動力電池回收需歷經(jīng)怎樣的考驗?純鋰離子電動汽車是否值得發(fā)展？它會污染環(huán)境嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-14 16:02
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在新能源汽車產(chǎn)業(yè)繁榮發(fā)展的同時,動力電池回收利用問題也已成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點。無論是從環(huán)境保護還是資源最大化利用角度而言,動力電池回收利用都已是箭在弦上,而動力電池回收利用也在逐漸彰顯其利用價值。國內(nèi)機構(gòu)預測,廢舊電池所創(chuàng)造的回收市場規(guī)模在2018年將超過52.87億元,2020年將超過100億元。
動力電池規(guī)?；艘蹠r限漸行漸近。按照新能源汽車的使用周期和我國新能源汽車的市場化進程,今年將是新能源汽車動力電池大規(guī)模報廢回收布局窗口。
近年來,我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展一直在穩(wěn)步提升。據(jù)統(tǒng)計,2017年我國新能源汽車銷量達77.7萬輛,截至當年累計保有量約180萬輛。而逐漸擴大的新能源汽車體系背后,動力電池報廢回收再利用等方面的需求也隨之加大。估算顯示,動力電池“退役潮”今年將開始爆發(fā),如按70%實施梯次利用計算,2020年將有約6萬噸廢舊電池等待處理。目前國內(nèi)的動力電池主要是鋰離子電池,其成分中的正極材料有可能造成重金屬污染。
在此背景下,我國有關(guān)動力蓄電池回收利用的政策不斷出臺。七部門印發(fā)《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》,強調(diào)落實生產(chǎn)者責任延伸制度,要求汽車生產(chǎn)企業(yè)承擔動力蓄電池回收的主體責任。隨即,工信部公布的《新能源汽車動力蓄電池回收利用溯源管理暫行規(guī)定》明確,對動力蓄電池生產(chǎn)、銷售、使用、報廢、回收、利用等全過程進行信息采集。業(yè)內(nèi)預測,隨著相關(guān)技術(shù)的不斷突破,政策發(fā)布速度將加快,預計相關(guān)標準也將在2018年發(fā)布。
一邊是蜂擁而至的批量報廢,一邊是尚處起步的新興領(lǐng)域,動力電池回收將歷經(jīng)怎樣的考驗?由于體積大、成分復雜,動力電池回收再利用面臨諸多限制和較高技術(shù)門檻。誠如電池類型、電池容量和電壓平臺均存在不小的差異,這是動力電池梯次利用面臨的第一道坎,因此如何科學評估退役電池也成為決定電池“去哪兒”的第一關(guān)。同時我國沒有出臺動力電池的統(tǒng)一標準,要大范圍集中利用還有困難。
除了技術(shù)難題外,在多位業(yè)內(nèi)人士看來,動力電池回收問題的焦點在于誰來收、怎么收及采用何種模式回收均不確定。當前倡導退役動力電池先梯次利用再報廢回收的原則,并且要求整車企業(yè)作為動力電池回收主體,承擔動力電池回收責任。而在回收模式上,因“退役潮”暫未大規(guī)模到來,不少企業(yè)面臨盈利難題,短期內(nèi)仍難實現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)。
盡管起步艱難,前景卻被業(yè)內(nèi)普遍看好。甚至有機構(gòu)預測,動力電池回收市場將形成百億元新“風口”。這也是目前除了車企、電池企業(yè)、原材料回收企業(yè),資本也大舉進軍該領(lǐng)域的原因,他們也在謀求這一領(lǐng)域的新機遇。迄今,新能源汽車動力電池的梯次利用和回收利用有望根據(jù)適用場景依次展開,新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)已經(jīng)積極布局電池回收利用領(lǐng)域。
其中,部分車企選擇以合作的形式,聯(lián)手其他公司共同推進國內(nèi)動力電池回收再利用等相關(guān)事項。長安、比亞迪、銀隆新能源等16家整車及電池企業(yè)與動力電池回收利用大戶中國鐵塔公司達成合作,解決退役動力電池回收再利用等問題。除了整車企業(yè),電池生產(chǎn)企業(yè)也對此進行了積極探索,寧德時代、中航鋰電、比克電池、國軒高科等企業(yè)都建立了電池回收網(wǎng)絡(luò),開始布局動力電池回收業(yè)務(wù)。
截至目前,僅有少數(shù)車企開展了相關(guān)布局。相對于即將進入市場的報廢動力電池總量來說,仍然是“杯水車薪”,總體而言,回收主體還處于缺位狀態(tài)。因而,不論是市場規(guī)模還是處理技術(shù)都需要時間來完善。但業(yè)界一種普遍的觀點是,控制退役電池的品質(zhì)和安全是梯次利用技術(shù)的難點,必須研發(fā)相關(guān)檢測技術(shù)和設(shè)備,才能準確判斷退役電池能否進入梯次利用市場,并確定應(yīng)用場景。
前一段時間，特斯拉電動車取得了不小的成就。特斯拉電動車已大舉進入我國電動車市場。這在中國電動車界引發(fā)了一場爭論。為什么美國電動車能在世界上迅速占領(lǐng)市場，而中國的電動車卻未能見成效？一些專家發(fā)表評論說，“在中國，特斯拉模式不可復制”。他們的理由是：特斯拉推出的是高檔智能化的電動車，而中國需要的是價廉的、低檔的電動車。
其實，問題不在于特斯拉電動車是高檔車還是低檔車，而在于技術(shù)路線的選擇。特斯拉選擇的是“智能”化的技術(shù)思維，這一新思維的應(yīng)用，帶來的成本效益和環(huán)境效益不能低估。
目前國產(chǎn)電動汽車的電池主要為鋰離子電池、一元電池、二元電池等。相對于特斯拉的三元電池，其能量密度比較低，使用壽命也比較短，因而有價格高、續(xù)航里程不長、安全性存疑等問題。而特斯拉電動車所使用的三元電池，在智能化的電池管理系統(tǒng)的強有力的控制下，的確做到了高安全、長壽命、續(xù)航能力強、性價比較高。而且，電池能量密度也比較高，約是我國電動車電池能量密度的兩倍，因此大幅度增加了一次充電所能得到續(xù)航的里程。這一新技術(shù)，不僅可用來推進未來中國所需的高檔車，也能用于研發(fā)各式各樣的低檔車，甚至還能應(yīng)用于電動自行車。
特斯拉電池的突出優(yōu)點是，安全度高，使用壽命長，有可能其一次性售價較高，但使用壽命完全可能是10年、20年，因而其相對成本就比目前各類電動自行車使用成本還要低，所以筆者很贊成在中國要推進特斯拉的技術(shù)方向。
發(fā)展電動汽車應(yīng)引進新思維
不過，同樣重要的是，也要看到特斯拉的確有不完全適應(yīng)中國國情的重大缺點。
中國的國情是，大中城市居民居住面積一般比較擁擠，往往沒有固定的停車空間，這就為電動車的充電帶來巨大困難，而特斯拉的一次充電往往長達6～8小時。即使在城市規(guī)劃中，設(shè)立專用的充電站，但如果每輛電動車，需占用40平方米的充電面積，而且長達8小時，像北京、上海這樣寸土寸金的大城市，絕對找不出如此巨大的充電空間。
解決的方向之一是能否將特斯拉電池改為可置換的模塊式電池？那么就能用“換電”取代6～8小時的充電時間，同時也大幅度減少充電站占用的空間。如果做不到這一點，在大中城市就需要考慮“另類”思維。
解決方向之二是：中國是否還應(yīng)考慮同時發(fā)展一些能量密度高、安全性佳，也可以置換，而且價格同樣低廉，甚而更低廉的電池？如金屬燃料電池、鋅空電池、鋁空電池、鋰空電池等。這類空氣電池能量密度一般均較高，安全性也比較好，而且十分便于置換。但這類電池往往有功率密度過小，不能適應(yīng)車輛快速加速的需求。
這里提倡的一種新思維是，我們能否將各類性能不相同，各有優(yōu)缺點且不同類型的電池，組合在一起，互補短長，從而探索出一條性價比高、安全性最好的道路。現(xiàn)在在能源領(lǐng)域，一個新出現(xiàn)的思維是相互彌補缺失的綜合能源的研究，那么，中國的電動車，是否也應(yīng)引進這一新思維？
是否應(yīng)發(fā)展純電動大型公共電動車
發(fā)展電動車，當然是大勢所趨。但是，中國是否應(yīng)大量發(fā)展“純電動”的大型公共電動車，這就值得商榷。
發(fā)展大型“純電動”公共電動車的理由是：首先，中國交通應(yīng)實行公交優(yōu)先；其次，用“純電動”取代燃油量甚大、高污染環(huán)境的公共汽車；最后，大型“純電動”將易于在大型車輛上優(yōu)先實現(xiàn)。但問題是，“定點、定線、定時”運行的公共交通是否應(yīng)采取“純電動”技術(shù)來發(fā)展公共交通？
從滿足節(jié)能減排的需要來講，人們完全可以用在技術(shù)上已是十分成熟、售價比燃油汽車還要價廉的無軌電車，來取代高耗能、高污染的燃油型的公共汽車。其唯一的缺點是，前面一輛電車出現(xiàn)了故障，后面跟隨運行的車輛就此堵塞在當?shù)?。但是在有了鋰離子電動車技術(shù)以后，這一難題立刻可以解決。
解決的途徑是在無軌電車上，加上一小塊鋰離子蓄電池充電裝置，在出現(xiàn)壓車的情形時，將“小辮子”拉下來，用鋰離子蓄電池作為短時期的驅(qū)動的動力。這一技術(shù)所用到的電池甚少，其售價也不會比無軌電車高出很多，而且在營運過程中就能充電。所以在技術(shù)上，這是在近期就完全可以實現(xiàn)的技術(shù)，而且價廉物美。為什么不在中國大規(guī)模推廣應(yīng)用？
其實，一切涉及“定時、定點、定線”運行模式的交通方式包括遠距離大型貨運車輛，都有望采取類似的技術(shù)來解決，而且還能做到價廉物美。但奇怪的是，這一顯然有利于國計民生，又大幅度減少環(huán)境污染的技術(shù)，卻在中國遲遲得不到安排和落實。
筆者去過香港，香港的公共交通至今仍保留著有軌電車。而中國某些人卻為了改善城市形象，下令全部拆除了有軌電車，甚而還包括無軌電車。
動力電池規(guī)?；艘蹠r限漸行漸近。按照新能源汽車的使用周期和我國新能源汽車的市場化進程,今年將是新能源汽車動力電池大規(guī)模報廢回收布局窗口。
近年來,我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展一直在穩(wěn)步提升。據(jù)統(tǒng)計,2017年我國新能源汽車銷量達77.7萬輛,截至當年累計保有量約180萬輛。而逐漸擴大的新能源汽車體系背后,動力電池報廢回收再利用等方面的需求也隨之加大。估算顯示,動力電池“退役潮”今年將開始爆發(fā),如按70%實施梯次利用計算,2020年將有約6萬噸廢舊電池等待處理。目前國內(nèi)的動力電池主要是鋰離子電池,其成分中的正極材料有可能造成重金屬污染。
在此背景下,我國有關(guān)動力蓄電池回收利用的政策不斷出臺。七部門印發(fā)《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》,強調(diào)落實生產(chǎn)者責任延伸制度,要求汽車生產(chǎn)企業(yè)承擔動力蓄電池回收的主體責任。隨即,工信部公布的《新能源汽車動力蓄電池回收利用溯源管理暫行規(guī)定》明確,對動力蓄電池生產(chǎn)、銷售、使用、報廢、回收、利用等全過程進行信息采集。業(yè)內(nèi)預測,隨著相關(guān)技術(shù)的不斷突破,政策發(fā)布速度將加快,預計相關(guān)標準也將在2018年發(fā)布。
一邊是蜂擁而至的批量報廢,一邊是尚處起步的新興領(lǐng)域,動力電池回收將歷經(jīng)怎樣的考驗?由于體積大、成分復雜,動力電池回收再利用面臨諸多限制和較高技術(shù)門檻。誠如電池類型、電池容量和電壓平臺均存在不小的差異,這是動力電池梯次利用面臨的第一道坎,因此如何科學評估退役電池也成為決定電池“去哪兒”的第一關(guān)。同時我國沒有出臺動力電池的統(tǒng)一標準,要大范圍集中利用還有困難。
除了技術(shù)難題外,在多位業(yè)內(nèi)人士看來,動力電池回收問題的焦點在于誰來收、怎么收及采用何種模式回收均不確定。當前倡導退役動力電池先梯次利用再報廢回收的原則,并且要求整車企業(yè)作為動力電池回收主體,承擔動力電池回收責任。而在回收模式上,因“退役潮”暫未大規(guī)模到來,不少企業(yè)面臨盈利難題,短期內(nèi)仍難實現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)。
盡管起步艱難,前景卻被業(yè)內(nèi)普遍看好。甚至有機構(gòu)預測,動力電池回收市場將形成百億元新“風口”。這也是目前除了車企、電池企業(yè)、原材料回收企業(yè),資本也大舉進軍該領(lǐng)域的原因,他們也在謀求這一領(lǐng)域的新機遇。迄今,新能源汽車動力電池的梯次利用和回收利用有望根據(jù)適用場景依次展開,新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)已經(jīng)積極布局電池回收利用領(lǐng)域。
其中,部分車企選擇以合作的形式,聯(lián)手其他公司共同推進國內(nèi)動力電池回收再利用等相關(guān)事項。長安、比亞迪、銀隆新能源等16家整車及電池企業(yè)與動力電池回收利用大戶中國鐵塔公司達成合作,解決退役動力電池回收再利用等問題。除了整車企業(yè),電池生產(chǎn)企業(yè)也對此進行了積極探索,寧德時代、中航鋰電、比克電池、國軒高科等企業(yè)都建立了電池回收網(wǎng)絡(luò),開始布局動力電池回收業(yè)務(wù)。
截至目前,僅有少數(shù)車企開展了相關(guān)布局。相對于即將進入市場的報廢動力電池總量來說,仍然是“杯水車薪”,總體而言,回收主體還處于缺位狀態(tài)。因而,不論是市場規(guī)模還是處理技術(shù)都需要時間來完善。但業(yè)界一種普遍的觀點是,控制退役電池的品質(zhì)和安全是梯次利用技術(shù)的難點,必須研發(fā)相關(guān)檢測技術(shù)和設(shè)備,才能準確判斷退役電池能否進入梯次利用市場,并確定應(yīng)用場景。
前一段時間，特斯拉電動車取得了不小的成就。特斯拉電動車已大舉進入我國電動車市場。這在中國電動車界引發(fā)了一場爭論。為什么美國電動車能在世界上迅速占領(lǐng)市場，而中國的電動車卻未能見成效？一些專家發(fā)表評論說，“在中國，特斯拉模式不可復制”。他們的理由是：特斯拉推出的是高檔智能化的電動車，而中國需要的是價廉的、低檔的電動車。
其實，問題不在于特斯拉電動車是高檔車還是低檔車，而在于技術(shù)路線的選擇。特斯拉選擇的是“智能”化的技術(shù)思維，這一新思維的應(yīng)用，帶來的成本效益和環(huán)境效益不能低估。
目前國產(chǎn)電動汽車的電池主要為鋰離子電池、一元電池、二元電池等。相對于特斯拉的三元電池，其能量密度比較低，使用壽命也比較短，因而有價格高、續(xù)航里程不長、安全性存疑等問題。而特斯拉電動車所使用的三元電池，在智能化的電池管理系統(tǒng)的強有力的控制下，的確做到了高安全、長壽命、續(xù)航能力強、性價比較高。而且，電池能量密度也比較高，約是我國電動車電池能量密度的兩倍，因此大幅度增加了一次充電所能得到續(xù)航的里程。這一新技術(shù)，不僅可用來推進未來中國所需的高檔車，也能用于研發(fā)各式各樣的低檔車，甚至還能應(yīng)用于電動自行車。
特斯拉電池的突出優(yōu)點是，安全度高，使用壽命長，有可能其一次性售價較高，但使用壽命完全可能是10年、20年，因而其相對成本就比目前各類電動自行車使用成本還要低，所以筆者很贊成在中國要推進特斯拉的技術(shù)方向。
發(fā)展電動汽車應(yīng)引進新思維
不過，同樣重要的是，也要看到特斯拉的確有不完全適應(yīng)中國國情的重大缺點。
中國的國情是，大中城市居民居住面積一般比較擁擠，往往沒有固定的停車空間，這就為電動車的充電帶來巨大困難，而特斯拉的一次充電往往長達6～8小時。即使在城市規(guī)劃中，設(shè)立專用的充電站，但如果每輛電動車，需占用40平方米的充電面積，而且長達8小時，像北京、上海這樣寸土寸金的大城市，絕對找不出如此巨大的充電空間。
解決的方向之一是能否將特斯拉電池改為可置換的模塊式電池？那么就能用“換電”取代6～8小時的充電時間，同時也大幅度減少充電站占用的空間。如果做不到這一點，在大中城市就需要考慮“另類”思維。
解決方向之二是：中國是否還應(yīng)考慮同時發(fā)展一些能量密度高、安全性佳，也可以置換，而且價格同樣低廉，甚而更低廉的電池？如金屬燃料電池、鋅空電池、鋁空電池、鋰空電池等。這類空氣電池能量密度一般均較高，安全性也比較好，而且十分便于置換。但這類電池往往有功率密度過小，不能適應(yīng)車輛快速加速的需求。
這里提倡的一種新思維是，我們能否將各類性能不相同，各有優(yōu)缺點且不同類型的電池，組合在一起，互補短長，從而探索出一條性價比高、安全性最好的道路。現(xiàn)在在能源領(lǐng)域，一個新出現(xiàn)的思維是相互彌補缺失的綜合能源的研究，那么，中國的電動車，是否也應(yīng)引進這一新思維？
是否應(yīng)發(fā)展純電動大型公共電動車
發(fā)展電動車，當然是大勢所趨。但是，中國是否應(yīng)大量發(fā)展“純電動”的大型公共電動車，這就值得商榷。
發(fā)展大型“純電動”公共電動車的理由是：首先，中國交通應(yīng)實行公交優(yōu)先；其次，用“純電動”取代燃油量甚大、高污染環(huán)境的公共汽車；最后，大型“純電動”將易于在大型車輛上優(yōu)先實現(xiàn)。但問題是，“定點、定線、定時”運行的公共交通是否應(yīng)采取“純電動”技術(shù)來發(fā)展公共交通？
從滿足節(jié)能減排的需要來講，人們完全可以用在技術(shù)上已是十分成熟、售價比燃油汽車還要價廉的無軌電車，來取代高耗能、高污染的燃油型的公共汽車。其唯一的缺點是，前面一輛電車出現(xiàn)了故障，后面跟隨運行的車輛就此堵塞在當?shù)?。但是在有了鋰離子電動車技術(shù)以后，這一難題立刻可以解決。
解決的途徑是在無軌電車上，加上一小塊鋰離子蓄電池充電裝置，在出現(xiàn)壓車的情形時，將“小辮子”拉下來，用鋰離子蓄電池作為短時期的驅(qū)動的動力。這一技術(shù)所用到的電池甚少，其售價也不會比無軌電車高出很多，而且在營運過程中就能充電。所以在技術(shù)上，這是在近期就完全可以實現(xiàn)的技術(shù)，而且價廉物美。為什么不在中國大規(guī)模推廣應(yīng)用？
其實，一切涉及“定時、定點、定線”運行模式的交通方式包括遠距離大型貨運車輛，都有望采取類似的技術(shù)來解決，而且還能做到價廉物美。但奇怪的是，這一顯然有利于國計民生，又大幅度減少環(huán)境污染的技術(shù)，卻在中國遲遲得不到安排和落實。
筆者去過香港，香港的公共交通至今仍保留著有軌電車。而中國某些人卻為了改善城市形象，下令全部拆除了有軌電車，甚而還包括無軌電車。
上海寶鄂實業(yè)有限公司擁有一支從事鋰電池多年、經(jīng)驗豐富的研發(fā)團隊，我們時刻關(guān)注著鋰電池在各領(lǐng)域的最新發(fā)展和應(yīng)用，并不斷為客戶研發(fā)出“先進、安全、穩(wěn)定”的鋰電池方案，提供包括18650鋰電池、26650鋰電池和鐵鋰電池等多種鋰電池服務(wù)。
