国外动力锂电池回收利用行业发展相关经验

2021-11-15      1234 次浏览

(一)责任机制与回收网络建设


1、电池公司承担电池回收利用的重要责任


由于欧美日本等发达国家此前在铅酸电池、消费锂离子电池等的回收方面建立的回收体系取得良好的效果;因此有关汽车动力锂离子电池的回收利用,基本沿用了此前的回收相关相关经验,形成了由动力锂离子电池生产公司承担电池回收重要责任的制度机制。产业链上其他主体也有相应的责任,但具体的责任分担机制在各个国家略有不同。


具体而言,欧盟从2008年开始强制要求电池生产商建立汽车废旧电池回收体系;同时对电池产业链上的生产商、进口商、销售商、消费者等都提出了明确的法含义务。同时,通过“押金制度”促使消费者主动上交废旧电池。


美国大部分州采用由美国国际电池协会设计的法规制度,同样强制要求电池零售商回收废旧电池,并要求电池生产商在生产过程中就要采用便于回收的设计和标识;对产业链上的其他主体,则由电池公司通过价格机制引导其参与进来。此外,美国也通过“押金制度”促使消费者主动上交废旧电池。


日本从2000年起即规定电池生产商负责镍氢和锂离子电池回收,并要求电池产品设计要利于回收。但政府会对电池厂商给予补助,以提高公司回收的积极性。而消费者等其他主体参与电池回收则是基于“自愿努力”(日本的垃圾分类和循环利用的观念已经深入人心),因此电池厂商可通过相关渠道免费从消费者手中回收电池。


2、通过共建联盟来建设回收体系是主流方向


在电池公司承担重要责任的机制下,回收渠道的构建方式重要有三种:一是电池制造商借助销售渠道搭建“逆向物流”回收渠道;二是通过共建行业协会/联盟来建立回收渠道;三是特定的第三方回收公司自建回收渠道。其中,欧盟和美国均重要通过行业协会或联盟来搭建电池回收渠道。日本则重要由电池公司通过“逆向物流”构建回收渠道。


美国5大电池公司于1991年发起成立便携式充电电池协会(PRBA),负责构建电池回收渠道,目前已经构建起了由4万多家零售店、3万多个社区集中回收点和350多家公司/机构回收点组成的回收网络。PRBA协会重要通过电池公司的资助和消费者押金来维持运转。回收的物料则免费供应给具有资质的回收利用公司来处理。


在欧洲,由德国电池制造商协会和电子电器制造商协会联合成立的GRS基金是欧洲最大的锂离子电池回收组织。该组织已建立了超过17万个回收点(其中包括14万个零售点),并回收了德国46%的废旧便携式电池。电池公司可通过按产量向基金会交纳服务费的方式共享回收网络。目前GRS基金已有成员公司3500家。


日本基于良好的国民回收意识,在参与者自愿努力的基础上,由电池生产商利用零售商家、汽车销售商和加油站等的服务网络,免费从消费者那里回收废旧电池,交给专业的电池回收利用公司进行处理。


(二)梯级利用与再生利用产业的发展


1、动力锂离子电池梯级利用多由汽车公司组织执行


从全球范围看,锂动力锂离子电池还未到大规模报废期。因此,梯级利用总体还处于示范性应用阶段。现有项目大多由汽车公司主导、联合电池公司及回收公司执行,少数公司已经率先实现了商业化突破。


其中,日产汽车与住友于2010年合资成立的4REnergy能源公司是目前商业上最成功的锂离子电池梯级利用公司。4REnergy对日产聆风汽车的废弃电池执行梯级利用,开发了标称功率为12kw-96kw的系列家用和商用储能产品。


2017年,奔驰公司与回收公司合作执行的Lünen项目,是今年计划投运的全球最大的梯次利用项目。该项目将1000辆smart的退役电池进行梯次利用,预计形成13MWh的电网服务储能设施,退役电池有效梯级利用率达到90%以上。


其他示范性应用项目有:博世集团、宝马和瓦滕福公司于2015年利用宝马纯电动汽车退役的电池在柏林建造了2MW/2MWh的大型光伏电站储能系统,并已投入使用。丰田将凯美瑞的废旧电池用于黄石国家公园设施储能供电。通用公司与ABB合作将退役的雪佛兰电池梯级利用于家庭和小型商用备用电源,以及用在可再生能源发电的削峰填谷等。


2、再生利用公司多为有色冶金公司转型而来


此前,欧美和日本的消费电池、家电电子等回收利用(重要方式是再生利用)取得了良性的发展,为动力锂离子电池的再生利用打下了良好基础。从动力再生利用的执行主体上看,大多为专业的金属冶炼回收公司或材料公司转型而来。比利时优美科、美国RetrievTechnologies、法国Recupyl、日本住友金属矿山等是全球较为知名的锂离子电池再生公司。


优美科是全球最大的金属回收和锂离子电池材料公司。其金属回收是从传统冶金业务转型而来,目前每年处理各类废料35万吨,共回收有价金属17种。优美科在全球已经拥有多家电池拆解回收厂。2011年,优美科在比利时霍博肯总部的报废锂离子电池冶炼处理厂(年处理电池量7000吨)和德国的废旧动力锂离子电池处理厂先后投产;2012年,位于美国的报废动力锂离子电池拆解处理厂投产;同年优美科与丰田公司签署协议,对其汽车动力锂离子电池进行回收。


美国RetrievTechnologies公司,发源于1984年成立的Toxco公司,重要从事各种类型的电池回收。该公司的锂离子电池回收已有20多年的历史,锂离子电池累计回收量超过1.1万吨。该公司对特斯拉的Roadster电动汽车的动力锂离子电池组进行了回收,可回收60%的电池组材料。


住友金属矿山是全球最大的高镍三元锂离子电池材料公司(NCA),同时也是日本领先的有色金属资源和冶炼公司。基于原有的铜、镍冶炼工艺,住友金属矿山也在大力发展电池回收。2011年,住友金属金属矿山与丰田合作回收镍氢电池,可回收电池组中50%的镍,建立了1万辆混动车电池的回收线。2017年七月,住友金属矿山公司宣布成为日本第一家成功从锂离子电池回收镍和铜的公司。



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