加強電動汽車退役動力蓄電池回收利用管理

發布時間:2019/3/14 11:00:40

  【提要】隨著汽車動力電池的迅猛發展,退役廢舊動力電池的問題越來越凸顯。動力電池回收利用鏈條長、環節多、范圍廣,涉及管理制度、政策銜接及市場機制等諸多方面,目前仍存在著較多急需解決的問題。建議加快建立新能源汽車國家監測與動力蓄電池回收利用溯源綜合管理平臺,建立動力電池工藝標準和梯級利用標準,建設省級回收處理中心站,支持技術攻關,改進電池回收利用方法。

 

市政府參事 程維明

  推動新能源汽車動力蓄電池回收利用,有利于保護環境和社會安全,推進資源循環利用,有利于促進我國新能源汽車產業健康持續發展,對加快綠色發展、建設生態文明和美麗中國具有重要意義。根據中國汽車協會的統計,2016年末,全球新能源汽車保有量達到200萬輛,其中中國以90萬輛排名第一。隨著汽車動力電池的迅猛發展,退役廢舊動力電池的問題越來越凸顯。2018年汽車動力蓄電池開始進入規模化退役期,預計2020年累計退役量將超過20萬噸(24.6GWh)。汽車動力電池屬于嚴重污染類廢舊物品,處理不善將對環境狀況有較大威脅,退役動力電池的回收再利用及其管理問題亟待解決。

  一、廢舊動力電池回收利用存在的問題

  1.2018年8月1日起施行的《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》明確要求建立動力蓄電池溯源信息系統,以電池編碼為信息載體,構建“新能源汽車國家監測與動力蓄電池回收利用溯源綜合管理平臺”,實現動力蓄電池來源可查、去向可追、節點可控、責任可究。但現在各生產企業編碼情況良莠不齊,有的已經實現了內嵌跟蹤芯片,并采用自定溯源管理系統,有的企業卻還未開始施行編碼工作。

  2.由于現有電動汽車的復雜性各不相同,在設計與制造工藝,高效率電池、高能量密度電池成組形式,應用車型使用工況,生產日期服役時間等各方面都多種多樣,造成電池拆解回收工藝流程復雜,無法大規模自動化拆解,作業成本與環保成本高,難以形成產業化經營。國內從廢舊動力電池中回收碳酸鋰的成本是企業直接生產成本的5倍以上。廢舊動力電池的回收客觀存在成本高,生產企業普遍缺乏回收熱情,往往將回收的電池轉手給小型加工企業,賺取一定利潤(約5%),由此造成諸如低劣假冒產品,或其他不良、無序利用。最終大部分舊電池流入非法市場粗暴拆解,用減少環保支出方式降低拆解成本,電池內里重金屬、電池液直接污染環境。

  3.隨著電池衰減程度的加深,安全性不斷降低,回收企業需要有相應的手段和能力。回收企業的資質也成為制約電池回收的又一瓶頸。廢舊動力電池根據壽命,回收企業的需求會比電池生產企業滯后3~5年。由于經濟效益不容樂觀,有的企業拆解的收益甚至不能覆蓋成本,電池生產企業沒有意愿進入。至今具備資質的企業寥寥。

  4.動力電池回收領域存在的最大問題是缺乏回收標準及梯級利用標準。電動汽車淘汰下來的電池,仍可以繼續使用,可以按照電池剩余容量的不同運用到儲能系統以及路燈、低速電動車、電動自行車等方面。但電池容量達到何種程度可以進入下一階梯利用,何種程度不能再進行梯次使用需要進入回收程序,涉及到老化、失效機理,后續壽命,安全性、可靠性檢測,分級篩選技術,工況測試,重組與管理技術等方面,有關這些方面的標準還不完善。

  5.由于目前廢舊動力電池的二次利用和再生回收市場遠未形成規模,且由于各個廠家的動力電池規格和標準的差異,導致后期梯次利用時需重新進行標定,增加了成本,經濟效益不顯著,愿意在該領域進行技術研發的科研院校和企業很少,技術研發落后,大多還是傳統的廢舊物品處理方式,經營狀況較差。

  二、建議

  針對目前電動汽車退役廢舊動力蓄電池回收利用中存在的問題,提出以下建議:

  1.加快建立新能源汽車國家監測與動力蓄電池回收利用溯源綜合管理平臺。動力電池編碼制度可根據企業狀況采用條形碼、二維碼、內嵌芯片等不同形式,加強跟蹤管理,建立防偽和系統安全保障能力,從源頭上強化對動力蓄電池回收利用管理。

  2.建立動力電池工藝標準和梯級利用標準。由政府組織專家或委托行業協會統一制定標準,并根據行業發展情況及時更新。根據用途如電動汽車、電動自行車、儲能系統等分門別類統一管理。在電池企業研發的初期階段就要求考慮動力電池的梯級利用,便于后期回收利用、拆解,有利于提高廢舊動力電池的二次利用的可行性,同時也從另一方面保證了動力電池的產品性能。技術政策對車企的動力電池設計、拆卸、貯存、運輸、放電、拆解等環節應有相應的細化標準。

  3.建立省級回收處理中心站。由政府制定補貼和政策制度,建設有資質的省級回收中心站。各生產廠家將自身梯級利用產生的利潤回饋給收集渠道及回收站,委托回收站將不能再梯次使用的電池進行最后拆解;或回收站直接收集可梯次利用的廢舊電池,按標準實行梯度分級利用,由此產生效益補貼收集渠道和進行最后拆解。

  4.動力電池在容量、內阻、電壓等方面表現出來的不一致問題,與電池自身的充放電反應機理密切相關。若要真正破解一致性問題,還需要在動力電池性能衰減機理和電池健康狀態評價等方面開展大量研究工作。政府應該支持更多的理論研究項目,企業特別是國企應該支持更多的應用研究項目,用科技手段解決動力電池回收利用中的技術難題、工藝難題,提高電池使用效率,改進電池回收利用方法,降低再利用的成本,體現出動力電池回收利用的商業價值。

  5.由于新能源汽車生產運營企業、動力電池制造企業、BMS和PACK企業、儲能系統集成商、電池回收企業在梯次利用產業鏈中所處位置和動力電池資產所有權形式的不同,在開展梯次利用業務過程中選取的商業模式、面臨的問題和承擔的回收責任也有所差異。一方面新能源汽車生產企業在開展動力電池回收再利用時希望掌握電池原始工藝的PACK企業更多參與其中;另一方面專業化梯次利用系統集成商還會面臨來自電池回購規模和成本的壓力和難以獲取準確電池歷史運行數據的困擾。因此,政府必須理順生產、銷售和使用者之間對于汽車動力電池回收再利用的責權利關系,明確懲罰措施,同時明確生產者需承擔拆解和梯次利用的主體責任,銷售者和使用者則需要承擔回收流通的主體責任。

  6.利用動力電池梯次利用的時機,加快智能電網和分布式電網的建設,推動各類儲能電站的建設。在系統集成方式上,小功率、多分支結構成為梯次利用系統的優選集成方案。由于梯次利用中的大部分電池的使用成本都很低,原來由于成本高昂而進退維谷的家用電網儲能完全可以利用這一戰略機遇加速推進。政府應研究梯次利用動力電池在經濟層面和政策層面的可行性,出臺有針對性扶持和鼓勵政策。

  加快發展廢舊動力電池的二次利用和再生回收產業,要圍繞提高產業技術水平和競爭力,以企業為主體、以市場為導向、以工程為依托,強化政府引導,完善政策機制,培育規范市場,著力加強技術創新,大力提高技術裝備、產品和服務水平,以滿足市場潛在需求,形成新的增長點。

太陽城集团2007