周航 馬玉驍
摘要:新能源汽車產業(yè)的飛速發(fā)展帶來了動力電池的回收利用問題。該問題不僅關系產業(yè)自身發(fā)展,也是推進綠色發(fā)展必須關注的重要內容。通過研究,論文分析了我國汽車動力電池回收利用政策及標準現狀,梳理了企業(yè)在電池回收方面開展的工作,在參考發(fā)達國家汽車動力電池回收經驗的基礎上,提出了具體的措施建議。
關鍵詞:汽車用動力電池 回收 政策 標準
Abstract: The rapid development of the new energy vehicle industry has brought about the difficulties of power batteries recycling. It is not only related to the development of the new energy vehicle industry,but also an important content that must be paid attention to in promoting green development. Based on extensive investigation and research,this paper analyzes the current situation of policies and standards for the recycling and utilization of vehicle power batteries in China,and sorts out the work of enterprises in the recycling of batteries,and puts forward specific measures and suggestions on the basis of referring to the recycling experience of vehicle power batteries in developed countries.
Key words: ?vehicle power battery,recycling,policy,standards
1 引言
隨著新能源汽車產業(yè)快速發(fā)展,我國已成為世界第一大新能源汽車產銷國。2018年我國動力電池累計產量達70.6GW·h。從動力電池裝車量的數據來看,全年我國動力電池裝車量共計56.9GW·h。據化學與物理電源行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,2020年我國將有約20GW·h的動力電池退役,動力電池累計報廢量將達12萬~17萬t,廢舊動力電池回收市場規(guī)模預計將在2022年達250億元。除回收規(guī)模巨大,汽車動力電池還具有體積較大、能量密度較高、回收處理過程危險、重金屬及電解液造成污染等特點,其回收再利用工作對材料、技術、工藝、回收網絡等方面需求高、投入大,因此行業(yè)面臨回收困難的問題。
針對以上情況,國家有關部門已陸續(xù)啟動動力電池回收制度、標準制定及相關示范試點工作,企業(yè)積極開展動力電池回收布局。本文整理了目前已開展的工作,針對動力電池回收利用面臨的挑戰(zhàn),結合日本、歐盟和美國在電池回收方面的經驗,提出促進我國汽車動力電池回收利用的措施建議。
2 動力電池回收政策及標準現狀
2.1 政策情況
2012年,國務院印發(fā)《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012—2020年)》,強調要制定電池回收利用管理辦法,建立動力電池梯級利用和回收管理體系。近年來,國務院、工信部等部門先后出臺《生產者責任延伸制度推行方案》《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》《新能源汽車動力蓄電池回收利用溯源管理暫行規(guī)定》等政策,明確汽車生產企業(yè)承擔動力蓄電池回收的主體責任,相關企業(yè)在動力蓄電池回收利用各環(huán)節(jié)履行相應責任,要求生產企業(yè)開展生態(tài)設計、使用再生原料、規(guī)范回收利用和加強信息公開。此外,電動汽車及動力電池生產企業(yè)應負責建立廢舊電池回收網絡,利用售后服務網絡回收廢舊電池,統(tǒng)計并發(fā)布回收信息,確保廢舊電池規(guī)范回收利用和安全處置。2018年3月,工信部、科技部等部門制定出臺《新能源汽車動力蓄電池回收利用試點實施方案》,在京津冀、長三角、珠三角、中部區(qū)域,選擇新能源汽車保有量大、動力蓄電池回收利用基礎好、區(qū)域帶動性強、有積極性的地區(qū)開展動力蓄電池回收利用試點,重點推進回收利用體系建設、多樣化商業(yè)模式探索、先進技術創(chuàng)新應用、激勵機制建設等方面工作。
2.2 標準制定
為優(yōu)化配套環(huán)境建設,汽車用動力電池回收標準相繼出臺。2017年發(fā)布首項動力電池回收國家標準GB/T 33598—2017《車用動力電池回收利用 拆解規(guī)范》,隨后制定了GB/T 34013—2017《電動汽車用動力蓄電池產品規(guī)格尺寸》、GB/T 34015—2017《車用動力電池回收利用 余能檢測》、GB/T 34014—2017《汽車動力蓄電池 編碼規(guī)則》(見表1),填補電池回收利用標準的空白。隨著國家層面政策相繼出臺,梯次利用、資源回收等方面的標準已列入日程,國內動力電池回收標準體系建設進一步完善。
3 企業(yè)動力電池回收進展
從企業(yè)層面來看,多家鋰電池制造和綜合利用企業(yè)積極探索多種模式,在動力電池回收利用市場持續(xù)發(fā)力,見表2。一是整合產業(yè)鏈,通過兼并購布局回收業(yè)務。電池生產企業(yè)涉足回收領域,提取電極和集流體材料,通過并購、股權投資等方式建立再利用渠道,如寧德時代子公司寧德和盛持股69.02%,取得回收電極材料精煉鎳、鈷、錳為主業(yè)的廣東邦普的控制權,南都電源以19.6億元收購華鉑科技49%股權。二是自建回收網點,提高電池回收率。部分企業(yè)依托電池銷售網絡渠道,對動力電池進行溯源管理和追蹤。如格林美集團建立“城市礦山”廢舊電池回收體系,與產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)共建回收網點,建立新能源運營平臺,完善回收網絡。三是儲能、電池企業(yè)與車企建立合作,初探回收商業(yè)模式。目前,中國鐵塔公司已在福建、廣東、上海、浙江等9個省市建設了57個電池回收試驗站點,2018年與重慶長安、比亞迪、國軒高科、桑頓新能源等16家車企和電池企業(yè)簽訂回收利用戰(zhàn)略合作伙伴協(xié)議,有效推動產業(yè)鏈上下游一體化合作。
4 動力電池回收利用面臨的挑戰(zhàn)
4.1 廢舊汽車動力電池儲存
按照國家標準動力電池儲存場地需達到丙二級消防等級要求,廢舊動力電池儲存需做好防雨隔水、封閉防爆、自動噴淋等措施。目前已公布的各省市回收服務網點多數為車企的銷售網點,如4S店或其他經銷店,對于廢電池儲存空間有限,建設條件未達要求,帶來安全隱患。此外,據電池回收企業(yè)反饋,各省市對退役電池儲存歸為危險化學品還是一般化學品的要求尚未統(tǒng)一,企業(yè)在運輸、儲存及處理退役動力電池方面面臨一定的困難。
4.2 回收利用體系建設
責任劃分需進一步明確。已有政策規(guī)定,汽車生產企業(yè)作為動力電池回收的主體,也可以與有關企業(yè)合作共建回收體系。但在實際操作過程中,申報國家溯源管理平臺時,汽車企業(yè)依賴動力電池企業(yè)提供的數據,可能會將具體責任轉移給電池企業(yè),電池企業(yè)建立完善的回收網絡,依賴第三方專業(yè)回收渠道,從而出現責任多次轉移,歸屬不明確。據多個省市工業(yè)和信息化主管部門反映,實現電池回收各環(huán)節(jié)有效監(jiān)管存在難度,且目前多數新能源車主機廠對整車和電池質保措施只限于質保期內,對售后服務體系外的電池回收缺乏相應措施。
4.3 電池回收具體操作
動力電池從回收、運輸、儲存、拆解到再利用各環(huán)節(jié),均涉及安全、環(huán)保、信息可追溯的問題,2017年發(fā)布的針對電池拆解的國家標準并非強制性,一些企業(yè)回收利用設備不規(guī)范或未參照標準執(zhí)行,導致回收技術參差不齊,回收利用前端效率低下。動力電池梯次利用標準仍在制定中,不同企業(yè)的產品結構和監(jiān)測標準差別大,仍缺乏統(tǒng)一的、清晰的、可操作的電池回收流程指導手冊或操作標準,以確保動力電池梯次利用或再生利用的高效、可持續(xù)運營。
梯次利用方面,汽車用動力電池模組設計缺乏標準化,梯次利用難度大、成本高。單體電池型號種類多,且同款電芯使用后容量、內阻、充放電性能也存在較大差異,再次成組電池一致性難以保證,且對電池包內電芯逐個測試技術難度大、費用高,為節(jié)省成本,目前梯次利用多數是退役汽車動力電池直接用于儲能用途,分選測試再成組仍停留在試點研究階段。早期投入市場的電池使用壽命短、性能穩(wěn)定性差,業(yè)內人士建議2014年前生產的電池不再進行梯次利用,2014年后制造的電池整體品質尚具備梯次利用價值。
再生利用方面,循環(huán)回收技術能否達到電極材料制造商對原材料純度和性能的要求有待考證,且特別是對于磷酸鐵鋰電池生產企業(yè),電池回收資源再利用的成本高于直接生產或購買電極材料的成本。有測算顯示,用濕法工藝回收1t廢舊磷酸鐵鋰電池,成本約8500元,其中貴金屬再生材料最多賣8100元左右,每噸仍虧損400元,企業(yè)缺乏盈利空間,市場積極性不高。此外,由于資源再生利用需要大量設備投入,融資成本較高,也制約了動力電池回收企業(yè)的技術突破與發(fā)展壯大。
5 發(fā)達國家在汽車動力電池回收方面的經驗
當前,發(fā)達國家在動力電池溯源、回收再利用方面積累了豐富經驗。通過政府、企業(yè)和非營利組織開展合作,建立了行之有效的汽車動力電池溯源回收體系,提高動力電池回收率。具體措施包括制定法律及強制性規(guī)定、建立消費者押金制度或資金補貼機制、強化科普及公眾參與等。通過借鑒國外相關經驗,有助于完善國內動力電池回收規(guī)劃布局。
5.1 日本:政府補助提高市場積極性,電池制造商建立“逆向回流”渠道
日本政府設立法律規(guī)定電池生產商負責鋰電池回收,要求產品設計有利于回收,同時給予電池生產企業(yè)一定補助,提高企業(yè)參與電池回收的積極性。日本電池制造商主導回收體系建設,借助下游產品的銷售渠道搭建“逆向物流”體系,利用零售商、汽車經銷商或加油站的分銷服務網絡向消費者回收廢舊電池,建立了電池“生產—銷售—回收—再生處理”體系。此外,日產、本田等大型汽車制造商與化工企業(yè)合作,利用其技術、資金、市場優(yōu)勢,共同開發(fā)電池回收和梯次利用技術。
5.2 德國:立法規(guī)定回收各環(huán)節(jié)的責任義務,大企業(yè)發(fā)揮重要作用
與日本類似,歐洲主要國家強制性規(guī)定電池生產商建立汽車廢舊電池回收體系,并對電池產業(yè)鏈上的生產商、進口商、銷售商和消費者提出了明確的法定義務,如電池生產商必須在政府登記并承擔主要回收責任,銷售商要配合電池生產商的電池回收工作,終端消費者需將廢舊電池交回指定的回收網絡。德國立法規(guī)定,電池生產和進口商必須向消費者介紹免費回收電池的地點,最終用戶有義務將廢舊電池交付給指定回收機構。此外,在回收體系的實際構建中,大型企業(yè)如汽車制造商也發(fā)揮了帶頭作用。2015年,戴姆勒公司聯合多家公司成立合資公司,建立全世界最大的退役動力電池儲能電站,退役電池有效梯級利用率達 90%以上,預計形成13MW·h的電網服務儲能設施,同時設計電池梯次利用及資源再生的完整產業(yè)鏈,當廢舊動力電池再次從儲能電站中退役,其回收再造由另一家與戴姆勒合作的回收公司承擔,顯著提高回收效率。
5.3 美國:多級立法強化回收執(zhí)行,電池協(xié)會創(chuàng)設回收押金、資金制度協(xié)調利益分配
美國廢電池回收主要以市場調節(jié)為主。立法方面,廢舊電池回收法律涵蓋三個政府層面:(1)聯邦層面,《資源保護和再生法》《清潔空氣法》等法規(guī)規(guī)范全國電池生產企業(yè)和廢舊電池資源回收企業(yè)行為。(2)州級層面,如紐約州、加利福尼亞州強制要求可充電電池零售商應無償回收廢舊電池。(3)地方層面,多數市政府制定法規(guī)減輕廢舊電池對環(huán)境資源的危害。此外,美國國際電池協(xié)會等非營利組織致力于降低全國廢舊可充電電池回收壁壘,并引導公眾配合。美國國際電池協(xié)會發(fā)布的《電池產品管理辦法》中,對電池回收各方的利益分配、運用經濟手段促進鋰電池回收等方面作出規(guī)定:
(1)創(chuàng)設回收押金制度,即消費者購買電池或含電池產品時按比例繳納一定押金,電池報廢后上交至回收機構并取回押金,確保電池回收率;(2)規(guī)定電池生產商和消費者各出資部分費用,作為產品報廢回收資金,對電池回收企業(yè)予以經濟補貼,同時將回收企業(yè)提純的原材料按協(xié)議價格賣給電池生產企業(yè),確保回收利用企業(yè)盈利。
6 促進國內汽車動力電池回收利用的措施建議
6.1 重視廢舊動力電池儲存運輸,健全電池回收網絡建設
通過電池溯源管理督促汽車廠商加強廢舊動力電池儲存管理,完善儲存環(huán)境,支持綜合回收企業(yè)與車廠、電池廠及其他運營單位共建專業(yè)的回收服務網點。建議在現有新能源汽車國家監(jiān)測與動力蓄電池回收溯源管理基礎上,督促企業(yè)落實生產者責任延伸制度與動力電池溯源制度,確保廢舊動力電池進入到梯次利用企業(yè)與資源回收企業(yè),加強協(xié)調合作機制建設,有效整合資源,真正打通電池制造端到回收端的渠道。鼓勵回收網絡中處于主導地位的企業(yè)整合上下游產業(yè)渠道、擴大回收能力、形成回收規(guī)模效應。
6.2 統(tǒng)一電池模組設計標準,提升梯次利用效率
提高汽車動力電池質量水平,推行動力電池模組設計標準化,將梯次利用環(huán)節(jié)融入到動力電池設計與制造過程中,降低梯次利用的難度與成本。督促電池生產企業(yè)落實生產者責任延伸制度與動力電池溯源制度,實現對動力電池全生命周期的管理。大力發(fā)展動力電池梯次利用的關鍵技術,加快制定梯次利用相關標準,降低電池梯次利用的安全風險。
6.3 加快制定回收操作手冊,支持回收核心工藝研究
加快制定汽車動力電池拆卸、分類、包裝、運輸、存儲等環(huán)節(jié)的指導性操作手冊或標準,強化電池回收環(huán)保安全監(jiān)督。統(tǒng)籌利用工業(yè)轉型升級工程等項目資金支持電池回收核心工藝研究,加快推進動力電池退役判定檢測技術、梯次利用電池剩余價值評估技術、電芯自動化拆解和材料分選等關鍵性技術研發(fā)攻關。鼓勵回收企業(yè)引進國外先進回收工藝及設備,推動回收關鍵設備標準化、規(guī)模化應用,提升設備自動化水平。
6.4 考慮制定精細化補貼政策,提高企業(yè)回收電池積極性
磷酸鐵鋰電池資源利用成本高,可利用元素較少,三元電池有一定回收價值,考慮制定針對磷酸鐵鋰電池回收的專項財稅支持政策,對積極參與回收網絡建設的企業(yè)給予稅收激勵,對低殘值回收利用企業(yè)考慮予以補貼。完善廢舊動力電池評估和定價機制,設立獎勵基金,對示范效果好的動力電池回收試點進行獎勵,增強企業(yè)參與電池回收的積極性和熱情。
6.5 豐富回收商業(yè)模式,嘗試創(chuàng)建押金制度試點
建議選取新能源汽車及電池回收試點城市,出臺有關措施推廣動力電池“以舊換新”模式,鼓勵消費者在安裝新動力電池時交回廢舊電池以抵扣新電池的部分價格。報廢汽車拆解企業(yè)在回收電動汽車時,將廢舊動力電池銷售給電池生產商或資源再生利用企業(yè)進行回收利用,考慮給予消費者一定現金補償。在試點城市推行動力電池押金制度,在消費者購買電動汽車時向消費者收取一定費用,在交回廢舊動力電池時退還給消費者此部分費用,鼓勵電池個人用戶積極參與電池回收。