加油站一句詼諧的廣告語經(jīng)常會引起人們的注意,“我們充分理解您的生命毫無價值,但是石油真的很貴”。石油,作為黑色黃金,自古以來,就是寶貴資源。
有趣的是,在地緣政治中,誰得到了石油,就得到了勝利。這是前美國國務(wù)卿基辛格最著名的語句。
近年來,新能源躋身成為能源家族中的重要成員。隨著新能源的發(fā)展,最大的石油企業(yè)夸張地預(yù)測,到了本世紀末,別指望買上石油汽車。是的,現(xiàn)在的趨勢是,在汽車行業(yè),新能源將逐漸取代傳統(tǒng)能源。盡管現(xiàn)在來看,新能源只是邁出了一小步。
彭博新能源財經(jīng)(BNEF)近日發(fā)布的長期預(yù)測報告顯示,由于新能源汽車帶來的巨大沖擊,內(nèi)燃機(汽油機和柴油機)汽車的銷量預(yù)計在2025年左右開始下降。到2040年,全球新能源汽車的銷量將達到6000萬輛,相當于全部輕型車(乘用車和皮卡)市場的55%。
BNEF數(shù)據(jù)顯示,目前中國已經(jīng)有超過30萬輛新能源公交車投入運營。據(jù)了解,深圳擬于7月31日前修訂《深圳市網(wǎng)絡(luò)預(yù)約出租汽車經(jīng)營服務(wù)管理暫行辦法》,禁止非純電動車輛新注冊為網(wǎng)絡(luò)預(yù)約出租車。同時,全市存量7500輛燃油巡游出租車將在今年12月31日前更換為純電動車,基本實現(xiàn)巡游出租車純電動化。年底以前,全市將新建出租車快速充電樁5200套以上。
新能源汽車的繁榮離不開政府的大力支持。
但是在新材料在線承辦的2018中國寧波新材料產(chǎn)融高峰論壇上,澳大利亞國家工程院劉科院士表示,“我們的判斷是兩三年內(nèi)國家都會停下去(對新能源汽車的補貼),全世界上千億企業(yè)都不是靠補貼出來的,必須要有自己的競爭力。”
據(jù)了解,2016年中國新能源汽車銷量50萬臺,在2017年增加到77萬輛,僅僅有27萬輛的增長,而在今年五月,國際股中鋰股卻翻四倍。“新能源汽車的材料成本不斷上升,技術(shù)卻沒有一個大躍步。”劉科院士說。
不同動力鋰電池元素含量
在新能源汽車中,動力電池占據(jù)了50%的位置。鈷、鎳,是動力電池的重要的材料。在動力電池結(jié)構(gòu)中,以普遍采用的523材料體系的三元電池為例,一噸電池內(nèi)含鈷27.4千克,含鎳68.5千克,含鋰14.4千克,直接經(jīng)濟價值達2.3萬元。
據(jù)了解,鈷金屬作為伴金屬,是在開采銅、鎳金屬礦產(chǎn)時的副產(chǎn)品。這幾種材料需要采取地下大量的稀有金屬,而非洲的產(chǎn)量占據(jù)全球市場的一半以上。
我國是最大的鈷消費國,80%左右的鈷用于電池生產(chǎn)。但是情況不樂觀的是,美國國家地質(zhì)局發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)顯示,2015年中國已探明鈷資源儲量為8 萬噸,占全球總儲量比例的1.12%,進口依賴度在90%以上。
全球探明鎳基礎(chǔ)儲量約8100萬噸,資源總量14800萬噸。我國鎳礦產(chǎn)量相對較少,但產(chǎn)量相對穩(wěn)定,2007-2016年產(chǎn)量維持在 6.84-10萬金屬噸之間,產(chǎn)量占比保持在3.8%-5.7% 之間,占全球同期鎳礦的比例保持在3.8%-5.7%之間。正如劉科院士所說,“材料才是核心”,隨著新能源汽車的供給上升,需要源源不斷的材料。
有專家估算:照目前的開采速度,鎳礦還可支持開采46年,銅礦31年,石油30年。其余大部分礦物資源也都在百年以內(nèi)開采完畢。
在這其中,再生資源的作用逐步凸現(xiàn)出來。由廢舊合金、電池等廢舊銅、鎳終端產(chǎn)品中電解回收的陽極泥中提煉的金屬鈷,占據(jù)了13%的比例。
變廢為寶是一個預(yù)防資源枯竭的好辦法。
“格林美通過開采城市礦山,每年回收鈷金屬5000噸,超過了中國鈷開采量?!备窳置老嚓P(guān)人士表示,隨著未來三元動力電池的擴產(chǎn),鈷金屬的來源將主要來自回收領(lǐng)域。
格林美的資源化循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈是“廢電池與鈷鎳鎢稀有金屬廢棄物-鈷鎳鎢粉體-動力電池材料”。據(jù)了解,公司每年通過回收循環(huán)再造的鈷金屬量占公司鈷產(chǎn)品原料的30%,其余約70%則通過海外進口獲得。
據(jù)了解,電動汽車動力電池的使用壽命通常為5-8年,從2017年起我國將迎來首批動力電池退役潮。到2020年,我國動力鋰電池的報廢量將達32.2GWh,約50萬噸;到2023年,報廢量將達101GWh,約120萬噸。
這門生意是一片藍海,不少大公司紛紛布局。
上市公司啟迪桑德已布局動力電池回收行業(yè),在桑頓新能源中控股28%。寧德時代也早有布局。2015年取得廣東邦普控制權(quán)(通過子公司寧德和盛持股69.02%)并將其納入合并范圍。目前,廣東邦普已成為全國領(lǐng)先的鋰電池材料三元前驅(qū)體的供應(yīng)商。2016年1月20日,格林美與邦普簽訂了《正極材料前驅(qū)體委托加工戰(zhàn)略合作協(xié)議》,合同期限為2 0 1 6年1 0月1日至2 0 2 1年9月3 0日,合同標的為鎳鈷錳氫氧化物(三元正極材料前驅(qū)體),標的涉及金額約為7億元人民幣/年。
稀有金屬遠在天邊,近在眼前。這家堅持“城市礦山就是新能源材料”的企業(yè)正在廢舊動力電池回收市場暗自發(fā)力。
2018年5月,格林美和寧德時代達成了戰(zhàn)略合作,這位動力電池行業(yè)的大佬寧德時代不久之前過會,并在6月11日深交所上市。同樣是今年5月,格林美還與北汽鵬龍簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議,雙方將對新能源汽車動力電池開展深度合作。
眾大佬紛紛布局,群雄逐鹿,其實動力電池的回收技術(shù)才最為關(guān)鍵。
業(yè)界人士普遍認為,電池回收涉及多方利益,也涉及到電池放電、破拆、分選、除雜等多個步驟,回收技術(shù)不成熟,回收成本高是最大的難題。
電池中的鎳、鈷、錳等重金屬,以及電解液、含氟有機物都是重污染物,而且廢舊的三元鋰電池仍舊有著300-1000V的電壓,如果操作不當會導致二次污染以及爆炸等安全事故。因此動力電池回收這門生意,有著極高的門檻。
據(jù)了解,三元鋰電池在回收理論上是有利可圖的,因其含有大量的鈷、鎳等金屬,但是碳酸鐵鋰電池回收成本依舊高昂。
不過,德國的研究結(jié)果表示,當廢舊鋰電池到達一定量時,進行資源化利用才具有一定的盈利空間。比如用濕法工藝處理三元系鋰電池的經(jīng)濟平衡點為年處理量4200噸,估計在德國要等到2020年;磷酸鐵鋰電池年處理量要6800噸,在德國要等到2026年。
來源:國金證券
使用火法冶煉法則需對爐渣進行處理,因此在環(huán)境影響方面顯示CO2排放和非可再生累積能力需求上是負面的。但是濕法冶煉方案顯示各種環(huán)境影響是正面的。以我國應(yīng)用最多的濕法冶金技術(shù)為例,除整體回收率偏低外,回收中產(chǎn)生的強酸、強堿、氨水等極易造成污染。
北汽新能源相關(guān)負責人對此同有感觸?!皣鴥?nèi)還未建立成熟的動力電池回收體系,一些企業(yè)雖有涉及,投入?yún)s超出電池價值,缺乏盈利點,經(jīng)濟性欠佳。”
“再利用分為預(yù)處理過程,分離過程和產(chǎn)品制備過程三個板塊。預(yù)處理主要是將鋰離子電池進行提活,通過低溫或者隔絕的方式,讓電池破碎或失去本身的化學活性,分解過程就是通過物理或化學方法,后續(xù)就是產(chǎn)品制備?!敝袊姵芈?lián)盟楊清雨表示,用化學的方式對最終的產(chǎn)物進行提純,這種方式提純的效果相對比較好,但是工藝流程比較長,整體的成本也會偏高一些。
新能源汽車退役后的動力電池仍具有80%的能量,寶馬公司利用峰谷電機制,將剩余電量用于儲能。這就是業(yè)內(nèi)所說的梯次利用。
在梯次利用中,最關(guān)鍵的難點在于溯源技術(shù)。據(jù)了解,退役電池的類型、規(guī)格、工藝等各不相同,且串并聯(lián)成組形式、應(yīng)用車型、使用時間及工況都存在多樣性,造成拆解復(fù)雜。
近日,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》(以下簡稱《暫行規(guī)定》),提出將對規(guī)定實施之日起新獲得《道路機動車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》的新能源汽車產(chǎn)品和新取得強制性產(chǎn)品認證的新能源汽車產(chǎn)品(含進口新能源汽車)實施溯源管理。
《暫行規(guī)定》將于今年8月1日起實施。《暫行規(guī)定》指出,我國將建立“新能源汽車國家監(jiān)測與動力蓄電池回收利用溯源綜合管理平臺”。此平臺將對動力蓄電池生產(chǎn)、銷售、使用、報廢、回收、利用等全過程進行信息采集,對各環(huán)節(jié)主體履行回收利用責任情況實施監(jiān)測。
在未來建立一個電池的全生命跟蹤生態(tài),從而使廢舊電池的梯次利用和稀有金屬的提煉更具有實施可能性。
來源:新材料在線