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锂电池原材料持续暴涨,回收机制将成破局关键?

来源:澎湃新闻   作者:杨木易 李文博   时间:2021-10-16

退役电池检测和剩余价值评估的关键性技术还不够成熟,为在大型储能场景下开展回收利用造成了阻碍。图片来源:Alamy

去年底以来,国内多种动力电池原材料价格均出现大幅上涨,使新能源汽车产业压力倍增。其中以锂价的涨幅最为引人关注。作为动力电池重要的基础原料,锂化合物被广泛应用于正极材料,电解液等电池重要组件的加工制造中。在国内市场上,包括碳酸锂在内的多种锂化合物价格相比于去年出现大幅上涨。六氟磷酸锂价格甚至从今年初的11万元/吨,一路飙升至27万元/吨,创4年来新高。此外,镍、钴等广泛应用在三元锂电池上的金属价格也呈大幅上涨趋势。

电池原材料价格大幅上涨主要由供需两方面因素造成。一方面,新能源汽车销量快速增长带动原材料需求上涨。另一方面是由于中国动力电池主要原材料均不同程度依赖进口,而国际市场则受新冠疫情等多重因素影响,供不应求,推高了价格。此外,根据多家权威机构预测,在全球应对气候变化行动加速推进的背景下,各国对新能源汽车和储能的需求将进一步提高,电池需求也将水涨船高。一些行业分析认为,包括锂、镍、钴在内的电池原材料供不应求的现象至少会在未来3到5年内将成为一种常态。

随着中国能源低碳转型的加速推进,对新能源汽车的需求也必将在未来一段时间保持快速增长态势。据国际能源署估算,在现有政策情境下,中国新能源汽车销售量将在未来十年实现跨越式增长,从2020年的130万辆,一跃达到2030年的950万辆。如何保障相关原材料供应充足和价格稳定,将是决定中国新能源汽车产业持续健康发展,能源转型顺利推进的关键。这进一步凸显了推动退役动力电池回收再利用的紧迫性——这不仅利于资源的节约利用,更有助于减少原材料进口依赖,稳定市场价格。

什么是动力电池回收利用?

在一般使用情况下,动力电池的平均寿命为5至8年。退役动力电池如不妥善收集处理,不仅会对自然环境造成污染,也是对资源的巨大浪费。目前,车用动力电池在退役后主要有两个回收再利用途径——梯级利用和拆解回收。梯级利用主要针对还可以使用,但是不能满足电动汽车正常行驶需求的电池。在这一类退役动力电池中,大部分还有将近80%的容量可以使用,可以在包括储能等一系列能源密度相对较低的应用领域继续发挥作用。拆解回收则是对报废电池进行拆解,对有价值的镍、钴、锂等金属资源进行回收。这能够在一定程度上降低中国原材料对外的长期依存度,对稳定原材料价格有积极意义。

基于生产者责任延伸的回收利用政策

做好动力电池的回收利用,已引起广泛重视。在2012年国务院印发的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》中,第一次明确提出制定动力电池回收利用管理办法,建立动力电池梯级利用和回收管理体系,并明确各相关方的责任、权利和义务。2016年《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策》的出台,进一步明确了建立以“生产者责任延伸制度”为主要原则的回收利用体系。

根据国务院的定义,生产者责任延伸制度是指将生产者对其产品承担的资源环境责任从生产环节延伸到产品设计、流通消费、回收利用、废物处置等全生命周期的制度。类似的制度已在全球范围内广泛应用于各种固体废物的回收处理中,包括电子设备、铅酸电池和轮胎。

发布于2018年的《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》规定,新能源汽车生产企业承担废旧动力电池回收处理的主体责任,基于其销售网络,建立回收服务网点,负责收集废旧电池,集中贮存并移交至与其协议合作的相关电池回收处理企业。《暂行办法》还鼓励汽车生产企业与电池生产、综合利用等企业加强合作,通过多种形式开展跨行业合作,建立有效的市场化机制,推动废旧动力电池的回收利用。

动力电池回收利用现状

虽然新能源汽车生产企业承担退役动力电池回收利用的主体责任得到明确,然而,要这些企业履行好这一责任却并非易事。

首先,退役动力电池处理的前提是通过检测确定其“健康状况”是更适合梯级利用还是资源回收。然而,退役电池检测和剩余价值评估的关键性技术还不够成熟,为在大型储能场景下开展梯级利用造成了很大阻碍。4月北京丰台储能电站爆炸事件促使国家能源局在6月发布的《新型储能项目管理规范(暂行)》草案中提出“在电池一致性管理技术取得关键突破、动力电池性能监测与评价体系健全前,原则上不得新建大型动力电池梯次利用储能项目”。尽管9月正式发布的文件对此类项目放行,但仍设置了严格的要求。

检测之前需要先对电池进行拆解。然而,动力电池种类繁多,外形设计和化学成分各异,给自动化检测拆解造成很大困难。现在回收的电池大部分由工人手工拆解检测,回收处理成本很高。

其次,电池资源回收工艺也有待提高,特别是国内普遍采用的湿法冶金工艺,虽处理成本较低,但对除高价值金属以外的其他材料的回收率偏低。

再次,大量私家车电池所有权在车主,目前没有明确规定要求车主必须将废旧电池交由谁负责,导致相当一部分退役动力电池流入“黑市”,由没有资质的小作坊回收处理。而很多正规车企和电池处理企业却存在报废动力电池回收难的困境。这进一步限制了退役电池处理的市场规模和回收企业的盈利空间。

几点政策建议

在我们最近的研究中,对中国动力电池回收利用政策进行了回顾梳理,并在此基础上结合产业现状,为完善现有政策提出了以下三点建议。

第一,优先推动实现退役动力电池的完全收集和安全存储。考虑到目前退役动力电池处理(资源回收和梯次利用)技术还不成熟,恐怕很难在短期内实现处理能力的大幅提升。因此,应先把重点放在收集上,确保尽快实现退役动力电池的全面收集和安全储存,避免对环境产生“二次污染”。并在此基础上,逐步提高电池处理能力。在欧盟去年提出的《电池规章》草案中,已经开始考虑引入针对退役动力电池收集的目标要求。

第二,建立针对“无主”电池的回收处理办法。中国新能源汽车产业还处于高速发展阶段,虽然头部主要几个厂商市场地位相对稳固,但随着传统车企不再观望,主动投入新能源汽车市场,加剧了市场竞争,一些中小企业相继被淘汰出局。据不完全统计,自2014年开始,国内有关新能源造车的车企一度超过100家,其中不乏游侠、拜腾等名噪一时的车企。但众所周知的是,这些车企不是已经倒下,就是处于“动荡”中。如果整车制造企业退出市场,谁来肩负其“生产者延伸责任”,就成为了一个不可忽视的问题。如不妥善处理,“无主”退役动力电池可能会流入非正规渠道,被无资质、高污染的小厂不当处理,带来潜在的环境和安全风险。

第三,严厉打击非正规回收处理渠道。这不仅可以帮助回收处理企业走出电池回收难的困境,也可规范市场,鼓励良性竞争和技术研发。在严格执法的同时,可考虑通过公共教育、押金返还等措施,鼓励消费者通过正规渠道上缴退役电池,挤压电池黑市的生存空间。虽然尚无在电池领域应用的实例,但据英国议会环境审计委员会统计,在实行押金返还措施的国家或地区废旧塑料瓶的回收率可以达到80-95%。

为了尽早实现中国“双碳”目标(2030年前碳达峰、2060年前碳中和),加快落实能源低碳转型,既是满足中国实现可持续发展的内在需求,也是展现一个负责任发展中大国的国际担当。而能源转型是一个复杂的系统工程,不仅包括能源结构的调整,还涉及能源相关产业链的方方面面。其中一个值得关注的问题是,包括新能源汽车在内的低碳能源技术对金属材料的大量需求与中国对这些原材料不同程度的进口依赖相叠加,产生供应安全问题。更好的资源回收再利用,不仅可以助力解决这个问题,也可推动中国生态文明建设,尽早实现人与自然的和谐相处。



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