鋰電池嚴(yán)格意義上來說不是新能源,甚至連能源也算不上,但可以使得新能源變成可能。在《中國制造2025》里面,政府層面首次將鋰電池作為新能源寫進(jìn)報(bào)告。
近年來,隨著新能源汽車的飛速發(fā)展,給鋰電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了前所未有的機(jī)遇,在這樣的機(jī)遇下,鋰電企業(yè)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。由此可見,鋰電產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)開始從數(shù)量時(shí)代向質(zhì)量時(shí)代進(jìn)化。
鋰電池嚴(yán)格意義上來說不是新能源,甚至連能源也算不上,因?yàn)殇囯姵夭幌窕瘜W(xué)電池?;瘜W(xué)電池本身就是能源,靠電池里的化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生電流,反應(yīng)完了,電池的壽命也就結(jié)束了。
鋰電池并非能源,但可以使新能源變成可能。比如太陽能,只是白天有,就可以用電池儲存下來供夜晚使用。風(fēng)能則因風(fēng)量不定,電負(fù)荷也隨之起伏。當(dāng)風(fēng)力大的時(shí)候發(fā)的電就會比較多,沒用完就可以儲存下來待風(fēng)小的時(shí)候繼續(xù)使用。
2015年5月8日,國務(wù)院發(fā)布了《中國制造2025》規(guī)劃,首次將鋰電池作為新能源寫進(jìn)報(bào)告。其中明確大力推動包括節(jié)能與新能源汽車、電力裝備等在內(nèi)的十大重點(diǎn)領(lǐng)域突破發(fā)展,明確繼續(xù)支持電動汽車,推廣發(fā)展新能源汽車已經(jīng)上升到國家戰(zhàn)略高度,并提出推動節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。目標(biāo)指出,到2020年,自主品牌純電動和插電式新能源汽車年銷量突破100萬輛,在國內(nèi)市場占70%以上;到2025年,與國際先進(jìn)水平同步的新能源汽車銷量300萬輛,在國內(nèi)市場占80%以上。其背后的意義就是將動力電池與新能源革命聯(lián)系在一起,這給動力電池產(chǎn)業(yè)提供了極大的發(fā)展前景。
2016年,新能源汽車市場仍然是國家重點(diǎn)關(guān)注方向,在2月24日國務(wù)院常務(wù)會議上,也確定國家進(jìn)一步支持新能源汽車產(chǎn)業(yè)的措施,并要求相關(guān)城市政府部門及公共機(jī)構(gòu)購買新能源汽車占當(dāng)年配備新車總量的比例提高到50%,進(jìn)一步確保了新能源汽車市場未來保持高速發(fā)展,大部分機(jī)構(gòu)對新能源汽車市場在未來幾年的發(fā)展依舊保持樂觀態(tài)度。
2016年1月19日,工信部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,全國2015年新能源汽車的產(chǎn)量及銷量分別達(dá)到34萬輛和33萬輛,較上年同期分別增長334%和343%。鋰電池作為新能源汽車的核心,電池材料是決定電池安全、性能、壽命、成本的關(guān)鍵,新能源汽車的快速增長為碳酸鋰、氫氧化鋰等原料供應(yīng)商帶來難得的市場機(jī)遇。
有數(shù)據(jù)顯示,近年來,我國鋰電池行業(yè)保持年均30%左右的增長速度,在優(yōu)良投資環(huán)境和人工成本相對低廉的作用下,鋰電池產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)向我國轉(zhuǎn)移的趨勢愈加明顯。
目前全球鋰電池產(chǎn)業(yè)主要集中在中、日、韓三國,共占全球95%左右的市場份額,去年我國占比達(dá)到27%,并且呈現(xiàn)出進(jìn)一步上升趨勢。鋰電池生產(chǎn)所需的主要成分有鈷酸鋰、錳酸鋰、石墨、聚乙烯等,其中大部分屬于化工產(chǎn)品,而且多數(shù)產(chǎn)品在生產(chǎn)工藝上實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。但涉及鋰電池的核心部件,我國產(chǎn)品相比國外進(jìn)口產(chǎn)品還有一定差距。其中,正極材料是鋰電池的核心,占鋰電池成本的40%以上;我國鋰電池隔膜技術(shù)相對落后,目前幾乎處于全部進(jìn)口態(tài)勢,其在成本構(gòu)成上僅次于正極材料,占20%~30%,負(fù)極材料和電解液相對來說市場較為成熟,成本所占比例在10%~15%左右。
國內(nèi)豐富的鋰礦資源為鋰電池發(fā)展提供了有力條件,中國寶安、三菱等紛紛投資建立石墨負(fù)極生產(chǎn)基地。隨著我國鋰電正極材料企業(yè)近年來產(chǎn)品質(zhì)量的迅速提高和有色金屬價(jià)格的下跌,正極材料成本也隨之下降,日本、韓國鋰電企業(yè)開始逐步加大從我國采購鋰電正極材料的力度。
作為鋰電池離子傳輸?shù)妮d體,電解液的主要核心電解質(zhì)為六氟磷酸鋰,其中的鋰和氟都屬于稀缺資源,我國的鋰、氟資源在全球排名處于前列,但由于技術(shù)尚未與國外產(chǎn)品接軌,進(jìn)口依賴性較強(qiáng)。然而值得期待的是,隨著我國對新能源汽車相關(guān)項(xiàng)目的投入與政策引導(dǎo),國內(nèi)不少六氟磷酸鋰項(xiàng)目陸續(xù)上馬,多氟多、九九久、金凱化工等企業(yè)近年都有大幅的產(chǎn)能擴(kuò)張,對于生產(chǎn)電解液的企業(yè)來說可以緩解對于六氟磷酸鋰進(jìn)口的依賴。
新能源汽車發(fā)展帶動了動力電池產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展,產(chǎn)能在2014~2015年之間增長了很多倍。2015年電池產(chǎn)業(yè)投資大概1千億元,在建產(chǎn)能1800億瓦時(shí)。這么多電池,5、6年之后將進(jìn)入大規(guī)模淘汰期,回收產(chǎn)業(yè)將如何發(fā)展?
嚴(yán)格地說,動力電池并不止5、6年的壽命。而是5、6年后,動力電池的儲能將下降到80%左右,影響續(xù)航能力,這就到了該更換的時(shí)候了。而動力電池的全壽命期,可能長達(dá)20年以上。動力電池先后經(jīng)歷了鉛酸電池、鎳氫電池、鋰電池和燃料電池。鉛酸電池成本低、性能可靠、生產(chǎn)回收處理技術(shù)成熟,但受到比能量和循環(huán)次數(shù)等因素的影響,鉛酸電池主要應(yīng)用于低速短途車輛或輕度混合的電動汽車中。即便使用不太頻繁,鉛酸電池的壽命也就只有兩年左右。而且在生產(chǎn)和回收處理環(huán)節(jié)極易對環(huán)境造成污染,因此鉛酸電池已經(jīng)被排除動力電池的主流陣容。
自2006年以來,真正大行其道的能量密度最高的是鋰電池。就算回收只考慮鋰電池,電池種類也非常多,導(dǎo)致回收技術(shù)路線復(fù)雜。電池的回收過程必須先進(jìn)行預(yù)處理,包括放電、拆解、粉碎、分選。拆解之后的塑料和金屬殼體可以回收,但成本高昂,因?yàn)闅堄嚯妷喝匀桓哌_(dá)數(shù)百伏,有一定危險(xiǎn)性;電池殼體為了安全需要,封裝為不可拆卸形式,拆解過程頗費(fèi)功夫。就預(yù)處理環(huán)境而言,肯定是賠本買賣。另外,鋰電池的正極材料也是五花八門,主流的就有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、磷酸鐵鋰等。用酸堿溶液浸出,然后再經(jīng)過多種化工程序,對金屬氧化物進(jìn)行萃取。但這些氧化物的成分萃取條件不同,混合液更為棘手。事先按照正極材料對電池分類,成本也不低。
回收正極金屬,已經(jīng)是電池回收行當(dāng)中最有利可圖的一個(gè)環(huán)節(jié)。但是程序太過復(fù)雜,會算賬的企業(yè)都對之卻步,目前有色金屬和稀土產(chǎn)品價(jià)格都在低谷徘徊,用這些方法回收金屬相當(dāng)不劃算,更別說廢液處理,單廢液處理一項(xiàng),就足夠吃掉回收金屬的收益了。在目前技術(shù)條件下,沒有公司會主動投入回收產(chǎn)業(yè)。
據(jù)統(tǒng)計(jì),最遲到2020年,最早銷售的新能源車上的動力電池都到了要更換的時(shí)候。鑒于目前新能源車的銷售形勢,屆時(shí)需要處理的廢舊電池可能超過工信部目前預(yù)計(jì)的12萬~17萬噸,可能突破20萬噸。對于有效回收手段來說,垃圾只是放錯位置的資源。日前工信部和國家發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布的《電動汽車動力蓄電池回收利用技術(shù)政策》(以下簡稱“《政策》”)第一次明確了責(zé)任主體:誰產(chǎn)出誰負(fù)責(zé),誰污染誰治理?!墩摺穼U舊動力電池的收集、分類、儲存、運(yùn)輸、梯級利用、再生、監(jiān)督管理等環(huán)節(jié)都作出規(guī)定。電池和電動車生產(chǎn)只為明確一件事:責(zé)任主體和追責(zé)方式,即建立可追溯體系。對于電池生產(chǎn)企業(yè)而言,這些垃圾更像定時(shí)炸彈。電池和電動車生產(chǎn)廠家在幾年之內(nèi),就會看到潮水一樣的廢舊電池被源源不斷地運(yùn)回來,就像它們今天被賣出去一樣,不一樣的是,那時(shí)它們將成為燙手山芋。如果4年內(nèi)還沒有建立起“有利可圖”的回收產(chǎn)業(yè),廢電池就會像潮水一樣淹沒這些企業(yè)。
目前,除去技術(shù)條件的限制,回收利用企業(yè)準(zhǔn)入條件和管理體系的缺乏同樣制約著動力電池有效回收利用。很有必要借鑒國外相關(guān)經(jīng)驗(yàn)建立一套完善的廢舊動力電池回收利用體系。