钜大LARGE | 点击量:723次 | 2022年01月08日
我国动力锂电池回收利用再思考
毫无疑问,新能源汽车已经成为全球汽车发展的大势,国内外车企纷纷公布了新能源汽车战略,特别是包括中、美在内的世界重要国家公布停售燃油车的时间表之后,更是加速了车企们在新能源汽车领域的布局。
随着我国新能源汽车产销量持续快速上升,车用动力锂电池(基本上都是锂离子电池)需求量也随着迅猛上升,伴随而来的就是动力锂电池的回收处理问题。我国新能源汽车市场从2012年开始迅猛上升,到2016年年产量已经突破50万辆。根据新能源汽车动力锂电池5-8年的报废年限,到2020年将迎来动力锂电池回收的爆发期。
2020年迎来动力锂电池回收爆发期
由此可见,未来3-4年内动力锂电池、将面对严峻的回收考验:安全回收、环保处理、规范循环利用等,这是锂离子电池产业发展背后的"最终难题"。面对这一局面,国家有关部门、科研院所以及广大公司积极行动起来,探索我国动力锂电池回收处理之道。
动力锂电池回收处理方式
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%
相比铅酸电池已相当成熟的回收产业,锂离子电池回收仍然处于起步阶段。一方面是铅酸电池回收技术十分成熟,经济效益较高,加上经过几十年的发展形成了较为完善的回收网络;另一方面则是锂离子电池缺乏能够出现足够经济价值的成熟回收技术。在近几年的努力下,我国动力锂电池回收基本形成了两种方式。
一是梯次利用。这种方式就是将新能源车上报废动力锂电池系统拆解后,对单个电池进行检测,符合一定条件的电池选择出来,用于生产制造商业储能电池、后备电源等产品。梯次利用能够最大程度上提高锂离子电池的利用效率,延长电池的使用周期,同时也能降低储能电池等产品的生产成本。
二是直接拆解回收利用有效物资。将无法在利用的单个电池通过机械方式破碎、然后采用物理化学方法提取其中可再生的材料,重要是金属锂、钴等原材料。这也是锂离子电池从生产到回收再造的全链条最后一环。
我国储能产业的快速发展,也为动力锂电池梯次利用供应了难得的市场机遇。今年十月十一日,国家发展改革委印发了《有关促进储能技术和产业发展的指导意见》(下称《指导意见》),描绘了储能技术十年发展"路线图",其中就指出"开展对淘汰动力锂电池进行储能梯次利用研究"。
储能是梯次利用的重要形式
目前,包括猛狮科技、煦达新能源等公司已经开始布局退役动力锂电池梯次利用。和此同时随着锂离子电池上游原材料钴、镍价格的不断上涨,直接拆解回收的资源规模化效益开始显现,以格林美、豪鹏等为代表一批公司纷纷加大了在动力锂电池拆解利用上的投入力度。
经济效益决定回收利用方式
客观来看,遵循物尽其用的原则倡导梯级利用并没有错,但退役动力锂电池究竟何去何从最终还是看市场行为主体如何选择,关键还在于经济价值。
关于梯次利用来说,影响其经济效益的重要因素包括:报废动力锂电池的拆解、筛选、检测成本,一致性问题,储能性价比。而关于拆解回收来说,影响其经济效益的重要因素重要是两点:报废动力锂电池的处理成本,再生材料的价值。
仅从影响因素看,拆解回收经济效益重要取决于处理技术和可再生材料的市场价值,而梯次利用经济价值除了受处理技术影响外,还受储能产品价格制约以及储能政策影响。
而从实际情况看,梯次利用面对的困难还非常多:一是我国动力锂电池厂商很多,退役电池规格尺寸存在显著差异,导致梯次利用成本较高;二是梯次利用的电池一致性较差,影响了下游储能产品的使用寿命以及安全性。
三是采用梯次利用的动力锂电池生产出来的储能产品和采用新电池的储能产品的储能性价比(即每个储能周期的电池成本);四是我国储能市场还较小,重要依赖国家政策。
经济效益决定回收方式
和之相对,拆解利用基本上不存在这样的问题,影响其因素还是回收利用价值。由于锰酸锂、磷酸铁锂离子电池中不含贵重金属,而钴酸锂、三元材料锂离子电池含有金属钴、镍,随着钴、镍材料价格持续上涨,直接拆解回收钴酸锂、三元材料锂离子电池规模化效益明显。
电池回收政策两条腿走路
从我国已经出台的相关动力锂电池回收政策看,鼓励梯次利用和直接拆解并重。
2016年一月,国家发展改革委、工业和信息化部、环境保护部、商务部、质检总局组织制定了《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策(2015年版)》,对电动汽车动力锂电池设计生产、回收、梯次利用、再生利用等方面均做出规定,明确建立动力锂电池编码制度,建立可追溯体系,并鼓励进行废旧动力锂电池梯级利用。
2016年二月,工业和信息化部制定了《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》。
2017年一月,国务院办公厅印发了《国务院办公厅有关印发生产者责任延伸制度推行方法的通知》(国办发〔2016〕99号),明确对电动汽车等四大行业实行生产者责任延伸制度,要"建立电动汽车动力锂电池回收利用体系。
和此同时,电动汽车及动力锂电池生产公司应负责建立废旧电池回收网络,利用售后服务网络回收废旧电池,统计并公布回收信息,确保废旧电池规范回收利用和安全处置。动力锂电池生产公司应实行产品编码,建立全生命周期追溯系统。率先在深圳等城市开展电动汽车动力锂电池回收利用体系建设,并在全国逐步推广。"
2017年一月,工信部联合两部委印发了《工业和信息化部商务部科技部有关加快推进再生资源产业发展的指导意见》(工信部联节〔2016〕440号),明确提出"开展新能源汽车动力锂电池回收利用试点,建立完善废旧动力锂电池资源化利用标准体系,推进废旧动力锂电池梯级利用。"
国家在电池回收政策制定上不遗余力
2017年五月,国家标准《车用动力锂电池回收利用拆解规范》(GB/T33598-2017)批准通过,并于2017年十二月一日开始实行。八月,三项国家标准《车用动力锂电池回收利用——余能检测》(GB/T34015-2017)、《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》(GB/T34013-2017)、《汽车动力锂电池编码规则》(GB/T34014-2017)正式批准通过。
就在十一月初,十二届全国人大常委会第三十次会议在北京人民大会堂举办联组会议,结合审议全国人大常委会执法检查组有关检查固体废物污染环境防治法实行情况的报告进行专题询问。其中,工信部部长苗圩提出,汽车生产厂在销售新能源汽车的时候,要对动力锂电池的回收利用负责。
最近,《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》在网上流露出来,其中明确动力锂电池公司设计阶段要求、准入阶段要求、生产阶段要求、销售阶段要求、维修更换阶段要求、回收阶段要求、报废阶段要求、所有人责任要求、收集要求、贮存要求、运输要求、阶梯利用要求、阶梯利用电池产品要求、再生利用要求等。
通过以上政策梳理不难看出,国家正在以生产者责任延伸制度为核心,积极构建动力锂电池回收体系,积极鼓励开展动力锂电池梯次利用。2017年就出台了电池规格尺寸、编码制度和拆解规范等相关国家标准,为动力锂电池的梯次利用包括用于储能供应了有力支撑。
废旧动力锂电池能否归属电子废弃物范畴?
生产者责任延伸是在欧洲发展起来的一项新兴的绿色环保政策,针对产品尤其是各种含有有毒物质的产品。其目的是鼓励生产商通过优化产品设计和工艺技术,在产品全寿命周期(即生产、使用和废弃回收),努力防止污染的出现,并减少资源的使用。
生产者责任延伸本质上是一项产品政策,而非废品政策,推行的是"污染者付费"的原则,并力求将废品管理成本融入产品价格中。这也使得部分国家将其作为一种手段,将难处理的废物(如报废电子产品)的管理成本从政府公共部门转移至那些从产品生产、销售中获利的公司。
从目前美国、德国、日本等重要发达国家废弃电子产品回收利用政策看,尽管各自存在一定差异,但有几点是共同的:一是回收对象重要是彩电、冰箱、电脑、显示器等大家电产品和手机、电话、USB、录像机等小家电产品;二是生产商或进口商承担回收的重要责任(或支付废弃电子电器产品处理费用);三是基本上构建了完善的回收体系;四是废弃电子电器处理基本上都是交给由政府认证的有资质回收公司。
构建动力锂电池回收体系尤为重要
我国高度重视废弃电子电器产品处理,先后出台过《电子信息产品污染控制管理办法》、《电子废物污染环境防治管理办法》。2009年国务院出台的《废弃电器电子产品回收处理管理条例》,提出建立目录制度、多渠道回收制度、集中处理制度、规划制度、资质许可制度和基金补贴制度,成为我国废弃电器电子产品回收处理的里程碑。
在此基础上衍生的《废弃电器电子产品处理目录(2014年版)》和废弃电器电子产品处理基金制度,极大提升了我国电子电器废物规范回收率。符合我国国情的基金制度成为目前世界上发展速度最快、发展我国家当中最成功的生产者责任延伸制度。
目前,《废弃电器电子产品处理目录(2014年版)》包括了14种电子电器产品,重要是电冰箱、空调、洗衣机、电视机、电话单机、手机等产品,并不涵盖电池产品。
国家环保部于2003年印发了《废电池污染防治技术政策》,2016年年底公布了修订后的《废电池污染防治技术政策》,强调了电池生产公司履行生产者延伸责任,逐步建立废蓄电池、废新能源汽车动力蓄电池等的收集、运输、贮存、利用、处置过程的信息化监管体系。
尽管《废弃电器电子产品回收处理管理条例》实行以来成效明显,但问题同样突出:一是废弃电器电子产品处理基金入不敷出问题严重,报废量增速持续高于生产量增速和正规处理规模超出预期,基金自2015年开始出现赤字。
二是生产公司和处理公司未能形成服务共生关系,生产公司缴纳基金后不再承担其他责任,且反对进一步提高征收标准;处理公司则追求扩大处理量,变相新增补贴;三是基金补贴公司核定程序和条件不明确,新增目录产品配套政策尚未出台。
对相关政策制定的建议
当前,废弃动力锂电池的量还不大,这关于我们优化政策体系、探索出一条适合废弃动力锂电池回收处理的路径供应时间和空间。考虑到我国废弃电子电器产品回收利用体系尚未完全成熟,且国外也还没有开展废弃动力锂电池回收处理的相关经验可供借鉴,我国相关政策制定要本着因地制宜、先易后难、分步推进的原则,强化试点示范带动用途。
首先要加强顶层设计。加快推动《固体废物污染环境防治法》和《循环经济促进法》修订研究,制订动力锂电池领域生产者责任延伸制度方法,明确动力锂电池全寿命周期各环节(包括生产、使用、回收、梯次利用、拆解等)的责任主体以及责任划分,尤其是动力锂电池生产公司和新能源汽车生产公司的责任划分。
二是建议将废弃动力锂电池纳入《废弃电器电子产品处理目录》。完善公司不履行缴纳义务的罚则,进一步落实生产者应当承担的责任。在基金配套政策方面,研究制定动力锂电池处理基金征收标准,逐步建立征补标准动态调整机制,保障收支平衡,明确补贴公司核定程序和标准,改革补贴核定规则,提高资金使用效率。
三是创新监管方式。利用信息化手段广泛调动社会力量开展核查、督查,研究第三方审核机构统一管理方式,严格准入门槛,规范审核机构采购程序、内容和要求,建立第三方审核绩效评价体系、信息公开和责任追究机制。
四是构建回收体系。加快推动动力锂电池编码应用,建设回收处理信息平台,利用大数据等信息化技术开展数据采集、分析、流向追踪监测。鼓励互联网公司和动力锂电池生产公司、新能源汽车生产公司、销售商、回收处理公司深化合作,搭建网络回收平台,完善逆向物流、以旧换新等线下回收模式,促进多渠道回收体系发展。
五是开展试点示范。选择不同区域的新能源汽车发展迅速的城市开展废旧动力锂电池回收处理试点示范,探索新模式,认真分析出现的问题、总结相关经验,形成可复制、可推广的全国方法。