”工藝，湖北格林美開發(fā)了“液相合成和高溫合成”工藝。

　　物理修復(fù)方面，賽德美對(duì)電池單體自動(dòng)化拆解、粉碎及分選，再通過(guò)材料修復(fù)工藝得到正負(fù)極材料。但是，行業(yè)還存在鋰金屬回收率不高、多種電池回收處理兼容性不強(qiáng)等問(wèn)題。目前，再生利用相關(guān)國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正在加快研究制定。