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電動汽車增多,動力電池回收離爆發(fā)還遠

鉅大LARGE  |  點擊量:1078次  |  2018年08月21日  

中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示,2018年上半年我國新能源汽車累計銷售41.2萬輛,同比增長111.6%。與此同時,配套的動力電池產(chǎn)能約為91.87GWh,動力電池出貨量22.86GWh。

由于動力電池涉及大量化學元素,因此當電動汽車增多之后,動力電池的回收再利用問題也被各方提上日程。

8月1日,《新能源汽車動力蓄電池回收利用溯源管理暫行規(guī)定》正式實施,媒體大肆宣揚動力電池退役潮即將到來的氛圍,而車企、電池廠,以及環(huán)保產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè)則也紛紛高調(diào)布局,動力電池回收領(lǐng)域一時間人頭攢動,好不熱鬧。

但在對動力電池的回收方式、政策法規(guī),以及國內(nèi)外的具體探索案例后發(fā)現(xiàn),不管是從電動汽車的總保有量、電池的使用壽命,還是政策的完善度與經(jīng)濟效益等角度來說,動力電池回收行業(yè)的成熟度都還處于比較初級的階段,遠不如輿論里看上去的那么熱鬧和光鮮!

動力電池回收的兩大途徑

無論是目前被廣泛采用的三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池,其中的鈷鎳錳鋰等金屬一旦回收不利,都將造成重金屬污染,具有強腐蝕性和強毒性的電解質(zhì)還會危害環(huán)境和人體健康。

為了對動力電池進行有效回收,全球通常采用的回收方法分為兩種,一是梯級利用,即對從汽車上退役的動力電池進行二次利用或多次利用;二是再生利用,也就是將電池拆解,對原料和金屬進行回收。

1、梯級利用通俗來講,梯級利用就像是南孚電池的那句經(jīng)典廣告,即“玩具車用完以后遙控器還能接著用”。

對于動力電池來說,當其容量下降為初始容量80%時,將無法保證汽車的續(xù)航要求和正常使用,這些電池被替換下來以后,卻能夠在儲能領(lǐng)域接著用,并且國內(nèi)外已經(jīng)有了這樣的應(yīng)用實例。

德國、日本使用這些廢舊動力電池為觀光車、電動自行車、電工照明等供電,或作為太陽能、風能等清潔能源的儲能裝置。中國鐵塔股份有限公司和比亞迪、長安等多家車企和電池商達成合作,將廢舊的動力電池應(yīng)用在其自身基站產(chǎn)品上來進行功能,進而降低基站運營成本。

2、再生利用

顧名思義,再生利用就是對廢舊動力電池進行拆解、破碎、分離、提純、冶煉等處理,以實現(xiàn)鈷、鎳、錳、鋰等金屬的回收,從而實現(xiàn)原材料再生。一般來說,容量降低為初始容量的30%便無法進行梯級利用,這些電池需要運往專業(yè)的回收企業(yè)進行拆解和資源再生。

據(jù)了解,歐盟在電池回收領(lǐng)域走的比較靠前,其常用的處理方法包含:火法冶金-濕法分離提純、熱解-濕法提純、破碎-熱解-蒸餾-火法冶金等,我國為數(shù)不多的鋰電回收企業(yè)則采用焙燒(熱解)預(yù)處理-機械拆解、物理分選-濕法冶煉等工藝進行回收處理。

回收效果層面,德國環(huán)境部資助的電池回收項目顯示,火法冶金回收鈷和鎳可以,但對鋰回收效果不好;濕法冶金對磷酸鐵鋰電池的綜合回收率可達85%以上,對三元鋰電池綜合回收率可達95%以上。

動力電池回收產(chǎn)業(yè)面臨的3大問題

表面上看,隨著電動汽車的日益增多,動力電池行業(yè)即將爆發(fā)。但實際情況是,由于電動汽車整體保有量較小、電池使用壽命較長的原因,退役潮目前并未到來。

與此同時,由于該產(chǎn)業(yè)尚屬起步階段,配套的政策法規(guī)也多從宏觀角度進行規(guī)范,具體的執(zhí)行細則與配套的監(jiān)管條例并未出臺。而最重要的則在于,動力電池行業(yè)的回收成本大于回收收益,經(jīng)濟效益并不明顯。

1、政策體系不完善

德美日等發(fā)達國家與我國一樣,目前都在總體上制定了相關(guān)政策,明確規(guī)定了動力電池回收的流程和責任劃分等安排。但由于該行業(yè)仍然處于早期,因此只有少數(shù)相關(guān)法律,并未形成體系。

例如我國政策規(guī)定了相關(guān)的責任主體,但是像是回收電池過程中的運輸、處理要求、回收和二次利用價格體系,以及不同類型的電池的回收技術(shù)規(guī)范等細則尚未明確。與此同時,至于動力電池回收政策的執(zhí)行具體誰來監(jiān)管、不按照要求進行回收的處罰標準等問題也有待補充。

2、回收經(jīng)濟效益低

無論是再生利用還是梯級利用,動力電池回收的經(jīng)濟效益都比較低。

首先來看再生利用這條路徑。相關(guān)研究論文顯示,目前1噸磷酸鐵鋰電池回收的成本在8500元左右,而回收所得市場價值僅為8000元,這意味著回收企業(yè)每回收一噸磷酸鐵鋰電池將虧損500元左右。

相對而言,三元鋰電池因為含有大量的鈷鎳錳鋰等金屬,回收時的收益要高一些。但是由于鈷是高毒性元素,并且廢舊的三元鋰電池化學性質(zhì)依然很活潑,若操作不當,很有可能導致二次污染或者爆炸事故,所以其回收成本也更高,實際上回收活動的收益并沒有提高。

那么用梯級利用的方式進行回收會帶來更高的經(jīng)濟效益嗎?

其實也并不劃算。動力電池在電動汽車成本中約占三分之一,價格很高。而若將拆卸下來的廢舊電池用于照明、取暖等領(lǐng)域多少有些大材小用的意思,并且其整體效益并不如電網(wǎng)供電來的劃算。特斯拉CTO、聯(lián)合創(chuàng)始人之一Straubel此前也公開表示,特斯拉研究發(fā)現(xiàn)動力電池的二次利用并沒有多大的經(jīng)濟效益。

當然,目前一些大型企業(yè)也在嘗試利用退役電池組成大型儲能站,用于光伏發(fā)電等領(lǐng)域。但是由于不同電池的容量、電壓、形狀不同等問題,進行大規(guī)模儲能組網(wǎng)的效果是否如新生產(chǎn)儲能設(shè)備有效還有待觀察。

3、電池退役潮并未來臨目前渲染動力電池退役潮來臨的觀點有兩個前提,一是認為動力電池的整體壽命只有4—5年,二是從2013年左右開始算起。但這種算法并不準確,一方面,我國電動汽車銷量的高潮是從2015年開始,并在2016年和2017年持續(xù)爆發(fā),2015年之前的銷量整體規(guī)模很小。

另一方面,一些整車廠銷售電動汽車時都打出了8年12萬公里的質(zhì)保周期,可見電池的設(shè)計壽命之長。如果從2015年新能源車銷量開始爆發(fā)算起,第一波退役潮應(yīng)該在2023年到來。

此外,普通車主對于動力電池的回收問題并不關(guān)心。即使過了8年質(zhì)保期,一般車主仍會繼續(xù)使用車輛,會對車輛進行整體出售,并不會選擇主動將電池進行回收處理。

海外國家動力電池回收行業(yè)情況

1、德國——生產(chǎn)者、經(jīng)銷商和用戶各盡其責據(jù)車東西了解,德國的電池回收法案和報廢汽車回收法案分別依據(jù)歐盟電池回收指令(2006/66/EC)和報廢汽車指令制定。

2009年起德國《電池法》開始生效。依據(jù)法規(guī),電池生產(chǎn)和進口商需在政府進行登記,經(jīng)銷商要組織回收,而用戶則有義務(wù)將廢舊電池交給指定回收機構(gòu)。

同時,德國環(huán)境部資助了兩個動力電池回收利用示范項目(LiBRi項目和LithoRec項目),并以此來促進德國廢舊動力電池回收利用的研究。

車企方面,博世集團利用寶馬ActiveE和i3純電動汽車報廢的電池建造了2MW/2MW·h的大型光伏電站儲能系統(tǒng),實現(xiàn)了廢舊動力電池的回收利用。

2017年奔馳與回收公司合作實施了全球最大梯次利用項目——Lunen,該項目將1000輛smart的退役電池進行梯次利用,預(yù)計形成13MWh的電網(wǎng)服務(wù)儲能設(shè)施,退役電池有效梯級利用率將達90%以上。

2、美國——生產(chǎn)者責任延伸制度

美國是廢舊電池回收管理方面法律最多的國家,主要從聯(lián)邦、州級和地方三個層面構(gòu)建法律體系。

美國聯(lián)邦制定了《含汞和可充電電池管理法案》對廢舊電池生產(chǎn)、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)予以規(guī)范。并確定生產(chǎn)者責任延伸制度,美國蓄電池生產(chǎn)商負責組織回收廢舊鉛蓄電池。此外,美國借助消費者購買電池所支付的手續(xù)費和電池企業(yè)繳納的回收費用作為廢舊電池處理的資金來源。

科學研究方面,在美國先進電池聯(lián)合會(USABC)和能源部的大力支持下,車用動力電池的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化已列入美國國家戰(zhàn)略。

同時,美國很早就開始了車用電池梯級利用的系統(tǒng)性研究,USABC和美國能源部分別在1996年和2002年資助了動力電池回收技術(shù)研究。

車企方面,特斯拉走了一條和眾多車企不同的路線——不采用梯級利用,直接拆解。2017年5月,特斯拉CTO、聯(lián)合創(chuàng)始人之一Straubel成立了名為RedwoodMaterials的新公司,主打電池回收,但該公司不屬于特斯拉,而是面向全行業(yè)。

通用2011年開始就與全球最大的電力和自動化技術(shù)公司之一ABB合作實驗用廢舊雪佛蘭Volt沃藍達的電池組儲存電能。利用五組使用過的雪佛蘭Volt沃藍達蓄電池重組可為3-5個美國普通家庭供電2小時。

3、日本——電池生產(chǎn)商負責,政府補貼

日本《促進建立循環(huán)型社會基本法》、《固體廢棄物管理和公共清潔法》、《資源有效利用促進法》等構(gòu)成了其完整的動力電池回收體系。2000年,日本政府就規(guī)定生產(chǎn)商對鎳氫和鋰電池的回收負責,電池回收后運回電池生產(chǎn)企業(yè)處理,政府給予生產(chǎn)企業(yè)相應(yīng)的補助。

日本車企方面,日產(chǎn)“聆風”上市前和住友集團合資成立了4REnergy公司,主要從事電動汽車廢棄電池的再利用。目前,在日本和美國銷售或租賃的日產(chǎn)“聆風”汽車的報廢電池可作為住宅和商用的儲能設(shè)備。

豐田通過經(jīng)銷商網(wǎng)絡(luò)對廢舊電池先進行回收,再通過進入維修體系、梯次利用、拆解三類方式處理并投放到不同領(lǐng)域,在達到一定量后再進行處理利用。

4、海外各國政策較完善,但回收需求卻很低

從前文的介紹可以看出,在動力電池回收方面,德美日立法相對更早,配套法律法規(guī)算是比較細致,但盡管各車企未雨綢繆,卻無法改變動力電池回收效益低,回收量少的現(xiàn)狀。

動力電池供應(yīng)商多分布在亞洲,新能源汽車銷量大半在中國,海外各國動力電池回收需求本來就低,加上很多汽車的動力電池還未到退役時間,海外各國的動力電池回收項目多是停留在實驗與探索階段。

國內(nèi)動力電池回收行業(yè):雷聲大雨點小

回到我國來看,動力電池行業(yè)整體表現(xiàn)出一種雷聲大雨點小的現(xiàn)狀。

2018年2月26日,七部委聯(lián)合印發(fā)《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》,規(guī)定落實生產(chǎn)者責任延伸制度,汽車生產(chǎn)企業(yè)承擔動力蓄電池回收的主體責任,相關(guān)企業(yè)在動力蓄電池回收利用各環(huán)節(jié)履行相應(yīng)責任,保障動力蓄電池的有效利用和環(huán)保處置。

2018年5月17日,為加強新能源汽車動力蓄電池回收利用溯源管理,工信部發(fā)布《新能源汽車動力蓄電池回收利用溯源管理暫行規(guī)定》(征求意見稿)公開征求意見。

8月1日,《新能源汽車動力蓄電池回收利用溯源管理暫行規(guī)定》(征求意見稿)正式實施,規(guī)定了監(jiān)督流程,建立了溯源平臺。

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