一篇文章看懂动力电池回收之三:前景与对策

老张

2015年4月份北京交通台的一档汽车节目当中,曾有听友质疑新能源汽车是否真的环保:“那么多新能源汽车的电池,得污染多少庄稼地啊?”随着电动汽车的发展,未来动力电池将迎来巨大的市场,此后也将出现大量动力电池退役的回收再利用问题。这里虽然有空前机遇,但也带了不能回避的新问题。本文通过动力电池回收的八个关键词,来系统性阐释动力电池的机遇、隐忧和应对之策。文章较长,本文分三篇刊登。此为第三篇。

参见:

第一篇:一篇文章看懂动力电池回收之一:污染与回收

第二篇:一篇文章看懂动力电池回收之二:储能与资源价值

关键词:技术

电池回收技术,从方式上,一般有干法、湿法和生物法三种。从步骤上说,大体分为三个步骤:

第一步,前处理。包括电池失活(放电)处理、外壳的剥离、简单破碎以及筛分处理;

第二步,电极材料与集流体的分离,通常采用有机溶剂浸泡或者酸碱浸泡处理;

第三步,有价金属分离回收与利用,分离的方法有化学沉淀法,离子交换法、萃取法、以及电化学法等。

具体采用哪种方法,根据电池种类不同,会有不同的工艺流程,同时也有不少新技术新工艺涌现出来,由于篇幅限制,在这里不再赘述。但是值得注意的是,任何工艺,每一步、每一个细节,如果处理不当,都可能会涉及电池安全和处理中的二次污染问题。

动力电池回收

电池回收处理不当很可能造成二次污染

比如“电池失活”一项,可能是工艺中最简单最容易理解的。失活不当,可能在电池拆解过程中产生起火或爆炸。针对不同类型的电池有不同的电池失活方法,小型电池所含电量较少,一般认为可采用短路的方式放电,如果电池容量较大,可以使用专业设备对电池进行放电,能量回收别做他用后再对电池进行拆解。这些方法看似投资不大,也很容易完成。但是在大批量工业化回收中是没有可操作性的。更普遍的方式是采用低温处理废旧电池使其失活,比如美国 Umicore和Toxco两家企业,采用液氮对电池进行低温预处理,在低温(-198℃)下使其失活,然后可安全破碎,此种失活方法对设备提出了比较高的要求。我们也可以看出,如果想安全环保的回收处理废旧电池,技术是有门槛。

关键词:法规篇

新能源汽车在2014年累计销量超过7万辆,利好政策的频频出台功不可没。不管是汽车限购、政府优惠补贴还是未来将会可能出台的新能源汽车限行,甚至是不知真假免费停车政策,无疑不是新能源汽车的一剂剂强心针。那么目前,在动力电池回收部分的政策又如何呢?

我个人觉得目前在动力电池回收产业的并不十分明确。虽然在《节能与新能源汽车产业发展规划(2011-2020)》中规定了动力电池回收的国策,明确提出了要制定动力电池回收利用管理办法,建立动力电池梯级利用和回收的管理体系,设定回收企业准入条件和优惠政策等等方针,但是这仅仅是一个框架的蓝本。相比德国未建立或加入回收体系时,电池是不得销售的法规,新能源汽车元年的2014,相关电池回收管理的政策还没有出台,多少是有些滞后的。

关键词:经济

任何一个产业,技术是保障,政策是扶持,能否长期的发展还要看经济指标如何。对于电池回收的经济性,前人做了很多研究,大体算下来不止赚钱的,利润率可能还很好。其中很多都是来自于经济模型和商业计划书。这些计算方法往往过于理想化。加之近些年,人工、燃料等费用的飞涨,回收原材料中价值较高的钴也由几年前的40万元/吨跌落至20万元/吨以下。加之环保要求的提高,无一不增加了成本,因此电池回收到底是否真的能赚钱,或者能赚多少钱,还是未知之数。为什么这么说呢?可以看一下国外的政策,在英国电池回收、运输、处理费用由用户承担;在德国,电池厂商必须向经销商和回收商支付因回收和运转自己所生产的电池中有害物质所发生的费用;在瑞士,也是由电池生产商支付电池回收处理的费用……这些政策虽然可以理解为一种价值观和社会责任感,但是可能起码也说明电池回收在回报率并没有那么高,并不像看上去那么美。

公平的说,应该在电池的全生命周期上去考虑问题。比如电池的生产需要追溯到原材料的生产开始。电池原材料以有色金属为主,我国有色金属工业的能源消耗水平与国际先进水平存在明显的差距,能源消耗主要集中在矿山、冶炼和加工三大领域,有色金属中电解铝的能耗最高,是有色金属工业耗能大户之一。但是有色金属回收过程的能源消耗远远小于原生金属,下图所示为原生金属与再生金属材料生产的能耗差异,由图可知,金属进行回收再利用的节能率在70%-90%之间。其中金属铝回收节能效率最高,在90%以上。如果使用电池回收原材料生产电池,在节能减排方面是有绝对的优势的。

动力电池材料生产的能源成本

因此,如何建立政策,保证电池回收产业的持续发展,是很必要的。明确规定电池回收过程中的经济缺口谁来填补(如果有的话),动力电池的回收比例谁来监管,动力电池回收渠道如何建立,都是非常实际的问题。一句“谁生产谁负责”已经喊了多年,没有法规和机制做保证的时候,这句话也就仅仅是一句口号。用具体的法规和办法,让电池生产商、回收商、使用者乃至社会环境多赢,才是真正能够解决动力电池循环发展的解决之道。

2015年4月一期的《法制日报》,刊登了一个三无小厂回收铅酸电池非法炼铅的事件,一个非法小厂私自回收处理了上万吨的铅酸电池。这可能就是当前电池回收的窘境的缩影。正规企业,依法注册,依法纳税,排放符合国家相关规定,势必会造成价格上的竞争力缺失,因此大部分废旧电池,流入到非法的流通环节当中。

关键词:建议

如果想动力电池产业健康发展,动力电池的循环体系必须建立(如下图所示)。最大限度的降低材料、能源、资源输入项和废物排放项,才是这个“高污染”行业长期可持续发展的关键所在。动力电池产品型号相对传统的二次电池,规格相对统一,组分含量稳定,应用市场易于管理,这些都为动力电池的回收再利用提供了便利的条件。

动力电池回收系统

当前,国内的工业化动力电池回收产业仍处于“空白区”。为了保证行业迅速起步和发展,我认为至少需要有四个方面的法律法规保驾护航:

第一,严格的市场准入机制。动力电池的回收产业,需要更加集中化和规模化的产业形式。对排放物集中处理,减少二次污染。因此严格准入门槛,让有实力的企业进入是必须的。

第二,严厉打击非法企业。对非法回收处理旧电池的企业必须严厉打击,首先是保持合法企业正当权益,其次,增加非法企业的违法成本,规范市场秩序。从源头上杜绝“害群之马”的出现。

第三,长效的补贴机制和优惠政策。补贴的原则一定是补贴给有资质的业内企业。提高这些企业的积极性,同时形成竞争机制,有利于行业的健康发展。同时,也要一定要避免一些投机企业为了补贴跟风进入这个行业。

第四,对新技术扶持。动力电池技术处于发展阶段,随着动力电池的种类和工艺的进步,回收技术也需要与时俱进。同时,许多高校和研究机构,也开发了不少新的电池回收技术,但是由于缺乏工艺和工程经验,这些技术可能止步于实验室,无缘转化。因此要在政策上给予一定的扶持。

如果市场秩序不能保证,虽然不排除一些企业能在过程中获利,但是谈及整个电池回收产业的发展就是空谈。反之,如果市场秩序良好,这个产业将由非常可观的产值。随着技术的发展,电池回收产业的回报率也会逐渐提高。届时,借鉴动力电池回收的商业模式、流通渠道、先进技术、成功经验,将电池回收产业辐射到汽车起停电池、铅酸电池、移动与消费产品的电池回收产业上来,让电池行业成为真正绿色产业。

作者:老张

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