中国未来2000多万个废弃电动车电池将去向哪里?

上海转型发布2024-06-11 08:51:12  111

今年3月,蔚来汽车的CEO李斌在“中国电动汽车百人会”上说了一句令人印象深刻的话:“未来6-8年,中国至少有2000万辆电动汽车需要更换电池。”

下图:蔚来汽车创始人、董事长、CEO李斌在“中国电动汽车百人会”上发言

毋庸置疑,电池是新能源汽车最核心的零部件,占到汽车总成本的30%-40%。回顾2012年,全球总共卖出不到12万辆电动车;而到了2023年,全球电动车销量达到1400万辆;今年预计将会达到1700万辆。

随着电动车市场规模的不断扩大,当年第一波上岗的电动车电池也将迎来退役潮,而这些退役下来的汽车电池的处理问题便也开始凸显,首要问题当然就是这么多内含剧毒物质的废旧电池都去了哪里?”

放眼全球,在绿色低碳发展的环保大势下,废弃电池自然也和其它废旧物品一样,积极采纳“循环利用(reuse)”和“回收(recycle)”两大举措。

循环利用(REUSE)

电动车电池的循环利用,现在一般遵循“阶梯式降级利用”的原则,即当汽车电池的电容量不足80%的时候(其安全性已经无法得到保证),这块电池就会被换下。

不过虽然电池已不再符合汽车的使用标准,但它还是可以被安装到一些对电池性能要求不高的领域进行降级使用

比如磷酸铁锂电池可以循环2000-3000次,当电池在车内经过1000多次循环,退役下来之后依然具备一定的使用价值。这些电池经过拆解和重组之后,可以用在低速电动车、太阳能照明灯和通信基站上。

这方面国内最大的实践者就是中国铁塔公司,将退役下来的锂电池作为备用电源,这比以前常规使用的铅酸电池的能量密度更大,循环寿命也更长。

下图:中国铁塔公司的阶梯式电池利用商业模式

其实中国铁塔既是退役电池的消费者,也是退役电池的回收者,并根据经验,总结出了三种“阶梯式利用”锂电池的方式:

1、重新组装;

2、直接组合电池模组;

3、整包使用。

中国铁塔的回收商业模式的关键是“与车企、动力电池企业合作,从而共建共享回收网络”。

目前,中国铁塔已经与一汽、东风、江淮、比亚迪、蔚来等众多新能源车企签署了主要服务于新能源汽车退役电池的回收利用的战略合作协议。与此同时,中国铁塔还与动力电池企业国轩高科协力推动梯级动力电池在通讯基站领域的应用

同样的,国外亦有很多利用老化的汽车电池作为间歇性可再生能源(如风能、太阳能储能)的实例:

比如荷兰球队阿贾克斯的主场——克鲁伊夫竞技场,利用尼桑汽车和日产汽车(Nissan Leaf)退役下来的锂电池搭建了一个能够储存3兆瓦电力的储能系统,该系统结合了电力转换装置和相当于 148 块日产电池的电量,可储存体育场屋顶上的 4,200 块太阳能电池板和电网捕获的电能。它的主要目的是在停电或高负荷情况下为体育场提供备用电源。

下图:阿姆斯特丹能源竞技场

再如2020年,美国B2U公司在加利福尼亚建立了太阳能配储电站Sierra,这个电站采用太阳能发电,同时利用公司发明的可随时监控电池状态的EPS技术,通过1300个本田和尼桑电动汽车的退役电池储能,电容量达到了25兆瓦时,是目前世界上使用退役电动汽车电池最大的储能项目,而且这些退役电池可以原封不动地进入储能系统,不再需要花费人力和时间去拆解和重组。

下图:美国B2U公司在加利福尼亚建造的全球最大的运营UL9540认证能源存储系统,也是全球最大的退役汽车电池储能项目,公司设备可与任何电动汽车电池配合使用,并已通过特斯拉Model 3和通用汽车Bolt电池组测试。

回收(RECYCLE)

虽然退役汽车电池的循环利用方法很多,但也终有彻底报废的一天。当电池容量不足20%的时候,它们就要被回收

当然,相较于循环利用,电池的拆解回收技术更为成熟。退役下来的三元锂电池的内部金属都很值钱,其拆解回收的重点则是电池正极的稀有金属

当前欧美的电池回收大公司,如Redwood和Li-cycle都在扩大生产规模和提高回收技术。

不过电池回收体量最大的当数中国,根据国际能源总署(International Energy Agency)在今年4月份发布的报告数据:

2023年创新高的1400万辆电动汽车销量的一半是由中国车厂制造出来的,中国还总共生产了全球电动电池产量的80%。因此,中国的电池回收市场也是遥遥领先,2023年全国共回收了62.3万吨的废旧锂电池,比欧美加总还多

下图:2018-2023年全球电动汽车销量分布情况

下图:2018-2023年中国锂电子电池实际回收量(万吨)

可以预见,随着全球电动汽车的进一步普及,电池需求量也将水涨船高,整个行业对于锂、钴、镍这些金属的需求也必然增加。

预计2025年,中国的电动汽车产业将迎来大规模的电池退役潮,这无疑将使锂电池回收市场继续高速增长,市场规模或破千亿

从理论上而言,如果能把电池回收做好,那么当电池产业发展到一定程度之后,仅仅依靠回收下来的退役电池,就可以满足生产新电池所需的原材料,如此,便也就可以终结新能源产业对地球资源的无限索取

当然,要实现这样的“理论目标”,还需要正视国内电池回收市场的现实短板:当前国内大约有156家企业被列入了行业白名单,即得到认证、具备回收废弃锂电池的业务资质。

然而,现在流向这些企业的退役锂电池只有不到市场总额的三分之一,以至于这些正规军企业常常处在“空有厂房和技术,回收货源却不够”的状态中;

而另一方面,其余超过三分之二的业务都被一众小作坊和没有资质的企业“劫”走了,它们为了提高利润,抬高回收价格,自然不会投入环保成本,回收工艺简单粗暴,对环境造成恶劣影响

欧盟在去年6月份通过了《电池指令》的更新版本(EU's battery directive),这项法案明确规定,只有具备碳足迹标签,以及数字电池护照的电池,才能进入欧盟市场。同时法案还强化了电池的回收管理,规定了不同类型的废旧电池的回收标准和操作要求

随着市场规模的高速增长,这类法律法规的健全和回收程序的制订,显得尤为必要!

毕竟人类使用新能源汽车的本意就是为了摆脱化石燃料,减少碳排放,而电池是电动汽车的心脏,如果任由废弃电池继续污染环境,那使用新能源汽车的意义何在呢?

下图:欧盟提供的电池(从左到右依次为:汽车电池、轻型交通电池、工业电池、便携式电池)。

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