進(jìn)一步提升技術(shù)、管理水平促進(jìn)電池回收產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展

姜 揮 胡 軍 陳夢(mèng)琴 劉如意

1.上海卡魯自動(dòng)化科技有限公司

2.上海久事公共交通集團(tuán)有限公司

3.同濟(jì)大學(xué)

0 前言

公安部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，截至2022年6月底，全國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)保有量達(dá)4.06億輛，其中新能源汽車(chē)數(shù)量已達(dá)1001萬(wàn)輛，占汽車(chē)總量的3.23%。其中，純電動(dòng)汽車(chē)保有量為810.4 萬(wàn)輛，占新能源汽車(chē)總量的80.93%。另?yè)?jù)最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2022年上半年新注冊(cè)登記新能源汽車(chē)220.9 萬(wàn)輛，與去年上半年新注冊(cè)登記量相比增加110.6 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)100.26%，創(chuàng)歷史新高。

在全球范圍內(nèi)減碳的大背景下，汽車(chē)行業(yè)設(shè)定的目標(biāo)是在2050年實(shí)現(xiàn)零排放，這要求各國(guó)在2035年停售傳統(tǒng)燃油車(chē)。IDC 發(fā)布的最新報(bào)告《2022-2026 中國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)趨勢(shì)預(yù)測(cè)》顯示中國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)規(guī)模將在2026年達(dá)到1598萬(wàn)輛的水平，年復(fù)合增長(zhǎng)率35.1%。屆時(shí)國(guó)內(nèi)新能源車(chē)的新車(chē)滲透率將超過(guò)50%，保有量在整個(gè)汽車(chē)市場(chǎng)中的占比將超過(guò)10%。

我國(guó)新能源汽車(chē)的發(fā)展相較于發(fā)達(dá)國(guó)家起步較晚，但近些年來(lái)發(fā)展迅速，經(jīng)歷了萌芽期與成長(zhǎng)期，目前正向高速發(fā)展期邁進(jìn)。自從2015年以來(lái)，我國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量逐年增長(zhǎng)，逐步在我國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)占據(jù)重要的地位。根據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)，2020年我國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)售額占全球新能源汽車(chē)總銷(xiāo)售額的40.70%，僅比歐洲少3.1%，新能源汽車(chē)市場(chǎng)占有率（全國(guó)汽車(chē)總銷(xiāo)量中新能源汽車(chē)銷(xiāo)量所占的比例）達(dá)5.4%，較2019年上升0.7%。在2021年，國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)產(chǎn)量為354.5萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)159.5%，銷(xiāo)量為352.1輛，同比增長(zhǎng)157.6%［1］。同時(shí)，新能源汽車(chē)市場(chǎng)占有率達(dá)13.4%，較上一年上升8%。截至2022年6月，我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量分別達(dá)到266.1萬(wàn)輛和260萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)118.2%和115%，市場(chǎng)滲透率突破20%，達(dá)到21.6%（見(jiàn)圖1）。從2014年以來(lái)新能源汽車(chē)一直呈現(xiàn)出穩(wěn)步增長(zhǎng)的趨勢(shì)，在2021年實(shí)現(xiàn)巨大突破，市場(chǎng)占有率首次突破兩位數(shù)，在2022年上半年突破20%。這說(shuō)明我國(guó)在新能源汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展正處于關(guān)鍵的上升時(shí)期，汽車(chē)能源轉(zhuǎn)型升級(jí)的速度越來(lái)越快。

圖1 2014-2022年中國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)占有率

1 動(dòng)力電池迎來(lái)“退役期”

在多種動(dòng)力類(lèi)型的新能源汽車(chē)中，純電動(dòng)汽車(chē)是目前最主要的新能源汽車(chē)類(lèi)型。因此，動(dòng)力電池的性能對(duì)于新能源汽車(chē)的發(fā)展具有決定性的意義，動(dòng)力電池作為新能源汽車(chē)的“心臟”，其性能會(huì)受到使用頻率及充電次數(shù)的影響，充電次數(shù)的增加通常會(huì)造成電池性能的衰減，因此動(dòng)力電池一般可使用5-8年，但由于實(shí)際使用環(huán)境的復(fù)雜性，其有效壽命只有4-6年［2］。因此，在2014-2016年左右生產(chǎn)的大量動(dòng)力電池已經(jīng)迎來(lái)“退役期”，此后也會(huì)產(chǎn)生數(shù)量更加龐大的退役動(dòng)力電池。據(jù)中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心數(shù)據(jù)顯示，截至2020年，我國(guó)汽車(chē)退役的電池大約有25 GWh，約20 萬(wàn)t，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)100 億元。2022年世界動(dòng)力電池大會(huì)“動(dòng)力電池回收利用實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展”分論壇發(fā)布新能源汽車(chē)動(dòng)力電池“退役”預(yù)測(cè)研究成果，預(yù)計(jì)未來(lái)5年動(dòng)力電池平均每年退役20～30 GWh/16 萬(wàn)t，到2026年累計(jì)退役超過(guò)142.2 GWh/92.6萬(wàn)t。

隨著新能源汽車(chē)在市場(chǎng)中不斷擴(kuò)張，大量動(dòng)力電池的退役對(duì)環(huán)保事業(yè)也產(chǎn)生了巨大的威脅。有專(zhuān)家表示，1塊20 g質(zhì)量的手機(jī)電池可使1 km2土地污染50年左右，而車(chē)載動(dòng)力電池具有更大的質(zhì)量和體積，無(wú)論是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池，其內(nèi)部材料中含有多種重金屬，如鈷、錳、鎳、鋰等，同時(shí)磷酸鐵鋰電池電解液中的六氟磷酸鋰、有機(jī)碳酸酯等化學(xué)物質(zhì)均為有害物質(zhì)，六氟磷酸鋰在潮濕環(huán)境中容易水解產(chǎn)生有毒氣體，從而危害環(huán)境安全［3］。此外，在動(dòng)力電池退役報(bào)廢之后，仍舊存在一定的高電壓，在回收拆解的過(guò)程中也會(huì)因操作失誤造成重金屬污染，甚至起火爆炸等問(wèn)題。

2 動(dòng)力電池的梯次利用

新能源汽車(chē)大部分退役電池雖不能滿足汽車(chē)需求，但是依然保留著80%的剩余壽命。因此，可以對(duì)其進(jìn)行一些必要的處理流程，如檢測(cè)、分類(lèi)、拆分、電池修復(fù)等將其作為梯次產(chǎn)品，使得這些退役電池可以在儲(chǔ)能、通信、低速電動(dòng)車(chē)等領(lǐng)域進(jìn)行梯次利用。目前，梯次利用主要分為以下三大類(lèi)：

1）在電源側(cè)應(yīng)用

主要用來(lái)作為可再生能源的儲(chǔ)能。風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電不具有連續(xù)性，而其配合儲(chǔ)能電源就可以在發(fā)電功率比較高又不方便上網(wǎng)的情況下將部分電能儲(chǔ)存在電池中，而當(dāng)電網(wǎng)需求比較大但發(fā)電功率比較低的情況下再釋放出來(lái)，從而在一定程度上提高這些可再生能源發(fā)電的連續(xù)性。

2）在電網(wǎng)側(cè)應(yīng)用

主要用于有償調(diào)峰、獨(dú)立調(diào)頻以及電網(wǎng)的“黑啟動(dòng)”等。有償調(diào)峰、獨(dú)立調(diào)頻應(yīng)用的原理與第一類(lèi)是類(lèi)似的。黑啟動(dòng)就是在電網(wǎng)發(fā)生巨大問(wèn)題，無(wú)法再重新啟動(dòng)的時(shí)候，用動(dòng)力電池作為電網(wǎng)的啟動(dòng)電源。

3）在用戶側(cè)使用

用戶主要用來(lái)消峰填谷或者需量調(diào)節(jié)作為備用電源使用，甚至可以在電網(wǎng)的谷時(shí)充電、峰時(shí)放電，實(shí)現(xiàn)電價(jià)峰谷贏利。

對(duì)于已經(jīng)沒(méi)有梯次利用價(jià)值的退役電池，可以通過(guò)拆解、分離、提純、冶煉等處理，提取電池中的鋰、鈷、鎳等金屬原材料進(jìn)行再生利用，也叫做拆解回收［4］。由于鋰電池是新能源汽車(chē)主要的動(dòng)力電池類(lèi)型，各大企業(yè)與機(jī)構(gòu)對(duì)鋰電池的回收方式主要是通過(guò)物理、化學(xué)等方法對(duì)電池中的可再次利用材料進(jìn)行分離提純，進(jìn)而供應(yīng)再次生產(chǎn)。由于動(dòng)力電池的梯次利用技術(shù)尚未成熟，還需進(jìn)一步研究，并且梯次利用之后的電池仍需進(jìn)一步拆解回收，因此拆解回收是多數(shù)電池回收企業(yè)的主要方向。

據(jù)華寶證券預(yù)測(cè)，2025/2030年的三元鋰電池材料中鋰/鈷/鎳/錳的回收量將分別達(dá)到0.61/2.92/0.85/1.03和2.33/12.02/2.73/3.02萬(wàn)t，磷酸鐵鋰電池中鋰的回收量將達(dá)到0.3/0.7萬(wàn)t，2030年電池材料回收市場(chǎng)空間將超1000億元。

廣闊的市場(chǎng)空間,千億元蛋糕的誘惑下，格林美、寧德時(shí)代、比亞迪等大小巨頭加速入場(chǎng)，特斯拉、吉利等越來(lái)越多“資金雄厚”的企業(yè)也加入進(jìn)來(lái)。長(zhǎng)江證券發(fā)布的研報(bào)顯示，2021年，我國(guó)動(dòng)力電池回收行業(yè)新增注冊(cè)企業(yè)數(shù)量達(dá)1.07萬(wàn)家，原本冷清的動(dòng)力電池回收賽道一下子變得擁擠不堪。2018年以來(lái)，依據(jù)《新能源汽車(chē)廢舊動(dòng)力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》，工信部累計(jì)公布了47 家符合該標(biāo)準(zhǔn)的電池回收企業(yè)，也就是行業(yè)俗稱(chēng)的“白名單”企業(yè)。而據(jù)天眼查數(shù)據(jù)顯示，電池回收相關(guān)企業(yè)注冊(cè)資本在200 萬(wàn)元以下的占46.5%，也就是說(shuō)，新涌入的企業(yè)絕大多數(shù)是小作坊式企業(yè)。

目前，“白名單”并不具備強(qiáng)制排他性，非“白名單”之列同樣可以回收退役動(dòng)力電池。因此，在回收體系與行業(yè)規(guī)范不完善的情況下，真正流向正規(guī)渠道的退役動(dòng)力電池少之又少。盡管這些“白名單”企業(yè)在動(dòng)力電池的回收技術(shù)、回收渠道、回收規(guī)模等方面具有更大的優(yōu)勢(shì)與更加完善的體系，在市場(chǎng)上也確實(shí)出現(xiàn)了很多相對(duì)正規(guī)的回收點(diǎn)，但在全國(guó)范圍內(nèi)有近萬(wàn)個(gè)回收點(diǎn)只是流于形式，多數(shù)回收點(diǎn)的利用率較低。這主要?dú)w因于目前民眾環(huán)保意識(shí)不足，回收渠道、政策等不夠完善，同時(shí)多數(shù)退役電池流向了市場(chǎng)上的各個(gè)小型企業(yè)手中。據(jù)電池業(yè)內(nèi)人士曹旭透露，在2020年我國(guó)退役的動(dòng)力電池總量超過(guò)20 萬(wàn)t，但流向正規(guī)渠道的加起來(lái)只有約3萬(wàn)t，有超過(guò)10萬(wàn)t的退役動(dòng)力電池流向了非正規(guī)渠道。2021年的情況也大體類(lèi)似，正規(guī)渠道回收的退役動(dòng)力電池僅有20%～30%。

天能控股集團(tuán)董事長(zhǎng)張?zhí)烊伪硎荆c正規(guī)電池回收企業(yè)在基建和環(huán)保等方面投入大量成本相比，一些小作坊在回收利用過(guò)程中舍棄了電量檢測(cè)、放電以及環(huán)保處理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，運(yùn)營(yíng)成本要低很多，因此在回收過(guò)程中擁有更大的議價(jià)空間，這里面巨大的利潤(rùn)促使小作坊加速動(dòng)力電池的回收，哄抬價(jià)格，不僅導(dǎo)致正規(guī)企業(yè)面臨‘無(wú)米下炊’的窘境，也擾亂了電池回收行業(yè)正常的市場(chǎng)秩序。

3 動(dòng)力電池回收建議

萬(wàn)家企業(yè)“搶破爛”導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)白熱化，廢舊動(dòng)力電池?fù)屬?gòu)成風(fēng)，甚至出現(xiàn)價(jià)格倒掛現(xiàn)象。同時(shí)，很多小作坊缺乏環(huán)保意識(shí)和污染處理能力，無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)和環(huán)保隱患等問(wèn)題凸顯，因此動(dòng)力電池回收行業(yè)亟須告別野蠻生長(zhǎng)，促進(jìn)其健康有序發(fā)展尤為緊迫［1］。具體建議如下：

1)進(jìn)一步完善動(dòng)力電池回收相關(guān)法律法規(guī)，加大監(jiān)管力度，提高約束力

目前,工信部盡管陸續(xù)發(fā)布《新能源汽車(chē)動(dòng)力蓄電池梯次利用管理辦法》《新能源汽車(chē)廢舊動(dòng)力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件（2019年本）》等政策文件，但是總體來(lái)看，現(xiàn)行的相關(guān)法規(guī)與政策主要采取引導(dǎo)和鼓勵(lì)的方式，缺乏強(qiáng)制性，仍舊存在許多違反規(guī)范的現(xiàn)象，因此需要加快完善相關(guān)政策與法規(guī)，并對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)一步細(xì)化。

2)完善回收利用體系，強(qiáng)化線上線下協(xié)同溯源監(jiān)管，督促有關(guān)主體落實(shí)溯源管理責(zé)任

車(chē)載動(dòng)力電池的回收再利用是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，涉及車(chē)企、電池相關(guān)企業(yè)、報(bào)廢汽車(chē)回收拆解企業(yè)、消費(fèi)者等多個(gè)責(zé)任主體［5］，要實(shí)現(xiàn)電池回收的系統(tǒng)化、高效化，必須聯(lián)合各部門(mén)相互配合，協(xié)調(diào)建立完善的電池回收體系，政府可以通過(guò)給予補(bǔ)貼等方式鼓勵(lì)下游電池回收企業(yè)主動(dòng)與上游車(chē)企和電池企業(yè)達(dá)成合作，共同肩負(fù)起資源高效利用與環(huán)境保護(hù)的責(zé)任。

3)加大投入電池回收相關(guān)技術(shù)研發(fā)，早日實(shí)現(xiàn)退役電池流程化、自動(dòng)化拆解回收，同時(shí)完善國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

通過(guò)在回收利用率與環(huán)保等方面提高要求，可以在一定程度上限制不合格技術(shù)，提高行業(yè)的準(zhǔn)入門(mén)檻，同時(shí)刺激企業(yè)技術(shù)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，但相關(guān)企業(yè)的商業(yè)利益也應(yīng)予以保障。

4)對(duì)電池回收行業(yè)的商業(yè)模式進(jìn)行創(chuàng)新與改進(jìn)，深化國(guó)內(nèi)試點(diǎn)示范，通過(guò)鼓勵(lì)與扶持培育出一批優(yōu)秀的梯次利用與拆解回收企業(yè)

目前,由于電池回收成本較高，回收關(guān)鍵技術(shù)難度大，民眾對(duì)于廢舊電池危害認(rèn)識(shí)不足，不同車(chē)型所用電池結(jié)構(gòu)和核心技術(shù)差別大等，這些因素限制著我國(guó)退役電池回收行業(yè)的發(fā)展［6］。因此,可以通過(guò)建立多方面的動(dòng)力蓄電池回收利用商業(yè)合作機(jī)制，探索形成多樣化的回收利用商業(yè)模式來(lái)改善目前的困境。