到2020年報廢量將超過24.8萬噸回收和循環(huán)利用亟待規(guī)范

警惕動力鋰離子電池“報廢潮”引發(fā)“二次污染”

據(jù)業(yè)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測，我國動力鋰離子電池將迎來“報廢潮”，到2020年報廢量將超過24.8萬噸，大約是2016年報廢量的20倍。

如此大規(guī)模的“報廢潮”，面對的卻是嚴(yán)峻的回收形勢。如何安全回收、環(huán)保處理，加強(qiáng)廢舊動力鋰離子電池的規(guī)范化循環(huán)利用，防止此類新型固體廢物引發(fā)“災(zāi)難性”的環(huán)境后果，成為業(yè)內(nèi)人士普遍關(guān)注的“專家級難題”。

專家建議，宜盡快建立健全廢舊動力鋰離子電池循環(huán)利用體系，依托業(yè)內(nèi)骨干公司，組建國家級的工程研究中心破解技術(shù)瓶頸，建立技術(shù)支撐體系，推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈綠色可持續(xù)發(fā)展。

3到4年內(nèi)迎來“報廢潮”

近年來，在環(huán)境問題日益嚴(yán)峻、能源多樣化戰(zhàn)略漸成發(fā)展共識的背景下，多國政府加大了對新能源汽車產(chǎn)業(yè)扶持力度，全球新能源汽車行業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展階段。

業(yè)內(nèi)人士表示，國內(nèi)新能源汽車上升目前仍重要集中在政府采購決定權(quán)較大的領(lǐng)域，如物流車、環(huán)衛(wèi)車、公務(wù)車等公共領(lǐng)域，但私人消費(fèi)者對新能源汽車的接受度在逐步提升。

從事新能源共享汽車運(yùn)營的長沙先導(dǎo)快線科技股份有限公司總經(jīng)理唐宏偉認(rèn)為，隨著國家補(bǔ)貼政策的細(xì)化及充電設(shè)施的逐步完善，國內(nèi)新能源汽車市場的上升將逐步由公共領(lǐng)域帶動轉(zhuǎn)向由私人領(lǐng)域帶動，家用新能源乘用車市場將進(jìn)入高速上升期。

據(jù)行業(yè)智庫高工產(chǎn)研鋰電研究所預(yù)測，未來5年國內(nèi)新能源車的產(chǎn)銷量將保持快速上升，年復(fù)合上升率預(yù)計超過30%。

新能源汽車市場呈現(xiàn)爆發(fā)式上升，直接帶動動力鋰離子電池的規(guī)模快速上升。2015年我國動力(24.700,-0.09,-0.36%)電池產(chǎn)值380億元，同比上升262%，產(chǎn)值接近數(shù)碼鋰離子電池。2016年我國動力鋰離子電池產(chǎn)值645億元，首次超過傳統(tǒng)數(shù)碼鋰離子電池規(guī)模，成為鋰離子電池消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占比最大的領(lǐng)域。

據(jù)高工產(chǎn)研鋰電研究所預(yù)測，隨著新一輪推廣政策的出臺，以及未來鋰離子電池生產(chǎn)技術(shù)提升、成本下降等影響，未來5年用于新能源汽車的動力鋰離子電池需求將高速上升，2016年我國汽車用動力鋰離子電池產(chǎn)量為30.8GWh，預(yù)計2020年我國汽車動力鋰離子電池產(chǎn)量將達(dá)到141GWh。

湖南邦普循環(huán)科技有限公司董事長李長東告訴《經(jīng)濟(jì)參考報》記者，目前3000次循環(huán)壽命的磷酸鐵鋰離子電池壽命可達(dá)8年左右，但實際工況下電池壽命會短一些，平均可以使用5年。由于三元動力鋰離子電池技術(shù)發(fā)展較晚，成熟度不如磷酸鐵鋰離子電池，使用壽命相對較短，工況條件下平均壽命4年。

“首批在2012-2014年間裝車的動力鋰離子電池將會在2018年前后出現(xiàn)大規(guī)模退役。在未來3到4年內(nèi)，動力鋰離子電池將會出現(xiàn)‘報廢潮’。”李長東說。

據(jù)高工產(chǎn)研鋰電研究所預(yù)測，隨著電動汽車市場規(guī)模不斷上升，預(yù)計動力鋰離子電池的報廢量也會出現(xiàn)快速上升的趨勢。2016年動力鋰離子電池的報廢量約1.2萬噸，到2020年我國動力鋰離子電池報廢量將達(dá)到24.8萬噸。

回收和循環(huán)利用成難題

部分專家認(rèn)為，從環(huán)境治理和資源利用角度來看，廢舊動力鋰離子電池回收和循環(huán)利用將成新能源汽車產(chǎn)業(yè)的重要一環(huán)。

業(yè)內(nèi)人士介紹，現(xiàn)有動力鋰離子電池產(chǎn)量中，磷酸鐵鋰離子電池占主流。值得注意的是，受特斯拉熱潮帶動，國內(nèi)也有部分公司探索將三元材料比如NCM（鎳鈷錳）和NCA（鎳鈷鋁）用于動力鋰離子電池。從2014年開始，國內(nèi)陸續(xù)有用于乘用車的三元動力鋰離子電池產(chǎn)線投產(chǎn)。

我國科學(xué)院過程工程研究所研究員曹宏斌告訴《經(jīng)濟(jì)參考報》記者，2013年之前，國內(nèi)鉛酸電池回收行業(yè)出現(xiàn)嚴(yán)重問題，缺乏資質(zhì)的個人和小作坊非法回收鉛酸電池，直接排放廢棄酸液，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，教訓(xùn)十分慘重。

業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，盡管新能源車用動力鋰離子電池重要采用相對環(huán)保的鋰離子電池，相比鉛酸電池污染性弱一些，但假如回收處置不當(dāng)，也極有可能重蹈當(dāng)年鉛酸電池覆轍，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。鑒于動力鋰離子電池“報廢潮”即將到來，對可能造成的環(huán)境污染決不能掉以輕心。

“廢舊動力鋰離子電池中含鎳、鈷、錳等重金屬，電解液，含氟有機(jī)物也是有污染的；此外，由于廢舊動力鋰離子電池依然含有300-1000V不等的高壓，假如在回收、拆解、處理過程中操作不當(dāng)，可能帶來起火爆炸、重金屬污染、有機(jī)物廢氣排放等多種問題。”曹宏斌說。

“以動力鋰離子電池電解液中的六氟磷酸鋰為例，這種溶質(zhì)在空氣環(huán)境中容易水解出現(xiàn)五氟化磷、氟化氫等有害物質(zhì)，對人體、動植物有強(qiáng)烈腐蝕用途，因此要特別注意溶劑和六氟磷酸鋰的處理。稍有不慎，極有可能帶來‘二次污染’，甚至災(zāi)難性后果。”李長東說。

盡管污染就像“達(dá)摩克利斯之劍”高懸頭上，但另一方面，廢舊車用動力鋰離子電池又是極具價值的“城市礦產(chǎn)”，假如利用得當(dāng)，不僅能減少環(huán)境污染，還能“變廢為寶”，防止資源浪費(fèi)。

清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院研究員徐盛明說，動力鋰離子電池要的鈷、鎳、鋰等原材料都是非常重要的戰(zhàn)略資源，目前我國80%的鈷以及70%的鋰、鎳資源都依賴進(jìn)口。

“我國鈷資源比較貧乏，鈷的生產(chǎn)量不到幾千噸，但使用量卻達(dá)到幾萬噸，所以基本依靠從非洲的民主剛果等國家進(jìn)口，但這些國家政治局勢不太好。新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，鈷一直供不應(yīng)求。”徐盛明說。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，我國雖然沒有鈷資源，但是每年進(jìn)口了大量鈷礦，國內(nèi)有較大的儲藏量可以使用，而且國內(nèi)鈷的整體保有量的70%集中在電池生產(chǎn)領(lǐng)域。假如能把這些鈷資源循環(huán)利用好，就能大大減少對國外進(jìn)口的依賴，有利于新能源汽車產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

“鋰、鎳、鈷在礦石中的含量品位非常低，像紅土鎳中的鎳只有0.5%；氧化鈷礦中的鈷只有0.2%的含量；鹵水中的鋰只有0.02%；而廢舊三元動力鋰離子電池中的含鎳+鈷+錳總量達(dá)20%，廢舊鋰離子電池中含有3%的鋰，廢舊鎳氫動力鋰離子電池中含有鎳鈷總量40%，稀土6%左右，廢舊電池中的有價金屬品位是原礦的40-100倍。”中南大學(xué)冶金與環(huán)境學(xué)院教授戴曦說。

“動力鋰離子電池的一般使用壽命約為8年，但車用動力鋰離子電池的容量衰減至80%以下時就會被廢棄，實際使用時間約為3-6年。在對這些廢棄的車用動力鋰離子電池進(jìn)行材料或能量的回收前，還可以把它們用于電網(wǎng)儲能或作為低等級的動力源(8.380,-0.26,-3.01%)，建立電池梯級的二次利用體系，充分發(fā)揮動力鋰離子電池的社會經(jīng)濟(jì)效益。”徐盛明說。

三大瓶頸亟待破解

盡管廢舊動力鋰離子電池循環(huán)利用的重要性在業(yè)界已達(dá)成共識，但其循環(huán)利用市場尚處于萌芽階段，無論是政策法規(guī)、工藝技術(shù)還是回收體系，都亟待進(jìn)一步加強(qiáng)研究和規(guī)范。

首先，政策法規(guī)支撐力和約束力不夠。業(yè)內(nèi)人士表示，我國已制定《危險廢物污染防治技術(shù)政策》、《廢電池污染防治技術(shù)政策》，2016年國家發(fā)改委牽頭制定了《新能源汽車動力蓄電池回收利用技術(shù)政策》，2017年國標(biāo)委公布了國家標(biāo)準(zhǔn)《車用動力鋰離子電池回收利用拆解技術(shù)規(guī)范》。這些政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)全部為引導(dǎo)性或推薦性指導(dǎo)文件，有關(guān)經(jīng)營規(guī)范的骨干公司有參考指導(dǎo)用途，但有關(guān)不法貿(mào)易商來說并沒有任何約束用途。

其次，回收處理技術(shù)滯后。廢舊動力鋰離子電池回收處理的整個過程包括放電、拆解、破碎、分選、除雜、元素合成等幾十個復(fù)雜步驟，涉及物理、化學(xué)、材料、工程等多個交叉學(xué)科，技術(shù)復(fù)雜冗長。目前，全球范圍內(nèi)包括德國、美國、日本等多個發(fā)達(dá)國家都在積極支持和推動該領(lǐng)域國家共性關(guān)鍵技術(shù)工程化研究開發(fā)。而我國在動力鋰離子電池回收處理技術(shù)工藝方面相對國際同行有些滯后。

第三，回收網(wǎng)絡(luò)體系不健全。按照我國車用動力鋰離子電池回收現(xiàn)行政策要求，動力鋰離子電池的回收網(wǎng)絡(luò)應(yīng)由汽車生產(chǎn)公司負(fù)責(zé)，但我國汽車生產(chǎn)公司往往將責(zé)任上移至電池供應(yīng)商，而電池生產(chǎn)公司又沒有全國性的回收網(wǎng)絡(luò)，加之網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)成本高昂，目前全國回收市場極不規(guī)范，整體處于一種“不管有牌無牌，價高者得”的無序狀態(tài)。

針對以上問題，專家建議，應(yīng)引導(dǎo)建立透明通暢的廢舊動力鋰離子電池回收網(wǎng)絡(luò)，改變現(xiàn)有的“付費(fèi)式”商業(yè)回收模式，采取日本等國家在回收處理上的“收費(fèi)式”處理方式，從而有利于長遠(yuǎn)發(fā)展。同時還應(yīng)充分利用高校、公司等研發(fā)力量，加大回收處理技術(shù)方面的研究，同國際接軌。

第一，推動建立可全程監(jiān)控的良性回收體系。從動力制造階段開始著手設(shè)計，借助互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)，對動力鋰離子電池制造、流通、回收全過程進(jìn)行監(jiān)控，防止小商販的局部拆解，實現(xiàn)每一組動力鋰離子電池全部完整回收，并建立標(biāo)桿推廣到平行的回收領(lǐng)域。

第二，探索動力鋰離子電池的梯次利用技術(shù)。考慮到動力鋰離子電池中含有較高的余電可以利用，應(yīng)進(jìn)一步探討如何安全高效地實現(xiàn)動力鋰離子電池的梯次利用。

第三，探索更加高效清潔的生產(chǎn)技術(shù)。在拆解技術(shù)上探討如何高效短程實現(xiàn)分類；在冶金技術(shù)上探索以定向循環(huán)為導(dǎo)向的冶金技術(shù)；在清潔技術(shù)上深入研發(fā)更加清潔的冶金技術(shù)，防止造成“二次污染”。

為此，國家有關(guān)部門不妨從資金、政策、智力資源等方面支持動力鋰離子電池循環(huán)利用領(lǐng)域的骨干公司，科研院所應(yīng)盡快共同建立動力鋰離子電池循環(huán)利用國家級工程研發(fā)中心。