一周连发四文 工信部高度关注新能源汽车动力蓄电池相关问题

根据预测,到2020年我国新能源汽车退役动力电池累计将达25GWh。如此规模的退役动力电池,如果不能妥善处置,势必将对生态环境造成新一轮的污染,也将影响到我国新能源汽车及动力电池产业的健康发展。

面对这一严峻的形势,国家工业和信息化部联合其他六部委于2018年年初制定了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,并展开了新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作。历时一年,工信部于今年2月22日发布了《新能源汽车动力蓄电池回收利用调研报告(简介)》

据悉,2018年工信部组织有关单位实地调研了京津冀、长三角、珠三角及中部地区的10余个城市,走访了多家汽车生产、动力蓄电池生产及综合利用等企业。期间,工信部多次组织座谈会,与行业专家及企业代表等进行了广泛交流。在此基础上,分析总结我国动力蓄电池回收利用现状,形成了调研报告。

我国新能源汽车及动力电池产业发展现状我国新能源汽车产销已超280万辆,推广规模居于世界首位车辆类型:乘用车、商用车分别占总产量约70%、30%。

区域分布:主要集中在京津冀、长三角及珠三角地区,广东、上海、北京、山东、浙江保有量全国前五位。

我国动力电池累计配套量超过131GWh,产业规模位居世界第一

配套类型:磷酸铁锂、三元电池分别占比约54%、40%。纯电动乘用车、商用车中三元电池配套占比分别约71%、17%,磷酸铁锂电池配套占比分别约23%、78%;插电式混合动力汽车中三元、磷酸铁锂电池配套占比分别约53%、33%。

外形设计:方形、圆柱形、软包占比79%、20%、1%。

此外,随着动力蓄电池需求量的快速上升,近年来动力电池上游材料行业投资规模也在快速扩大。正极材料、负极材料、隔膜及电解液行业龙头企业在市场占有率和技术研发方面优势明显,行业集中度较高。

退役动力电池回收利用的必要性

新能源汽车动力蓄电池大量退役后,如未经妥善的处置和进行价值最大化利用,将威胁公共安全,造成难以逆转的环境污染,并浪费宝贵的有价金属资源。

为什么要进行废旧动力电池回收利用从安全层面来看,废旧动力蓄电池处置不当存在一定安全隐患。一是触电隐患。新能源汽车的动力蓄电池额定电压较高,人员在缺乏防护措施情况下接触易造成触电事故。二是燃爆隐患。电池在出现内部或外部短路情况下,正负极会产生大电流导致高热,引起正负极燃烧。三是腐蚀隐患。电解液为有机易挥发性液体,与空气中水分反应产生白色有腐蚀性和刺激性的氟化氢烟雾。从环境层面来看,废旧动力蓄电池对生态环境和人身健康均有威胁。一是重金属污染。电池正极材料中含镍、钴等重金属,不经专业回收处理会造成重金属污染。二是电解液污染。电解液溶质LiPF6属有毒物质且易潮解,会造成氟污染,溶剂会造成水污染。

从资源层面来看,镍氢、锂离子动力蓄电池因正极材料不同,分别含有锂、镍、钴、锰及稀土等金属,动力蓄电池产业对于锂、镍、钴等资源需求旺盛。随着动力蓄电池累计配套量的不断增加,电池中这些资源如未有效回收利用,将直接造成资源的极大浪费。

动力蓄电池退役现状和趋势分析

“十城千辆工程”推广期间生产的新能源汽车共计产生退役动力蓄电池(以下简称“退役电池”)约1.22GWh;退役电池主要集中在深圳、合肥、北京等新能源汽车推广力度较大的城市。

从综合利用经济性方面看,三元电池和磷酸铁锂电池互有优势。梯次利用方面,磷酸铁锂电池更适于梯次利用。

再生利用方面,企业再生利用收益具有一定的不确定性,易受退役电池数量、原材料市场行情及企业管理水平等因素影响。

退役趋势分析

2020年我国退役电池累计约为25GWh

退役电池将主要集中在新能源汽车保有量较大的京津冀、长三角及珠三角地区。

随着个人用户逐渐成为新能源汽车的消费主体,退役电池的回收将逐步转向以个人用户为主。

回收体系建设情况

京津冀地区发布《京津冀地区新能源汽车动力蓄电池回收利用试点实施方案》,建立回收联盟,共建共用回收网络。

长三角地区统一标准建设回收服务网点,实现区域协作。

珠三角地区以深圳为重点,按照“互联网+监管”的思路,构建动力蓄电池信息管理体系,完善激励机制。

中部地区的骨干汽车、电池生产及综合利用企业合作,依托本地区产业基础优势建立区域化的回收处理中心。

其他地区也在加强对企业试点实施工作的组织和支持。

工信部介绍,现阶段新能源汽车动力蓄电池回收体系建设存在两种模式:一种是以汽车生产企业为主导,由其利用销售渠道建设退役电池回收体系,回收退役电池移交综合利用企业处理或与其合作共同利用电池剩余价值;另一种是以第三方为主体,由梯次、再生利用企业与汽车、电池生产企业合作,共建共用回收服务网点,集中回收合作企业的退役动力电池。

监管层面,国家溯源管理平台已正式运行,以电池编码(BIN)为信息载体,实现动力蓄电池全生命周期的信息采集和监管。其中,“车载管理模块”面向汽车生产企业采集溯源信息,“回收利用管理模块”面向回收拆解、梯次利用和再生利用企业采集溯源信息。

新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利溯源综合管理平台

(自2018年8月1日国家溯源管理平台正式运行以来,各车企电池溯源信息全面接入,目前,已有393家汽车生产企业、44家报废汽车回收拆解企业、37家梯次利用企业和42家再生利用企业加入平台。据国家溯源管理平台相关人士透露,截至2019年1月25日7时,“新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利溯源综合管理平台”接入量突破30万辆。)

新能源汽车动力蓄电池梯次利用现状

通常新能源汽车动力蓄电池容量衰减至初始容量的80%以下时,汽车续驶里程将会大幅衰减,将不能完全满足汽车动力需求,不过仍可梯次利用于其他领域。工信部在调研中发现,当前从新能源汽车上退役下来的动力蓄电池量还较少,对其梯次利用大部分处于试验示范阶段,主要集中在备电、储能等领域,其中不少企业已经摸索出一些商业模式,同时技术创新方面也有所进展。

新能源汽车动力蓄电池梯次利用基本现状中国铁塔公司停止采购铅酸电池,大力推广锂电池梯次利用,已在31个省市的约12万座基站开展梯次利用电池备电应用,并在备电、储能及对外发电应用场景加强业务拓展。国家电网建设了1MWh梯次利用磷酸铁锂电池储能系统示范工程,用于接纳可再生能源发电和调频等。

深圳比亚迪、国轩高科等企业也开发了适用于备电、风光电储能的梯次利用电池产品。

北京匠芯、深圳比亚迪、星恒电源等企业在退役电池寿命评估、系统集成及电池单体修复等方面取得一定突破。

中天鸿锂:通过“以租代售”模式推动梯次利用电池在环卫、观光等车辆应用

工信部:实现对梯次利用企业的溯源信息监管,目前已完成34家梯次利用企业的动力蓄电池编码申请备案,实现对梯次利用企业的溯源信息监管。

工信部认为,从发展趋势来看,梯次利用市场前景广阔,已成行业发展热点,部分企业正在梯次利用领域探索“以租代售”等新商业模式。但同时也指出,梯次利用技术虽有一定进展,但还存在诸多问题,技术上如效率偏低,电池剩余寿命及一致性评估等技术不成熟的问题;绿色选材、标准化及通用性设计、易拆解结构设计以及易梯次利用设计等方面还有不足;产业链上下游企业在通信协议、历史数据等关键资源分享方面还没有形成机制;从生态设计、生产控制及信息共享等方面看,行业还有待加强。

新能源汽车动力蓄电池再生利用基本现状湖北格林美、湖南邦普等开发了自动化拆解成套工艺,开发了“液相合成和高温合成”工艺。物理修复方面北京赛德美开发了电解液和隔膜拆解回收工艺,对电池单体自动化拆解、粉碎及分选,再通过材料修复工艺得到正负极材料。

湖南邦普开发了“定向循环和逆向产品定位”工艺。

浙江华友钴业,建设废旧锂电池资源回收再生利用生产线。

广东光华,已建设生产线,并开发“多级串联协调萃取提纯”“双极膜电渗透技术”。

江西豪鹏,投产了锂电池回收利用项目。

当前,我国新能源汽车产销均已进入百万级,未来大规模车用动力电池退役将成为常态,如何解决这一“后顾之忧”,也将影响着我国新能源汽车产业的发展。实际上,过去一周,针对新能源汽车动力蓄电池退役问题,工信部从旧动力电池梯次利用、废动力电池再生回收,以及试点单位梯次回收案例分析等多个层面介绍了我国探索新能源汽车退役动力电池回收再利用的解决方案。