生产厂商、回收企业、实验室,记者一路追踪探访——动力电池的循环利用之旅(一线调研)
发表时间:2024-04-19 浏览次数:557

来源:人民日报

链接:https://wap.peopleapp.com/article/7398712/7230832

日期:2024-04-16


数据来源:工业和信息化部


  “电池‘没劲儿’了。”湖北武汉一家出行服务平台的车队负责人梁永不时会听到司机这样抱怨。

  车队这批新能源汽车只开了五六年,怎么会“没劲儿”?梁永解释,网约车使用强度大,电池容量衰减快。

  截至2023年,我国新能源汽车产销量已连续9年保持全球第一。同时,我国已成为动力电池产业领跑者,市场规模连续8年全球领先,建成了产业链最全、规模最大的动力电池产业体系。庞大基数下,废旧动力电池该如何处理?

  不久前,国务院印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》,要求实施回收循环利用行动,完善废旧产品设备回收网络。在湖北武汉、荆门,记者追踪一批动力电池,调查其循环利用的过程。

  回收——

  新产业催生新增长点,回收渠道加速布局

  了解到梁永所在车队的情况,汽车公司售后服务人员联系上最新欧洲杯买球网站的动力电池回收员。

  第二天,回收员上门,用绝缘膜把拆下的动力电池层层包裹起来,做好标记,装车运往格林美武汉园区。

  记者随货车来到园区,只见搬运叉车稳稳行驶,将电池送入车间,在自动化设备中完成电池容量快速检测。“容量较高的,会留在武汉再利用;衰减严重的,将被送往荆门园区处理。”格林美绿色产业(武汉)创新研究院副院长别传玉介绍。

  格林美公司回收处理的动力电池,约占全国退役动力电池总量的1/10。这家企业曾以回收报废汽车作为主营业务之一,在全国有多个服务网点,与不少车企建立了稳定合作渠道,进入废旧动力电池回收领域,可谓顺势而为。近两年,随着第一批新能源汽车的动力电池陆续到达回收年限,该企业率先“吃”到红利。

  进入新领域,形成增长点,并非易事。“回收渠道稳定与否,影响回收企业的成本,决定企业后续再利用环节的业务规模,这是第三方回收处理机构最关心的问题之一。”中国汽车动力电池产业创新联盟回收利用分会理事长张宇平介绍。

  实际上,可供回收的不仅包括退役动力电池,还有电池生产过程中未被加工成电芯的废料。记者调研发现,目前,废料回收市场规模同样不小。

  在距离格林美荆门园区不远的湖北亿纬动力有限公司电池厂,一批批全新的锂电池产品正有序下线。

  惠州亿纬锂能股份有限公司,锂电池制造头部企业之一。亿纬动力电池厂正是由该企业投资建设,如今已发展为华中地区规模最大的动力和储能电池生产基地。在龙头企业带动下,近百家企业集聚形成动力电池产业链上下游。

  格林美荆门园区动力电池回收处理中心负责人黄冬波说,公司与亿纬锂能签订战略合作协议,定向回收亿纬动力的废料,将其处理成原材料后再返还给电池厂。这种回收模式被称作“废料换原料”。

  目前,格林美与国内外750多家整车厂和电池厂等产业链企业建立了定向回收合作关系,布局了包括武汉园区、荆门园区在内的5个大型废旧动力电池处理中心和100多个回收服务网点。

  格林美的网点,构成一张巨大网络的一部分——据工业和信息化部数据,我国已建成动力电池回收服务网点1万多个。去年,新能源汽车废旧动力电池综合利用量22.5万吨。

  利用——

  梯次利用、再生利用“两条腿”走路

  回收只是第一步。退役动力电池的循环利用之路才刚刚开始。

  在格林美武汉园区的动力电池梯次利用工厂,检测容量较高的电池被送上工作台。机械手臂挥舞摆动,将电池包拆解为模组、电芯,再由自动搬运小车运送至加工生产线。工作人员说,这批电芯将被重新组合,制作成家用储能柜。

  “什么是梯次利用?”记者询问。工厂的工作人员解释,如同生活当中常见的场景——电动玩具上用不了的电池,放在遥控器里继续用——部分退役动力电池虽不能满足汽车动力的要求,但经过拆解、重组后,可应用于低速电动车、通信基站、储能柜和太阳能路灯等。

  而电量严重衰减的电池,也将继续发挥价值。格林美荆门园区动力电池再生利用工厂里,这些电池经过放电、破碎、分选、浸出、溶剂萃取等步骤,提取出金属锂,制备成生产动力电池的重要原材料——白色的碳酸锂粉末。

  再生利用,就是通过提取电池废料或退役电池中的锂、钴、镍等金属材料,重新用于电池生产。在商业模式上,再生利用更为成熟。以金属锂为例,提取回收率每增加1个百分点,每吨废旧动力电池的再生价值可直接提高数千元。

  从延长退役动力电池使用寿命的角度看,梯次利用发挥的价值更高。在格林美武汉园区停车场附近,记者看到几个工商业一体式储能柜。“一组储能柜约由几十个循环利用的动力电池包组成,一般可连续使用8至10年。”别传玉说。

  梯次利用的商业化并不容易。业内人士告诉记者,受不同驾驶习惯和充电方式的影响,动力电池退役后,电池包内每个电芯的剩余容量不一致,加之梯次利用应用场景较为分散,无形中增加了产品的开发设计、使用和维护成本。

  此外,无损自动化拆解电池是一大难题。目前市场上有5000多种动力电池包,外形有方形、圆柱形、软包等,内部结构和生产标准也各不相同,为柔性精细拆解带来挑战。

  这个难题对电池生产商而言,相对更好解决。“我们最了解自家电池,拆解起来轻车熟路。”亿纬锂能项目经理杨启钊说,亿纬锂能正在荆门建设退役动力电池梯次利用工厂,预计2027年建成投产,将实现关键工序流程智能化。

 研发——

  补短板解难点,产学研合作潜力足

  围绕梯次和再生两种循环利用路线,全行业正加速技术攻关。

  走进位于武汉的东风鸿泰循环经济产业园生产车间,搭载梯次利用电池的电动叉车来回穿梭。“我们研发的这款梯次利用电池比传统铅酸电池重量轻、动力强、续航长,一次充电可使用8小时。”工作人员说。

  根据我国的生产者责任延伸制度,车企应承担退役动力电池回收的主体责任。除与第三方回收处理机构合作外,一些车企开始布局自有电池回收产业。

  “我们研发了电池溯源管理系统,每块电芯来自东风生产的哪台车、装入哪块梯次利用电池,都能查到。”东风汽车旗下子公司东风鸿泰相关负责人介绍,与第三方回收处理机构相比,车企对电池状态等信息的掌握更精准,“随着大规模动力电池退役,来源增加后,梯次利用产品的开发和使用成本有望大幅降低。”

  记者了解到,再生利用目前仍是多数企业的业务重点。然而,再生利用回收金属时,能耗较高,还易产生废气和危险废弃物。

  环保成为回收企业布局生产线的主要考虑因素。例如,荆门是湖北唯一的国家级循环经济示范城市,格林美荆门园区就位于当地的循环产业园。

  在技术工艺方面,如何降低污染风险?在武汉瑞科美新能源有限责任公司生产线上,记者看到,附着在电芯极片上的磷酸铁锂粉末被机器震荡剥离下来。“我们研发出动力电池全流程物理法回收技术,不使用水、酸碱溶液或其他溶剂,几乎不产生废液和废气。”公司董事长曹元成介绍。

  在提升资源整体回收率方面,再生利用还有进步空间。“市面上电池正极材料,比如镍、钴金属的回收率可以超过95%,但以石墨为代表的部分负极材料,还没有充分实现高价值再利用。”湖北金泉新材料有限公司产品线总经理欧阳红勇说,为此,公司成立新材料研究所,与地方高校联合进行科研攻关。

  几个月前,校企共建的退役动力电池高值化利用湖北省重点实验室成立。“实验室将与企业开展产学研合作,以动力电池的回收以及梯次、再生技术的高值化应用为主题进行突破性研究。”实验室副主任、武汉科技大学教授张一敏说。

  趋势——

  扶持引导力度加大,提升行业规范化程度

  记者在某企业信息查询平台搜索发现,近1年内注册成立的动力电池回收利用相关企业达4.1万余家,其中小微企业占据相当比例。

  不过,据工业和信息化部已发布的信息,符合废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件的企业仅5批100多家。

  张宇平介绍,一些资质不全的小作坊企业擅自回收拆解旧电池,并进行粗加工牟利,这些“三无”产品存在较大的安全隐患,且面临中间环节多、溯源管理难等问题。

  去年底,工业和信息化部起草的《新能源汽车动力电池综合利用管理办法(征求意见稿)》公布,明确了各类经营主体在动力电池综合利用过程中应承担的责任。地方政府则拿出真金白银的“政策包”,鼓励合规企业更新技术、壮大产能。

  “要让符合规范的企业有更多资金投入研发攻关和购置环保设备,而不是和小作坊打价格战。”荆门市经信局副局长彭勇说。

  企业在荆门当地新增相关高新技术发明专利并落地实施的,给予一次性奖励50万元;每回收利用1吨废旧动力电池,给予补贴50元;新建规模较大的项目自开工之日起2年内建成投产的,按照生产性设备购置发票金额的8%予以补助……去年11月,荆门发布支持废旧动力电池综合利用的地方措施,从试点示范创建、技术创新、项目建设、金融财税等多方面扶持产业发展。

  政策引导正在起效。在美华新材料(湖北)有限公司工厂,两条管道空中飞架,与隔壁的格林美荆门园区实现直接连通。项目负责人介绍,工厂计划年回收利用废旧动力电池7万吨,提取出电池原材料,再输送回格林美园区,用来制造电池级高纯晶体材料,实现电池回收和生产流程的全闭环。

  “我们将引进动力电池综合利用企业,构建‘电池回收—梯次利用—原料再生—电池再造—新能源汽车再装配’的动力电池全周期产业链,推动锂电池产业成为荆门首个2000亿元级产业。”彭勇说,相关企业全部达产后,荆门的动力电池回收利用产能将达23.8万吨/年。

  有研究机构预测,到2025年,我国的动力电池退役量将达82万吨。《“十四五”工业绿色发展规划》提出,到2025年,建成较为完善的动力电池回收利用体系。数量更为庞大的动力电池,将走上循环利用之旅。

  本期统筹:吕 莉

版式设计:张芳曼

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