钜大LARGE | 点击量:3138次 | 2021年12月07日
动力锂离子电池回收渠道及商业模式分析
目前以小作坊回收渠道为主,随规模扩大必将走向规范化
动力锂离子电池的生命周期包括生产、使用、报废、分解以及再利用。动力锂离子电池在其报废后除了化学活性下降之外,电池内部的化学成分并没有发生改变,只是其充放电性能不能满足车辆的动力需求,但是可以运用到比汽车电能要求更低的地方。动力锂离子电池的梯次利用因此也成为目前业内探讨较多的回收利用方式之一,即将用于汽车的电池在淘汰后利用在储能或者相关的供电基站以及路灯、低速电动汽车身上,最后再进入回收体系,但这种商业模式还面对着是否能够盈利的考量,涉及到渠道和技术的问题。
如上所述,动力锂离子电池的回收利用可以分为两个循环过程:(1)梯次利用:重要针对电池容量降低使得电池无法使电动汽车正常运行,但是电池本身没有报废,仍可以在别的途径继续使用,例如用于电力储能;(2)拆解回收:重要针对电池容量损耗严重,使得电池无法继续使用,只有将电池进行资源化处理,回收有利用价值的再生资源。
动力锂离子电池的回收渠道目前重要以回收小作坊为主,专业回收公司和政府回收中心较少,体系有待重整。目前我国动力锂离子电池回收市场的废旧动力锂离子电池大多流入了缺乏资质的翻新小作坊,这些公司工艺设备落后,但假如交由依法注册纳税的正规公司,取得资质并按照国家标准排放,势必会造成价格上竞争力的缺失,因此如何更进一步地完善政策来保障电池回收产业的可持续发展是非常必要的。
回收小作坊:回收成本低廉,可以抬高回收价格,高价回收是他们最大的竞争优势。但是这些小作坊在经过回收后,仅对废旧动力锂离子电池进行简单修复并重新包装后就流回市场,扰乱了动力锂离子电池市场的正常秩序。此外,由于这些小作坊不具备相关资质,容易出现安全隐患及环保问题。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
专业回收公司:专业回收公司是国家批准专门回收处理废旧动力锂离子电池的专业公司,综合实力雄厚、技术设备先进、工艺规范,既能最大化回收可用资源,又能够降低对环境的影响。目前,我国专门动力锂离子电池的回收公司包括深圳格林美、邦浦循环科技、超威集团和芳源环保等。目前来看虽然进行锂离子电池回收方面布局的公司越来越多,但缺乏政府系统的支持和政策激励。
政府回收中心:地方各政府依照国家相关法律,设置的国家回收中心,有利于科学规范地管理电池回收市场、完善回收网络、合理布局回收网络和回收市场,提高正规渠道的回收量。目前我国还没有动力锂离子电池的政府回收中心,但未来可以根据我国现实情况,有选择进行发展。
发达国家电池回收产业以市场调节为主、政府约束为辅
德国:政府立法回收,生产者承担重要责任,设立基金完善回收体系市场化建设。
欧盟废弃物框架指令(2008/98/EC)和电池回收指令(2006/66/EC)是德国电池回收法规的立法依据。回收法规要求电池产业链上的生产商、销售商、回收商和消费者均负有对应的回收责任和义务,比如电池生产商必须在政府登记,承担重要回收责任,销售商要配合电池生产商的电池回收工作,而终端消费者要将废旧电池交回指定的回收网络。
此外,德国利用基金和押金机制建立了废旧电池回收体系,实现了良好的效果,该回收体系由电池制造商和电子电器制造商协会联合成立的GRS基金负责运转,是欧洲最大的锂离子电池回收组织,该组织从2010年开始回收工业用电池,未来也会将电动汽车动力锂离子电池纳入该体系回收,积极的开展动力锂离子电池的回收利用工作
2015年,博世集团、宝马和瓦滕福公司就动力锂离子电池再利用展开合作项目,该项目利用宝马ActiveE和i3纯电动汽车退役的电池建造2MW/2MWh的大型光伏电站储能系统。该储能系统由瓦滕福公司负责运行和维护,项目将建在德国柏林,预期将于2015年年末投入使用。
日本:生产方式逐步转变为“循环再利用”模式,公司作为先锋参与到电池回收中。
1994年,日本的电池生产商开始执行回收电池计划,在每位参与者都自愿努力的基础上,利用零售商、汽车经销商或者加油站的服务网络向消费者回收废旧电池,回收路线与销售路线相反。
2000年起,政府规定生产商应对镍氢和锂离子电池的回收负责,并基于资源回收面向产品的设计;电池回收后运回电池生产公司处理,政府给予生产公司相应的补助,提高公司回收的积极性。
此外,日本很多公司也参与到电池回收活动中。日产公司与住友商事合作成立了4REnergy公司,致力于电动汽车锂离子电池的回收利用;本田公司正在研究提取电池内可回收贵金属的技术,同时与其他金属厂商合作以推进资源的循环利用;三洋公司研究制定了回收电池的路线,积极开展了可充电电池的回收再利用工作。
日本重要的通信公司还联合成立了锂离子电池自主回收促进会,声明其有责任推动锂离子电池的回收利用工作,争取大幅提高锂离子电池的回收率。
美国:市场调节为主,政府通过制定环境保护标准对其进行约束管理,辅助执行废旧动力锂离子电池的回收。
美国市场上相继成立了美国可充电电池回收公司(RBRC)和美国便携式可充电电池协会(PRBA),不断向公众进行宣传教育,提高公众的环保意识,引导公众配合废旧电池的回收,从而保护自然环境。
RBRC是一个非盈利性的公共服务组织,重要是促进镍铬电池、镍氢电池、锂离子电池以及小型密封铅电池等可充电电池的循环利用,PRBA是由相关电池公司组成的非盈利电池协会,其重要目标是制定回收计划和措施,促进工业用电池的循环利用。
RBRC供应三个方法来收集、运送及重新利用废旧可充电池。包括(1)零售回收方法;(2)社区回收方法;(3)公司公司和公共部门回收方法。
便携式可充电电池协会(PBRC)重要涉及了三个方面内容:(1)美国DOT有关锂离子电池、锂金属电池的相关规定以及运输途中的相关规定;(2)CPSC有关笔记本电池、手机电池的召回;(3)电池重要法律法规。
在学术界,加州大学戴维斯分校的混合电动汽车研究中心在2010年也开展了动力锂离子电池的二次利用和价值分析等方面的研究,研究内容包括4~5个电池二次利用领域对电池性能的具体要求、用于家庭储能系统(HESA)的产品研发,以及评价电池整体价值(电动汽车和二次利用领域的价值之和)的方法体系。
我国明确采用生产者责任延伸制度,随政策不断完善,产业正逐步走向规范化
目前我国现状:动力锂离子电池回收处理技术发展较为成熟,但管理相对落后,阻碍了动力锂离子电池回收产业的发展,重要表现在:
(1)回收网络不健全。回收网络重要由中小回收公司组成,难以得到有效回收;
(2)回收公司规模较小,工艺水平不健全,较难保证资源回收效率;
(3)存在没有经营许可的公司非法从事废旧动力锂离子电池回收,带来安全和环保隐患。
随着新能源汽车产销量持续上升,电动汽车动力锂离子电池的回收利用问题也会越来越突出,国家和地方政府相继出台政策,加快建设良性产业生态系统的进程。
2012年七月,《节能与新能源汽车产业发展规划》明确提出要“制定动力锂离子电池回收利用管理办法,建立动力锂离子电池梯级利用和回收管理体系,引导动力锂离子电池生产公司加强对废旧电池的回收利用,鼓励发展专业化的电池回收利用公司”。
2014年七月,《国务院办公厅有关加快新能源汽车推广应用的指导意见》提出要研究制定动力锂离子电池回收利用政策,探索利用基金、押金、强制回收等方式促进废旧动力锂离子电池回收,建立健全废旧动力锂离子电池循环利用体系。
2015年三月,《汽车动力蓄电池行业规范条件》规定,系统公司应会同汽车整车公司研究制定可操作的废旧动力蓄电池回收处理、再利用的方法。
2016年一月工信部、发改委、环保部、商务部、质检总局5部委联合下发《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策(2015年版)》明确建立动力锂离子电池编码制度,建立可追溯体系。明确采用生产者责任延伸制度,电动汽车生产公司承担电动汽车废旧动力蓄电池回收利用的重要责任,动力蓄电池生产公司承担电动汽车生产公司售后服务体系之外的废旧动力蓄电池回收利用的重要责任,梯级利用电池生产公司承担梯级利用电池回收利用的重要责任,报废汽车回收拆解公司应负责回收报废汽车上的动力蓄电池。在激励措施上,国家将在现有资金渠道内对梯级利用公司和再生利用公司的技术研发、设备进口等方面给予支持。在技术研发方面,国家支持动力蓄电池相关回收利用技术和装备的研发。
2016年二月,工信部出台《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》和《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范通告管理暂行办法》,明确废旧电池回收责任主体,加强行业管理与回收监管。
2016年二月,《废电池污染防治技术政策》征求意见稿对外公布。新政策中与锂离子电池有关的亮点重要有:1)废电池涵盖的范围纳入了新兴的锂离子电池、太阳能电池和燃料动力锂电池,并且对电池的资源再生厂的态度从审慎保守变为倡导和促进;2)明确了锂离子电池再生处理公司必需具备危险废物经营许可证后方可运行,相关环保公司将在资质上更加具有优势;3)鼓励研发锂原电池、动力锂离子电池、储能电池等逆向拆解成套设备,锂离子电池的隔膜、金属产品和电极材料再生处理装备等新技术。
除国家政策层面鼓励支持外,我国不少地方政府也在积极探索动力锂离子电池的回收再利用的具体执行方式:
上海:2014年上海市公布《上海市鼓励购买和使用新能源汽车暂行办法》,要求车企回收动力锂离子电池,政府给予1000元/套的奖励。车企回收动力锂离子电池政府将补助1000元/套;
广州:2014年十一月《广州市人民政府办公厅有关印发广州市新能源汽车推广应用管理暂行办法的通知》,提出在本市建立车用动力锂离子电池回收渠道,按照相关要求对动力锂离子电池进行回收处理。
北京:2016年一月二十七日,以“合作创新、共谋发展”为主题的《汽车有形市场未来发展趋势论坛》在北京召开。北京市科委双新处处长许心超在论坛上表示:有关中央提出的有关新能源汽车不限行、不限购、不缴税的“3不政策”,北京市均已落实;与此同时,北京动力锂离子电池回收问题可通过“3个环节”有效解决。(1)车企是动力锂离子电池回收的第一责任主体。(2)退役的动力锂离子电池还可以梯次利用。(3)技术的革新使得废旧电池回收处理后利用率能达到99%,且对环境无害。
深圳:2015年深圳公布《深圳市人民政府有关印发深圳市新能源汽车推广应用若干政策措施的通知》,内容显示要求制定动力锂离子电池回收利用政策,由整车制造公司负责新能源汽车动力锂离子电池强制回收,并由整车制造公司按照每千瓦时20元专项计提动力锂离子电池回收处理资金,地方财政按照经审计的计提资金额给予不超过50%比例的补贴,建立健全废旧动力锂离子电池循环利用体系。
2016年九月,深圳市发改委联合市财委公布《深圳市2016年新能源汽车推广应用财政支持政策》的通知。在动力锂离子电池回收方面,“新规”要求新能源汽车生产公司应负责回收利用,对按要求计提了动力锂离子电池回收处理资金的,按经审计确定的金额50%对公司给予补贴,补贴资金应专项用于动力锂离子电池回收。
商业模式比较:构建经济激励下的生产者回收体系
从欧美发达国家的电池回收相关相关经验可以看出,在建立废旧电池的回收体系时,动力锂离子电池生产商承担电池回收的重要责任。当动力锂离子电池配套电动汽车一起销售给运营商、集团客户或者个人客户等消费者,消费者拥有动力锂离子电池的所有权,也有义务交回报废的动力锂离子电池。该模式下的回收网络由动力锂离子电池生产商利用电动汽车生产商的销售服务网络改建,而且电动汽车生产商有责任配合对其产品中所使用的动力锂离子电池进行回收。
生产商在产品全生命周期中最具控制力,占有多种资源,负责产品的设计架构。可以说生产商掌握着产品的全部信息,决定了产品对环境的影响程度。
回收流程为动力锂离子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公司,由其进行专业化的回收处理,电池生产商可以继续利用回收的金属材料。
另外,报废汽车拆解公司在回收废弃电动汽车时,也要将拆解的废旧动力锂离子电池直接销售给动力锂离子电池生产商。
在回收形式上,执行“以旧换新”的制度促使更多的消费者交回废旧电池,保证动力锂离子电池的回收量。在消费者更换新电池时,旧电池可以抵扣新电池的部分价格。报废汽车拆解公司在回收带有动力锂离子电池的电动汽车时,应给予消费者一定的现金补偿,之后将废旧动力锂离子电池销售给动力锂离子电池生产商。
行业联盟回收动力锂离子电池模式是指由行业内的动力锂离子电池生产商、电动汽车生产商或电池租赁公司组成,并共同出资设立专门的回收组织,负责动力锂离子电池的回收。这种方式可以防止由于电池生产商单个公司实力有限导致的回收电池数量不够、资金有限和回收渠道少的问题。
该模式的重要特点是在行业内成立统一回收组织,影响力强、覆盖广泛,独立运营;且回收网络庞大,易于消费者交回电池。回收利用所得的收益用于回收网络的建设和运营。
第三方回收模式:要独自构建回收网络和相关物流体系,负责回收委托公司售后市场生产的废旧动力锂离子电池,之后运回回收处理中心,进行专业化的回收处理。在电动汽车最终报废进入汽车拆解公司后,汽车拆解公司可以将废旧动力锂离子电池销售给第三方公司。
回收模式的建立,要投入大量的资金进行回收设备、回收网络及人力资源的建设;成本也是其中的重要影响因素之一。在生产者责任延伸制的体系下,不同动力锂离子电池回收模式适用于不同类型的公司。
有关大型动力锂离子电池生产商,其产品种类繁多、产销量较大,有较强的技术、经济实力自己回收电池;有关中小型公司,产品种类、产销量都较少,自己回收要大量的投资,会影响公司核心业务的发展,所以可以选择和其他组织合作回收。
比较而言,行业联盟回收成本经济性最佳,但因为要行业中各公司协同合作,目前在法律法规还没有很完善的情况下,可操作性较小。综合成本方面,动力锂离子电池生产商直接回收的模式成本较低,而第三方回收模式成本较高。
下一篇:国内燃料动力电池仍未形成良性循环