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废旧电池回收链建立需解决哪些问题?
更新时间:2017-02-10 10:27 来源:中金网 浏览次数:19181 | 文字大小:
摘要:【中金网】未来几年,锂电池回收和下游梯次利用行业将迎来发展机遇。据测算,到2020年,我国动力锂电池的需求量将达到125GWh,报废量将达32.2GWh,约50万吨;到2023年,报废量将达到101GWh,约116万吨。目前,锂电池中,三元锂电池最具回收经济效益,回收毛利率最高能突破50%,其他动力电池的金属含量较低,回收的经济性较弱,但如果有相关的激励政策也能形成有效的回收产业链。

  【中金网】未来几年,锂电池回收和下游梯次利用行业将迎来发展机遇。据测算,到2020年,我国动力锂电池的需求量将达到125GWh,报废量将达32.2GWh,约50万吨;到2023年,报废量将达到101GWh,约116万吨。目前,锂电池中,三元锂电池最具回收经济效益,回收毛利率最高能突破50%,其他动力电池的金属含量较低,回收的经济性较弱,但如果有相关的激励政策也能形成有效的回收产业链。

  组成锂离子电池的关键材料中含有大量的有价金属,比如,三元电池中锂的平均含量为1.9%,镍为12.1%、钴为2.3%。此外,铜、铝等占比也达到了13.3%和12.7%,如果能得到合理回收及再利用,将成为企业创造收入和降低成本的一个主要来源。

  尽管从环境保护和资源节约方面考虑,锂电池回收问题已经迫在眉睫,然而相比铅蓄电池,锂电池结构复杂,规格不一,回收再利用难度比较大,并且我国锂电池回收产业链尚未建立,或许相对成熟的铅蓄电池回收模式可以借鉴,因此我国锂电池回收的产业化之路还很漫长,锂电池回收存在的一些问题亟待我们去思考、去解决。

  电池回收产业链如何建立?

  随着产业规模的扩大以及行业标准和法律法规的逐步健全,回收渠道将成为电池回收产业竞争的核心之一。

  铅蓄电池:在铅蓄电池回收方面,往往是借助电池销售渠道进行回收。比如超威集团就利用全国25家子、分公司的30万个销售网点,对其销售的铅蓄电池产品进行回收,同时还为行业企业搭建出“以旧换新、逆向物流”的铅蓄电池回收网络。全国人大代表、中国动力总经理刘宝生曾提交议案,建议基于物联网技术,构建铅酸蓄电池资源循环体系,公司依托全国已有的销售公司和经销商网点,构建起立体化的电池回收网络。

  2017年1月3日,北京市环境保护局发布关于开展废铅蓄电池生产者责任制试点工作的公告,要求铅蓄电池生产企业通过本企业在京产品销售网络,逆向回收废铅蓄电池,并将其转移至危险废物经营许可证单位进行无害化利用处置。北京市这一规定不仅确立了回收渠道,也明确了铅蓄电池生产者的回收责任。

  锂电池:锂电池也可以建立类似的回收渠道。动力锂电池生产商利用电动汽车生产商的销售网络,以逆向物流的方式回收废旧电池。消费者将报废的电池交回附近的电动汽车销售服务网点,依据电池生产商和电动汽车生产商的合作协议,电动汽车生产商以协议价格转运给电池生产企业,由其或委托第三方机构进行专业化回收处理。而此前在《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》(征求意见稿)等相关规定中,也明确了整车企业是锂离子动力电池回收的责任主体,因此整车企业有义务通过自身销售体系构建出相应的电池回收网络。

  当然这其中涉及到一些现实问题,比如,为了调动消费者参与电池回收的积极性,如何设置激励政策,规范“以旧换新”,让消费者得到实惠;如何对正规回收企业进行激励,打击非法回收商贩;再比如,废旧锂电池的存放和运输等问题。废旧铅蓄电池必须放在防颠簸、耐酸的容器中运输,以免发生泄漏,在跨省等长距离运输时还有更多的限制,那么,废旧锂电池对于可能带来的爆炸、起火等危险,是否应该建立更为严格的存储和运输标准?这也是需要我们思考的问题。

  旧电池梯次利用如何顺利实现?

  铅蓄电池:铅蓄电池退役之后,一般情况下直接回收拆解,进行梯次利用的空间不大。

  锂电池:由于电动汽车对锂电池密度、稳定性等方面有着相当高的标准,当充电量达到80%而不能继续提升时,汽车锂电池即宣告报废。而报废后的动力电池可以完全满足老年代步车一类的低速电动车以及市政应急照明等储能方面的使用需求,因此可以让退役动力锂电池在进行梯次利用之后再进入回收拆解环节。

  用于大型储能项目的电池规模通常高达百千瓦甚至是兆瓦,将动力锂电池用作储能,无疑需要大量电池包,这就使整个储能电池组在一致性管理方面面临困难。此外,我国不同车企的电池技术路线、电池的规格和对电池的测评要求各不相同,电池型号过多,产量过度分散,这也为梯次利用带来更大难度。

  大型储能电池属于工程属性的电池,建设时间和空间相对集中,有明确的工期限制。动力锂电池属于产品属性的应用,锂电池的淘汰随时随地发生,与储能电池的工程属性不大匹配。如果有了储能项目,再去市场上回收锂电池,时效上无法保证;如果把平时回收的锂电池储存起来,会增加回收成本,同时电池在存放过程中,性能也可能会发生改变。因此,如果要将梯次利用纳入动力锂电池回收环节,就必须考虑需要通过哪些手段才能确保梯次利用的效果,并能够实现梯次利用的商业价值。

  合作回收的经济效益如何保证?

  铅蓄电池:废铅蓄电池含74%的铅极板、20%的硫酸和6%的塑料,我国目前最先进的工艺水平可实现98%的再利用率,因此铅蓄电池回收的利润还是比较可观的,国内一些铅蓄电池生产企业已经开始布局铅蓄电池会收领域。超威集团与金洋公司就铅蓄电池规范回收及再生铅循环使用展开深度合作,规范废旧电池的回收过程和回收渠道,实现产业链整合,同时,超威集团还以技术为突破点,不断研发出“原子经济法铅回收”等更加“节能环保”、“节能减排”的铅回收技术。南都电源以约3.16亿元收购华铂科技51%股权,开始进军铅回收领域。此外,天能集团等企业也着手布局铅蓄电池回收产业。

  锂电池:锂电池生产企业可以借鉴铅蓄电池企业的合作方式,同专业的锂电池回收处理企业合作,将其中的镍、钴、锂、锰等有价金属回收之后,送往锂电池原材料生产企业,这些有价金属被再次加工成锂电池的正极等原材料,再将这些原材料供给锂电池生产企业,这样就形成了锂电池回收产业链的闭环,资源得到了良好的循环利用。但是各类企业之间如何形成顺畅的“利益输送”,让各方都能在动力锂电池回收中受益,从而使电池回收成为一件“皆大欢喜”的事,这其中的商业模式也是我们探寻和努力的一大方向。

  技术、成本、安全等难点如何攻克?

  铅蓄电池:在回收技术及回收的安全性方面,正规再生铅企业已经树立了很好的标杆,特别是在技术的环保性能方面,经过企业长时间摸索以及主管部门的严格规范,铅蓄电池回收、再生已经可以做到“清洁、环保”,但在锂电方面,类似问题依然亟待我们去攻破和解决。

  锂电池:在回收技术方面,锂电回收仍然存在一些问题。比如,高温冶金法,工艺相对简单,适合大规模处理,但是电解质和其他成分燃烧易引起大气污染;湿法冶金工艺稳定性好,但只适合中小规模废旧锂电池回收,成本较高,且废液需进一步处理;物理拆解工艺十分环保,不会对环境造成二次污染,但处理效率低,耗时太长。采用何种回收方式,做到既环保又高效,这是需要思考的问题。

  同时在电池梯次利用过程中,其回收、拆解、分选、运输、仓储、二次成组等,每一步都需要成本,尤其电池拆解过程中,不同厂家电池结构、模组连接、工艺技术各不相同,自动化设备难以完成,需要大量的人工作业,效率低下,且由于拆解过程中损坏等因素,成本存在不确定性,如何有效降低这部分成本、提高效率,将成为动力电池有效梯级利用的关键因素。

  此外,锂电池本身是能量载体,即使在最后放电完成之后,仍有部分能量残留。在锂电池拆解过程,由于大量的人工作业,操作规范性难以保证,如果操作不当,容易出现短路、漏液等问题,进而造成起火、爆炸等安全事故。而这些问题都切身影响锂电回收工作,也只有将这些可能遇到的问题一一考虑清楚,才能对锂电回收产生实质性的推动。

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