目前,我国已成为全球最大的锂离子电池市场,锂资源消费占全球40%以上。与此同时,由于对原材料金属矿产资源的需求持续攀升,导致碳酸锂供给偏紧、钴价持续狂飙,全球锂矿、钴矿资源争夺日趋激烈。随着锂离子电池产业原材料端涨声不断,加之动力锂电池集中报废期的来临,不少公司把目光投向城市矿山,在动力锂电池梯次利用、废旧电池回收等方面寻求投资机遇。
梯次利用成本偏高
十二月十日,乘用车市场信息联席会公布了十一月新能源汽车销售数据,新能源乘用车十一月销量达13.6万台,环比增长10.4%,同比增长55.9%;1-十一月新能源乘用车累计批发88.6万台。
随着新能源汽车的逐步产业化,车用动力锂电池的产量也大幅提高,动力锂电池回收、再利用成为行业新风口。浙江华友循环科技有限公司副总经理高威乔表示,一辆电动汽车平均使用正极材料50公斤、负极材料40公斤、电解液40公斤,可回收利用材料丰富。若得不到有效处理,不仅将严重污染环境,还会造成资源浪费。
据了解,动力锂电池平均使用年限为5-8年,其性能随着充电次数的新增而衰减,当电池容量衰减至额定容量的80%以下时,动力锂电池不再适用于电动汽车,但此时锂离子电池直接进入回收流程无疑是物不能尽其用,这使得梯次利用成为动力锂电池退役后的重要去处。
投资公司拓金研究认为,市场对梯次利用抱有热情,除了节能环保外,重要是因为有利于摊薄锂离子电池生产制造成本,进而提升新能源汽车生命周期经济性。
动力锂电池的寿命长达20-30年,虽然退役电池不再适用于新能源汽车,但经过检测、维护、重组等环节后,仍可进一步在储能、分布式光伏发电、家庭用电、低速电动汽车等领域再利用。比亚迪电力科学研究院总工程师张子锋说。
有业内人士担心,按照目前的技术和工艺,实现动力锂电池梯次利用的成本偏高。假如废旧电池无需购买或价格极低,梯次利用才会有一定的经济性,否则性价比不高。
商业模式仍待探索
自梯次利用提出以来,退役电池能用吗?一直是业内热议的话题。
其实,自2014年起,我国就开始布局开展动力锂电池梯次利用示范研究项目,目前我国第一个兆瓦时级梯次利用电池储能系统已运行两年有余。我国电机工程学会电力储能专业委员会副主任委员来小康指出,电池一致性问题成为项目运行中面对的最大挑战。即使经过千挑万选,仍无法避免在储能系统运行过程中发生离散。
我国再生资源回收利用协会报废车分会秘书长张莹也认为,目前退役动力锂电池梯次利用率不高,重要是由于动力锂电池模组缺乏标准化。
虽然挑战颇多,但随着我国动力锂电池退役潮临近,梯次利用势在必行。据国金证券《动力锂离子电池回收行业报告》,到2020年,我国动力锂离子电池报废量将达32.2Gwh,约50万吨;到2023年,报废量将飙升至101Gwh,约116万吨。
相关公司对商业模式的探索也从未停止。我国铁塔股份有限公司山东省分公司维护部主管何春光介绍,退役动力锂电池可在通信基站应用上一展身手。
通信基站一般都要配置后备电源,以保证在停电期间持续稳定运行;后备电源容量较小,旧电池重新成组的难度小,循环寿命要求不高,退役电池即可胜任。何春光表示,目前,我们在山东、黑龙江、天津、新疆等省区的基站都有使用退役电池,效果很好。
据了解,我国铁塔目前在全国范围内拥有逾180万座基站,其中,60万座削峰填谷站要电池约44GWh,50万座新能源站要48GWh左右,合计需求总量约146GWh。以存量站电池6年的更换周期计算,每年要电池约22.6GWh;以每年锂离子电池厂家新建基站10万个计算,预计新增电站要电池约2.4GWh;合计每年共要电池约25GWh。这样算来,到2020年前锂离子电池的报废量仅能满足我国铁塔不到40%的用量。通信基站或将为退役电池应用供应广阔市场。
全产业链期待打通
锂动力锂电池的全生命周期可概括为锂动力锂电池原材料→锂动力锂电池→锂动力锂电池系统→汽车应用→二次利用→资源回收→锂动力锂电池原材料,即使退役电池完成了梯次利用,也并没有走完全产业链。
美国锰业公司高级顾问保罗B曼森告诉记者,随着全球各地监管政策的进一步收紧,回收废旧电池已成必然趋势,如我国在内的多国都立法规定电动汽车制造商须给出可行的动力锂电池回收方案。
今年八月一日起正式施行的《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》明确表示,我国将建立新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台,对各新能钜大锂电源汽车的动力蓄电池生产、销售、使用、报废、回收、利用等全过程进行信息采集,对各环节主体履行回收利用责任情况执行监测。
保罗B曼森称,目前,回收处理废弃动力锂电池的方法重要是垃圾填埋和火法冶金。这在一定程度上造成了资源的浪费,只有将新能源汽车公司、动力锂电池公司、梯次利用公司以及专业回收公司等全产业链多方联系起来,才可实现使用价值最大化。
对此,华友循环就提出了三段式规划。第一阶段是‘网点回收服务+分选+梯次利用电池产品组装’,第二阶段是电池无害化物理拆解工作,最后一个阶段是建立提纯冶金中心。这是我们未来的愿景。高威乔说。
拓金研究表示,目前我国动力锂电池梯次利用和拆解回收正处于起步阶段,未来在政策扶持和全产业链公司的共同努力下,定会形成较完善的我国模式和体系。
东莞市钜大电子有限公司成立于2002年,总部位于我国广东省东莞市南城区高盛科技园,是一家为全球用户在移动电源、储能电源、动力电源和备用电源的个性化需求,供应特种锂电系统定制化方案和产品的国家级高新技术公司。