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废旧电池回收,一个揪心的话题

来源:太平洋汽车网 | 作者:wxf | 分类:曝光 | 时间:2020-12-07 | 浏览:2370
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在众多回收物当中,有一种成分非常复杂的有害垃圾需要被特殊对待,这就是电池。如何减少处理废旧电池过程中产生的污染,是所有国家都必须面临的大难题。

我们的日常生活已经离不开电池,智能手机、无线耳机、笔、汽车、潜艇、高铁、战斗机、航空服、卫星中都有电池,所有电池都有寿命。

垃圾分类中,为何要单独回收电池?电动汽车广告中的“零污染”显然是个挺无聊的谎言。挖掘并提炼造电池用的矿产、发电时产生的烟尘/氮氧化物/核废料、废旧电池回收过程中产生的重金属,这些都是不可忽略的污染。

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作为一款研发了三个世纪、成分极为复杂的电化学工业产品,小小的电池其实蕴藏着巨量的污染。

汞:微量即可对脑部、皮肤、呼吸道、消化道乃至全身造成伤害。大家应该还记得课本中讲到过的“日本水俣病事件”。

铅:严重影响神经、心血管、骨骼、生殖和免疫系统,我们淘汰含铅汽油之后,含铅电池依然大行其道(12V电压平台的铅蓄电池)。

铬:三价铬没啥毒性,六价铬剧毒且易吸收,某些电池里的确有后者。

锂:人体锂含量超标就有神经问题,还会影响甲状腺、肾脏、胎儿。

锰:人体锰含量超标会有神经问题(比如震颤麻痹综合症),吸入5g以上基本就直接挂了。

锌:锌本身是人体必需元素,但超量(一次2g以上)就会有不良反应。

钴:对皮肤和肠道有伤害。

镍:金属镍的毒性很小,但也会诱发癌症,比如吸烟者吸入的镍会在烟中形成羰基镍,这是致癌物之一。

除了正负极材料之外,容易对人体造成伤害的电池物质还有电池液、成膜添加剂、阻燃添加剂、导电添加剂、改善低温放电添加剂等等。


我国的电池回收从何时启动?

2003年,我国第一部废电池污染防治专门政策 ——《废电池污染防治技术政策》(下称《废电池政策》)由当时的国家环境保护总局(现在的生态环境部)发布。《废电池政策》是按照《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》来制定的,总则里面规范了“废电池”的范畴:无使用价值的一次电池/二次电池/化学电源、不合格产品、生产流程下脚料。

目前,国家并不强制规定大家把“除纽扣电池外的一次电池”进行统一回收,因为从2005年1月1日起,我国已经全面禁止生产含汞量大于0.0001%的碱性锌锰电池,但我们很难让居委会大妈清晰辨认哪些是一次电池哪些是二次电池,做全民科普的成本也特别高,真的不如全部都往有害垃圾桶里面扔就成了。

2003年立法,但实际严格执行是从2019年全民垃圾分类开始,只有强大经济基础能为电池回收护航。

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我自己有能力拆解回收电池吗?

细看《废电池政策》,我们可以发现观点很超前,思路很完整,但在当时的时代背景中要执行下来却很难。

2010年前后,全世界有70%的电子垃圾倾倒到中国,仅仅广东省就有汕头贵屿镇、清远龙塘镇、南海大沥等等著名的洋垃圾集散地。在贵屿镇,洋垃圾处理企业300多家,个体户5500多家,产值22亿,占全镇工业总产值90%。在龙塘镇,高峰时有1000家企业在非法拆解洋垃圾,每月能处理掉2000个标准集装箱的洋垃圾。别忘了,一个20GP的标准集装箱可以装22立方米的洋垃圾!

在这些地方,《废电池政策》就如废纸一张,海量的重金属污染涌入各个村镇,大多数人都是赤手空拳对其拆解,回收着各种有用的金属。来自湖南湖北的农民工,与当地农民一起,为了微薄的收入日夜拆解洋垃圾,患上了呼吸道和皮肤疾病,更重的会危及血循环系统。

除了少量的高端两轮电动车,目前市面上多数车型都用铅蓄电池,这种运用了一百年的电池配方可谓电池界的常青树,里头的铅可以被回收再制造,目前我国铅厂生产的新铅当中有55%来自回收铅,这条产业链已经非常成熟,进入良性循环阶段。

很多人会说,既然两轮车动力电池回收产业已经完善了,为什么四轮车动力电池产业举步维艰呢?不不不,抛开剂量谈毒性就是耍流氓。汽车用的动力电池包,一个就有半吨重,拆了外包还有模组,拆了模组还有电芯,量大且复杂。

电芯里头有外壳、粘接剂、正极、负极、电解液、隔膜,分别拆解回收的话需要消耗很多能源和成本,具体还得看一条龙服务下来是否有利可图。下表是回收一吨锂离子电池所能获得的金属重量,根据配方不同就有不同的回收效益。


这些回收到的金属值多少钱

按照回收率算法,锂和铝金属回收率算作90%,钴镍锰回收率98%(镍为硫酸镍每吨价格),下表最右边一列就是每种锂电池回收金属所获得的估算价值。美元汇率按照2020年12月初折算,约为6.55:1。初略计算,我们发现磷酸铁锂和锰酸锂电池的回收价值比较低,而NCM和NCA的金属回收价值都在2万元/吨左右。

我们假设每台车装有能量密度130Wh/kg的50kWh容量高压电池包,那么刨去外壳、BMS等杂七杂八的东西,我们得到0.384吨的电芯,也即是回收一台中等续航电动汽车的三元锂动力电池,所得到的金属价值大概是0.768万元/辆。虽然价格不高,但起码确认了一个信息点:动力电池肯定是一辆二手电动汽车最值钱的部分。

不过废旧电池回收的价值会逐步回落,以下是我给出的理由:

青海省盐湖提锂技术得到了突破。当然,这其实是个2019年的旧闻,只不过我到了那边才知晓青海盐湖已有探明锂矿1700万吨以上。基于全球已探明锂矿储量也就3400万吨,我们可以大胆假设未来锂矿的价格会继续跳水(其实从2017年开始已经跳好几次了)。中国人买啥啥涨价,中国人造啥啥降价,锂的价格势必下降。

锂离子电池里头的另一种贵东西是钴,国际市场在最贵的时候能炒到折合人民币60万/吨以上的价格,再加上全球最大的钴金属生产国刚果(金)大量使用童工进行采矿,令“开电动车”有了天然的原罪,大家避而远之。虽然储量占全球65%的刚果(金)在2019年3月宣布钴为战略金属并将矿税调高至10%,但并不妨碍电池出货价格与回收价格继续走低,因为现在钴已成为电池厂商们最想摆脱的金属,所有研究院研究所都在钻研低钴或者无钴的电池配方。蜂巢能源就在今年12月2日宣布无钴电池接受预定,预计2021年6月量产。

废旧动力电池目前还很值钱,但回收不易。成本最高的锂和钴都在降价/降低用量,电池回收的经济价值将持续走低,将来电池拆解回收将成为环保优先议题,而非经济优先。

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未被拆解的电池都到哪里了?

与各种一次电池、非成组的二次电池不同,动力电池包里头的电芯有着相对不错的一致性,虽然充放电性能已经大不如前,但依然有新的岗位等着它们,业界将其称为 —— 梯次利用。

目前,国家规定汽车厂家的动力电池提供等于或超过8年/12万公里的质保期,电池衰减必须满足“500次充放衰减不超过10%,1000次充放衰减不超过20%”。实际上,多数动力电池在现实使用场景中都达不到这个标准。

目前电池技术进步神速,循环寿命正在飞跃,但目前我们要面对的海量电池是此前3-5年上市、现在正要淘汰下来的那批。

在正规的回收渠道中,废旧动力电池在检测判断为满足梯次利用条件之后,主要被用作以下用途:

1、大容量储能装置:天生大容量的动力电池包可用作组建太阳能发电、风力发电的储能装置,成本是全新锂电池的20%左右(根据住友商事公布的数据),2011年国家电网与比亚迪就有这样的合作项目。

2、低速车辆供能:给动力/续航需求较弱的电动车辆使用,比如高尔夫球车、园区通勤车、厂区AGV自动驾驶运输车等。

3、基建设施供能:给通讯基站、路灯等装置当储能装备,目前包括北汽新能源、长安在内的10余家车企已和中国铁塔达成合作。

4、UPS不间断电源:通用汽车曾用5组雪佛兰Volt废旧电池组建家庭备用电源,满电后可供3-5个美国普通家庭在断电后再使用2小时。同理,用在企业用途上亦可。

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中国的电池回收能力

电池回收两头难,一头是消费者大量闲置废旧电池,另一头是电池回收企业处理能力不足。

先来说消费者闲置的问题。目前我国的锂电池回收体系不算很健康:

1、报废回收 8%:直接报废的比例不高,这不是坏事,因为梯次利用更合适。

2、梯次利用 37%:这个比例还不够高,而且相当一部分进入了翻新出售的市场,坑人。

3、闲置 55%:闲置才是最大的问题,只有通过1/2渠道变废为宝才是王道。

我国主要有四类电池回收参与者:

1、第三方回收企业:邦普、格林美、豪鹏科技、友钻、光华等。

2、电池生产厂商:比亚迪、宁德时代、南都电源、国轩高科等。

3、电池材料生产厂商:赣锋锂业、东风鸿泰、华友钴业等。

4、汽车厂商:比亚迪、奇瑞新能源、北汽新能源。

不过,目前注册的208家动力电池回收企业中,具有废旧动力电池回收资质的仅30多家。

截至2020年3月,我国动力电池回收服务网点信息已增至11298个。可是,目前我国动力电池的回收市场并不规范,废旧电池只掌握在大的回收企业的收购渠道中,回收价格偏低(对消费者而言不公平),二道贩子抬价再卖,价高者得。

央视《正点财经》表示:2020年我国动力电池退役量将超20万吨,市场规模175亿元,2030年市场规模破1000亿元。

市场规模是吹给投资者听的,我们更关注的是国内有无足够的电池回收能力,防止污染走贵屿镇/龙塘镇模式危害后人。


电池回收 有法可依

工信部、国务院、发改委、环保部、商务部、质检总局、国家标准化管理委员会一直致力于规范动力电池回收(因为动力电池量大),以下是近5年密集发布的动力电池回收相关的国家政策,其法律基础是《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》《中国人民共和国循环经济促进法》等。

2018年7月的《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》督促业界建立“新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台”,目前国内已有393家车企、44家报废汽车回收拆解企业、37家梯级利用/42家再生利用企业加入平台。

近期令新能源股市大涨的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》完善了动力电池回收、梯级利用和再资源化的循环利用体系,鼓励共建共用回收渠道。建立健全动力电池运输仓储、维修保养、安全检验、退役退出、回收利用等环节管理制度,要求业界加强全生命周期监管。

实际上,国际上也有相当一部分有前瞻视角的国家制定了相关法律法规,比如德国早在2009年发布了《电池法》规范动力电池回收,美国的《含汞和可充电电池管理法案》和日本的《固体废弃物管理和公共清洁法》《资源有效利用促进法》都有同样目的。

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“换电模式”与“电池回收”的关联

2020年4月23日四部委发布的《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》,对2020年至2022年新能源补贴细则予以明确,其中一条“新能源乘用车补贴前售价须在30万元以下(含30万元),换电模式车辆除外”规定备受关注。

全系可换电的蔚来汽车,明显受到了政策照顾,这并非四部委给蔚来开了绿灯,而是国家给已经认同了“换电模式”对环保的贡献。在当今技术背景之下,车用动力电池的寿命远远低于整车寿命,非运营车辆的动力电池能用5年左右,运营车辆只能用3年,而车体寿命缺长于10年。采用换电模式之后,车电分离,寿命不需要强制同步,可以减少整车提前报废造成的巨大浪费,同时节省了消费者的新车购置成本。

因为补贴豁免政策,接下来可能会有更多车企愿意尝试换电模式,这给了消费者、车企、电池回收企业更高的自由度,电芯部分失效的动力电池不会给多方带来过高的整车沉没成本,回收企业的收购价格也可以压得更低,腾出更高的利润空间吸引更多有技术能力的企业进场。


“谁污染谁治理”,电池回收是车企的职责?

《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法(2018)》遵循的是“谁污染谁治理”的原则,虽然里头并没有100%明确责任人(不方便直接一对一追责),但精髓还是有很多的,笔者列出几条:

1、统一标准提升回收效率,源自第七条:动力蓄电池生产企业应采用标准化、通用性、易拆解的产品结构设计。

2、信息互通提升使用效率与回收回收,源自第八、九、十条:电池生产企业、汽车生产企业、销售商加强协同,数字化管理。

3、车企应建立回收渠道,源自第十二条:除了鼓励车企建立回收渠道之外,还鼓励汽车生产企业、电池生产企业、报废汽车回收拆解企业、综合利用企业多方式合作。

4、探索电池残值交易市场化,源自第二十七条。

虽然《办法》指定汽车生产企业承担动力蓄电池回收的主体责任,相关企业在动力蓄电池回收利用各环节履行相应责任,但若出了什么差错,车企并没有不可推卸的责任,因为接下来还必须有相关的法律条文规定惩罚条件和惩罚力度。

2020年9月,特斯拉中国在官网上公布了自家的电池回收服务,所回收的动力电池将交由工厂进行处理,承诺不会做填埋处理。特斯拉是业界第一吗?非也,只是很多车企做了但大家完全不关注罢了,比如威马就在2018年公布了电池回收的流程,其中还包括了模组、整包在不同场景中的梯次利用方式,走拆解流程的还要进行信息采集和安全检查等预处理。


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