動力電池回收
作為新能源汽車成本占比最大的零部件,動力電池的發(fā)展是新能源汽車產(chǎn)業(yè)應(yīng)用過程中極其重要的一環(huán)。動力電池如何實現(xiàn)低碳要求?回收利用情況如何?技術(shù)創(chuàng)新到了什么地步?這些問題一直牽動著業(yè)界的神經(jīng)。
動力電池加快低碳發(fā)展
無論是產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展需求,還是國際上各經(jīng)濟體提出的發(fā)展目標,動力電池產(chǎn)業(yè)都有較大的發(fā)展空間。
國際能源署能源科技與交通分析負責(zé)人Elizabeth CONNELLY指出,2016年,能源部門占全球電池需求的一半左右;到2023年,電池市場已經(jīng)增長了10倍,而能源部門占比超過90%。從2010年起,電池成本下降了90%,為電動汽車和電力部門的電池儲能創(chuàng)造了新的機遇。
多位業(yè)內(nèi)人士認為,在主要電動汽車市場中,如果已宣布的電池產(chǎn)能能夠完全建成,將能夠滿足各國政府氣候雄心下國內(nèi)的生產(chǎn)需求。要實現(xiàn)COP28(《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第二十八次締約方大會)提出的2030年可再生能源目標,即2030年全球可再生能源裝機容量至少達到1.1萬GW,儲能容量需要增加6倍至1500GW以上,其中電池占增長量的90%,抽水蓄能、壓縮空氣和熱能儲能可作為補充。
如何保證實現(xiàn)低碳化,成了當前眾多國際組織的硬性要求。中國汽車技術(shù)研究中心有限公司首席專家孫鋅表示,歐盟《新電池法》當中對于碳足跡的要求,無論是對于電動汽車企業(yè),還是對于電池企業(yè),都是一個挑戰(zhàn),包括碳足跡如何核算、碳足跡相關(guān)數(shù)據(jù)如何獲取、核算結(jié)果能不能被認可。
中國環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境管理研究中心主任謝明輝進行了電動汽車碳足跡及動力電池碳足跡的研究,結(jié)果表明EV(電動汽車)和ICEV(燃油汽車)的碳排放為25022kg(166.8g/km)和39497kg(263.3g/km);EV的原料獲取、運行使用階段占比44%、52%,動力系統(tǒng)在生產(chǎn)階段排放的碳排放占比72%,而ICEV運行使用階段占比86%。采用定向循環(huán)工藝和循環(huán)再生工藝回收1kg動力電池可減少碳足跡2.76kg和3.75kg;與原生產(chǎn)品相比定向循環(huán)工藝和循環(huán)再生工藝分別可減少7%和10%的碳足跡。
破局動力電池回收難題
隨著新能源汽車逐漸普及,首批動力電池即將迎來回收高峰,如何回收再利用,成了擺在整個行業(yè)面前的“大問題”。
·Elizabeth CONNELLY表示,從現(xiàn)在到2030年,循環(huán)電池材料依然比較有限,在未來10年內(nèi)應(yīng)進一步擴大電池材料的回收力度,這需要動力電池回收企業(yè)和電池生產(chǎn)企業(yè)開展更多合作。在考慮電動汽車全球化的背景下,需要在全球更多地方布置回收網(wǎng)點,如電動汽車出口到了非洲,也需要在這些地方加速充電設(shè)施建設(shè)和回收網(wǎng)點布置,可以更好地促進電池回收。
·巴斯夫(中國)有限公司電池材料銷售經(jīng)理王濤指出,與未來可能的其他替代方案相比,回收將有助于降低約22%的碳排放,通過回收每輛汽車可實現(xiàn)約500kg的碳減排。巴斯夫電池材料及回收研發(fā)團隊圍繞產(chǎn)品研究、產(chǎn)品開發(fā)、工藝技術(shù)、下一代電池體系、回收、數(shù)字化等開展了大量工作,技術(shù)路線包括高電壓、高鎳、鈉電池、固態(tài)電池等材料,目標是為電動車市場提供高比能、低成本和可持續(xù)發(fā)展的電池材料。
·寧德時代董事長曾毓群表示,公司提出了“零碳新基建”的解決方案,公司具備27萬噸廢舊電池處理能力,未來將達到100萬噸的廢舊電池回收產(chǎn)能。
曾毓群解釋到,“零碳新基建是通過科技創(chuàng)新、新型商業(yè)模式,推動基礎(chǔ)設(shè)施的升級,構(gòu)建一個高效、智能、零碳的基礎(chǔ)設(shè)施體系”。按照曾毓群的觀點,除了交通電動化,港口、碼頭、工廠園區(qū)、城市都需要通過零碳解決方案實現(xiàn)再造。
“電池必須實現(xiàn)可循環(huán),否則將帶來新的環(huán)境問題,可持續(xù)發(fā)展也就無從談起。”為了做到可持續(xù),曾毓群介紹,寧德時代構(gòu)建了電池全生命周期管理體系,涵蓋上游供應(yīng)鏈、電池設(shè)計、生產(chǎn)、使用、回收和再制造等各個環(huán)節(jié),致力于最大化循環(huán)利用。據(jù)他透露的數(shù)據(jù),去年寧德時代回收了10萬噸廢舊電池,重新生產(chǎn)1.3萬噸碳酸鋰,鋰回收率達到91%,鎳鈷錳回收率達到99.6%。
曾毓群稱,預(yù)計到2042年,全球生產(chǎn)的電池將一半用回收鋰,一半用礦產(chǎn),就能滿足社會需求。未來或?qū)⒉辉匍_采新礦產(chǎn)資源,全部依靠回收資源進行制造,全面實現(xiàn)資源循環(huán),打造“零碳”新合作。
此外,曾毓群透露,寧德時代正在聯(lián)合全球電池聯(lián)盟共同開展電池護照試點項目,并于去年1月發(fā)布了首批電池護照。不久之后,新的電池護照標準將會發(fā)布。
·中國生態(tài)環(huán)境部固體廢物與化學(xué)品管理中心總工程師韋洪蓮指出,退役動力電池同時具有資源屬性和環(huán)境屬性,完善且綠色高效的廢舊動力電池回收與再利用系統(tǒng)是推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié),對中國“雙碳”目標的實現(xiàn)具有重要支撐作用。
·“電池從生產(chǎn)到退役再到梯次利用以及電池資源的回收再循環(huán),已經(jīng)形成了系統(tǒng)體系,我們對電池的退役有了充分的準備。”中國科協(xié)主席、世界新能源汽車大會主席萬鋼說。