廢舊汽車電池回收產業(yè)發(fā)展探索

李躍鵬，雷舒雅

(1.成都大學電子信息與電氣工程學院，四川 成都 610106；2.成都大學法學院，四川 成都 610106)

0 引言

隨著新能源汽車被確定為國家戰(zhàn)略目標，成都制定了一系列促進地方新能源產業(yè)發(fā)展的政策法規(guī)，主要針對提高新能源汽車市場應用相關政策，電動汽車相關配套設施的規(guī)劃建設等，這些政策有效的促進了成都新能源汽車銷量增加和新能源汽車產業(yè)的發(fā)展。截至2020年底，成都新能源汽車保有量約9.3萬輛，相比上年增長了15%。新能源汽車經過5～6年推廣普及，越來越多的動力電池陸續(xù)進入報廢期，如成都截至2020年底就有過萬噸電池進入報廢期。鋰電池作為電動汽車主要能量載體，其具有毒性和致癌性，如果對電池不規(guī)范和惡意處理，會對生產生活的環(huán)境產生嚴重的破壞，新能源汽車廢舊電池含有銅、鈷、鋰都具有較高的經濟價值，回收不當也是資源的嚴重浪費。動力廢舊電池的回收主要通過梯級和再生利用兩種手段，但通過調查發(fā)現(xiàn)，成都區(qū)域對于廢舊電池的回收體系和網絡還不健全，需要通過多元渠道建立和完善回收體系。同時，新能源動力電池的回收各環(huán)節(jié)關鍵技術還不夠成熟，低技術含量回收處理方式，不僅無法為企業(yè)帶來效益，反而可能虧損，危害環(huán)境安全。如何有效地回收利用好新能源汽車電池，如何加大新能源汽車電池回收技術的研發(fā)力度，如何提高電池回收企業(yè)的經濟效益，不僅對環(huán)境保護、電動汽車、電池回收技術的發(fā)展有著重要的推動作用，而且有利于區(qū)域環(huán)境的持續(xù)健康發(fā)展，也對新時代下人類社會和生態(tài)協(xié)同發(fā)展有著重要的意義。

1 汽車電池回收產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

新能源汽車自2014年進入急速增長階段，按照乘用車電池5～6年使用壽命測算，2014年產乘用車用動力電池將在今年開始批量進入報廢期；此外，經歷2014—2015連續(xù)兩年超高速增長基數(shù)較高的商用車用動力電池也將在今年批量進入報廢狀態(tài)，并且由于商用車搭載電池容量更高，其報廢量預計相比乘用車更為可觀。根據專家測算，2018年動力電池回收為“電池正極材料前驅體”原材料的市場達17億元，至2023年有望達到205億元，復合增長率達到65%。雖然目前由于前期基數(shù)較低，回收市場規(guī)模相對較小，但隨著新能源汽車市場確定性的持續(xù)高增長，動力電池回收市場也將隨之逐漸爆發(fā)。然而，相比新能源汽車的增長的爆發(fā)趨勢，動力電池回收行業(yè)卻也迎來了新的挑戰(zhàn)，相對落后的回收策略也讓整個動力電池回收市場岌岌可危。

歐美國家對動力電池的回收與利用研究起步較早，特別是在動力電池的梯級利用和再回收利用上，通過技術和商業(yè)的運作，產生了良好的經濟社會效應。2010年加州大學開展了包括電池再次利用具體的性能要求、家庭低能耗設備的產品研發(fā)、電池綜合價值的方法體系等研究[1]。研究應用全新電池作為參照，對鈦酸鋰、磷酸鐵鋰和三元體系電池模塊開展研究，應用全新的實驗方案和算法體系，對電池開展綜合價值評價，研究動力電池最優(yōu)壽命評估辦法[2]。

2 電池回收產業(yè)的前景

2.1 電池回收的經濟效應

將廢舊動力電池進行資源化處理，可以提取有價金屬(鋰、錳、鋁、銅、鐵等)，這些有價金屬可帶來良好的經濟效益。廢舊動力電池電漿中的鎳、鈷、鋰純度相比起礦石和礦物鹽中提取的原料純度會高出許多，這也是廢舊動力電池拆解利用市場獲利的根本原因。廢舊電池體量越來越大，為電池回收和其他原材料生產企業(yè)提供了源源不斷的資源庫。廢舊動力電池的回收處理技術的提升和成本的降低，勢必帶來更大的機遇，具備核心優(yōu)勢的廢舊動力電池回收企業(yè)才可能是最后的贏家。未來隨著新能源乘用車市場規(guī)模的擴大，三元材料鋰動力電池覆蓋率的進一步提升，也將促使電池生產的各種原材料飛速增長，電池所需的鈷、鎳等貴金屬也將持續(xù)高價位，從而突顯出廢舊電池回收的巨大經濟效益。2018年超過53億元、2020年超過100億元、2023年廢舊動力鋰電池市場將達250億元[3]，如圖1所示。

圖1 廢舊動力電池回收市場規(guī)模統(tǒng)計

2.2 電池回收的社會效應

廢舊動力電池作為一種高危廢棄物，如若處理不當，不僅會嚴重污染環(huán)境，而且會給人和動植物的健康帶來嚴重的傷害[4]。近年來，我國提出了“碳達峰”和“碳中和”的目標，促使我國汽車產業(yè)的加速轉型，在傳統(tǒng)汽車向新能源汽車轉變的過程中，對電池的儲能設計和長效循環(huán)利用的要求也就越來越高。對廢舊動力電池的持續(xù)有效回收和利用體系的構建，是環(huán)境友好型、節(jié)約型社會的重要方面，也是加快推進我國技術創(chuàng)新和產業(yè)轉型升級的重要體現(xiàn)。成都若在電池回收領域取得突破性發(fā)展，將在構建川渝協(xié)同高質量發(fā)展中發(fā)揮重要的推動作用。

3 動力電池回收產業(yè)發(fā)展問題

電池技術的是當今世界各種重點研究和突破的領域，在車輛電動化趨勢的國際共識下，電池產業(yè)的技術突破不僅關系到國家科技事業(yè)的發(fā)展，也是地球環(huán)境保護的重要方面?？茖W家們一致致力于研究出儲能更高、充電更快、體積更小、成本低廉、安全可靠的電池技術。我國不斷出臺相關推動電動汽車發(fā)展、電池技術研究、電池梯級利用以及回收等相關產業(yè)政策。成都也根據自己的區(qū)域特點制定2020—2022年電池回收利用回收試點方案，著力助推成都市動力電池回收體系的建立，開展電池回收環(huán)保宣傳等措施和實施方案，鼓勵和試點企業(yè)開展電池回收相關服務，這些相關的產業(yè)政策對電池回收產業(yè)提出完整和可行的實施方案，對電池回收產業(yè)的發(fā)展有著巨大的促進作用，但仍然面臨諸多發(fā)展問題。

3.1 電池回收體系不健全

廢舊電池的回收是一套系統(tǒng)的產業(yè)體系，回收體系中需要技術性、市場性、政策性的環(huán)境輔助和規(guī)范。完備的廢舊動力電池回收產業(yè)鏈涉及動力電池研發(fā)、動力電池及汽車制造、汽車銷售與服務、動力電池更換回收、廢舊動力電池運輸、廢舊動力電池評價、廢舊動力電池二次使用、再生處理等。盡管廢舊電池回收體系還有待完善，相關的技術也需要加快發(fā)展和市場推廣[5-6]。據調研，成都區(qū)域企業(yè)的廢舊電池回收網絡不健全，需要通過政策引導電池回收產業(yè)鏈的建立和完善，包括電池回收、運輸、處理、市場推廣等具體環(huán)節(jié)。電池回收體系中要求有成熟的終端回收企業(yè)、專業(yè)的物流運輸途徑、完善的電池回收處理技術、完備的再銷售市場體系。這些環(huán)節(jié)的建立才能夠真正促進新能源電池回收產業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。

3.2 電池回收技術不成熟

成都新能源動力電池的回收各環(huán)節(jié)關鍵技術還不夠成熟，低技術含量回收處理方式，不僅無法為企業(yè)帶來效益，反而可能虧損，危害環(huán)境安全。如何有效回收利用好新能源汽車電池，如何加大新能源汽車電池回收技術的研發(fā)力度，如何提高電池回收企業(yè)的經濟效益，既對環(huán)境保護產生深遠的影響，也對新能源汽車的發(fā)展和電池回收企業(yè)的發(fā)展起到重要的推動作用。

3.3 監(jiān)管和激勵機制有待加強

國家及地方政府已明文規(guī)定了退役動力電池回收產業(yè)鏈各主體的相關責任，但由于獎罰制度不完善，且監(jiān)管手段缺乏，導致目前各相關主體對政策執(zhí)行不到位。因對退役動力電池回收行政監(jiān)管力度相對欠缺，雖然制定了相關的回收法規(guī)制度，但是對于違規(guī)的行為處罰尚無明確定論，導致相當一部分退役動力電池無法實現(xiàn)定點收集、定向流動、專業(yè)化回收，形成了個體粗放回收模式。電池回收需要較高的技術水平作為支撐，也需要更多較大的市場規(guī)模支撐回收的經濟效益，受到規(guī)模和技術水平的限制，目前回收金屬和高附加值的成分比較低，經濟性不足，需要有更多的財稅激勵措施[7]。國內還沒有出臺對新能源汽車退役動力電池回收的激勵政策和補貼機制，企業(yè)見在回收方面無利可圖，自然而然就沒有興趣去對廢舊動力電池進行有效的回收。

4 成都汽車動力電池產業(yè)發(fā)展對策

4.1 發(fā)展多元化回收技術及體系

如果汽車電池容量不足額定值的80%，則電池可以進入報廢程序但仍可進行梯次利用，用于低速車或其他儲能設備。目前，部分廢舊動力電池被粗放制成小型充電設備，或造假處理為新電池，甚至粗放提取貴金屬，帶來安全和環(huán)境雙重隱患。六氟磷酸鋰作為汽車動力電池的主要成分，極容易水解產生氟化氫、五氟化磷等劇毒物質，對環(huán)境具有非常大的危害[8]。相對于磷酸鐵鋰電池，三元鋰電池中一些稀有金屬含量高，再生利用效益較高，小作坊傾向于回收三元鋰電池，但其對三元鋰電池的處理令人擔憂。廢舊動力電池需要良好的工藝技術支撐，不同的工業(yè)技術會造成不同回收效果，也直接影響到對環(huán)境的保護。據悉，目前國內企業(yè)大多采用濕法冶金工藝，三元鋰電池全組回收率低于44%，鐵鋰電池全組回收率低于28%，同時結合破碎分選等其他工藝，兩種電池全組回收率可以達到90%以上。

實施動力電池身份識別，建設電池回收處理信息平臺，利用大數(shù)據等信息化技術開展動力電池數(shù)據采集、分析、流向追蹤監(jiān)測[9]。鼓勵互聯(lián)網企業(yè)與動力電池生產企業(yè)、新能源汽車生產企業(yè)、銷售商、回收處理企業(yè)深化合作，搭建網絡回收平臺，完善逆向物流、以舊換新等線下回收模式，促進多渠道回收體系發(fā)展。

4.2 創(chuàng)新完善產業(yè)監(jiān)管和扶持政策

成都電池回收產業(yè)發(fā)展需要加強頂層設計，政府可加快制訂動力電池領域生產者責任延伸制度方案，明確動力電池全壽命周期各環(huán)節(jié)(包括生產、使用、回收、梯次利用、拆解等)的責任主體以及責任劃分，尤其是動力電池生產企業(yè)和新能源汽車生產企業(yè)的責任劃分。對渠道暢通、網絡健全、技術成熟、設施完備、綠色環(huán)保、技術含量高，并取得相關廢舊機動車拆解資質的企業(yè)，俱在行業(yè)具有標桿示范作用，給予廢舊電池回收企業(yè)的試點資質，給予企業(yè)資金、稅收、政策等方面優(yōu)惠扶持。

4.3 加強科研人才培養(yǎng)和資金投入

汽車廢舊電池的回收技術與新能源汽車的技術息息相關，因此在電池回收技術發(fā)展的同時也需要新能源汽車及電池技術的發(fā)展，包括對電池的儲電能力、快充能力、安全環(huán)保長效等多方面技術研發(fā)，這些新技術的發(fā)展創(chuàng)新就需要人才和研發(fā)的進一步投入。建議新能源電池生產廠家、相關科研院所應撥付更多資金用于技術創(chuàng)新，保證新能源電池技術的持續(xù)發(fā)展。政府可成立專門基金項目，用于支持新能源電池、材料、能源等技術研發(fā)[10]。成都已經建立起一系列的高新科技園區(qū)，也擁有國內外大型汽車廠商的產業(yè)基地，有良好的互聯(lián)網企業(yè)產業(yè)研發(fā)中心，在建立廢舊電池回收和利用體系上，充分利用互聯(lián)網以及產業(yè)優(yōu)勢能夠取得更長足的發(fā)展。成都的相關高校應針對新能源電池開設專門專業(yè)，為國家培養(yǎng)出更多優(yōu)秀新能源電池研發(fā)人才。新能源電池生產廠家應注重科研人才培養(yǎng)，加強培訓；必要時可選派部分優(yōu)秀科研人才到國外新能源電池生產廠家進行參觀訪問，增加見識，提升自身研發(fā)能力，促進成都電池回收產業(yè)的進一步發(fā)展。

5 結語

綜上所述，電池回收產業(yè)發(fā)展是成都經濟和社會發(fā)展新的著力點，盡管成都電池回收產業(yè)的發(fā)展還有待完善，但是通過技術和體系的創(chuàng)新、產業(yè)政策的完善、以及研發(fā)投入的加大等措施，是能夠有效推進成都電池回收產業(yè)的進一步融合發(fā)展，進而加快成都在電池回收技術以及新能源汽車技術的發(fā)展步伐。