鉅大LARGE | 點擊量:931次 | 2018年06月20日
探討動力電池回收梯次利用的“癥結(jié)”與“遠方”
為什么要回收電池?
電動車行業(yè)在過去幾年內(nèi)飛速增長。隨之而來的,對電池原材料的需求也會大大提高。鈷和鎳是動力電池里最稀缺的資源。自2016年以來,鎳的價格從低點翻了一倍,而鈷的價格則翻了三倍多。鈷有一半的儲量在政局極不穩(wěn)定的剛果金。手抓礦童工事件,及傳聞的暴利稅,都嚴重影響了鈷價穩(wěn)定及企業(yè)開采的投資計劃。在稀缺資源價格飛漲及產(chǎn)量不確定的情況下,從電池回收獲取資源,變得格外重要。
其次,從環(huán)保角度來看,廢舊動力電池含大量重金屬和有機物,電解質(zhì)及其轉(zhuǎn)化物產(chǎn)生的有毒氣體,這些都會嚴重威脅環(huán)境和人類的健康。所以,無論從經(jīng)濟,資源安全,還是環(huán)保的角度,動力電池回收都有很大的價值和必要性。
動力電池退役潮今年進入爆發(fā)期
根據(jù)業(yè)內(nèi)測算,2018年開始我國新能源汽車動力電池將會進入大規(guī)模退役階段,退役動力鋰電池達到近12GWh,2020年動力電池回收量將接近25GWh,而到2022年動力電池回收量將接近45GWh。按含金屬價值量計,2022年國內(nèi)動力電池回收市場規(guī)模將突破百億元,且未來會隨著電動車行業(yè)的增速不斷擴大。但目前國內(nèi)動力電池整體的回收網(wǎng)絡(luò)還很不健全。
電池回收的模式會是怎樣的?
參考日本的經(jīng)驗,自1994年起,日本逐步建立起“蓄電池生產(chǎn)-銷售-回收-再生處理”的電池回收利用體系。規(guī)定由汽車經(jīng)銷商負責(zé)向社會免費回收廢舊汽車電池,而汽車電池生產(chǎn)商為廢舊電池回收的主要負責(zé)人。生產(chǎn)商從經(jīng)銷商處收集廢舊電池后,轉(zhuǎn)交于廢舊電池處理商進行循環(huán)利用。在美國,雖然還沒聯(lián)邦政府層面的法規(guī)政策,但Tesla分別在北美和歐洲,和電池回收企業(yè)KinsburskyBrothers與Umicore合作回收電池。
按目前的國內(nèi)政策方向,中國的回收模式會是介于日本和特斯拉模式之間,以生產(chǎn)企業(yè)為主導(dǎo)的行業(yè)聯(lián)盟模式。
在2018年2月,工信部牽頭的七部委發(fā)布《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》,提出落實生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度,將汽車生產(chǎn)企業(yè)放在責(zé)任的首位,同時也鼓勵汽車及電池生產(chǎn)企業(yè),報廢汽車回收拆解企業(yè)與綜合利用企業(yè)等合作共建回收渠道。
目前看到聯(lián)盟的形式逐漸形成:如寧德時代通過之前收購的邦普做回收;格林美和比亞迪及東風(fēng)建立回收合作;北汽則和贛州豪鵬建立聯(lián)盟。這些聯(lián)盟將奠定未來中國動力電池回收的行業(yè)模式。
梯次利用至關(guān)重要
從資源利用角度來看,直接將退役電池作為原材料回收,其實是變相虧損。當(dāng)梯次利用動力電池使用成本在1000元每千瓦時,使用壽命超過1000次,其性價比就超過鉛酸電池了。在《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》里也提出,廢舊動力蓄電池的利用應(yīng)遵循先梯級利用后再生利用的原則。
梯級利用是將容量下降到70-80%以下的車用動力電池進行改造,利用到儲能及低速電動車等領(lǐng)域。我們認為,梯次利用不僅能從商業(yè)模式上進一步降低電池成本,同時儲能電池成本的降低,也能推動更多的儲能應(yīng)用場景和市場。
海外梯次利用的試點
不同儲能場景對電池要求不一樣。所以退役動力電池適用的場景和商業(yè)模式是下一個需要摸索的難題。就像回收,一些海外剃次利用的創(chuàng)新嘗試對剛剛起步的國內(nèi)市場有很大借鑒意義。
美國的FreeWire公司推出了一款叫Mobi的電動汽車移動充電站。這款產(chǎn)品是由廢舊電動車電池制成,能儲存48kwh的電量,超過目前市面上大部分電動汽車的電池容量。
日產(chǎn)汽車與住友商事株式會社在2010合資成立了4REnergy株式會社,致力于實現(xiàn)日產(chǎn)聆風(fēng)的鋰電池二次商業(yè)化利用。公司回收日本和美國市場中聆風(fēng)汽車的廢舊電池用于住宅及商用的儲能設(shè)備。
在歐洲,Younicos回收電池用以建立組合分布式能源的虛擬電廠,并會參與一次調(diào)頻市場的電價制定。德國博世集團利用寶馬的ActiveE和i3純電動汽車報廢的電池建造了2MW/2MWh的大型光伏電站儲能系統(tǒng)。
另外,特斯拉也在電網(wǎng)級儲能應(yīng)用,家用儲能墻,太陽能儲能等業(yè)務(wù)做了部署。這些未來也都是潛在梯次利用的場景。
限制中國儲能行業(yè)及梯次利用的因素
目前梯次利用儲能系統(tǒng)已經(jīng)能做到1元/Wh時代。但在國內(nèi)還無法大規(guī)模推廣,主要是因為:
1)電池還未進入大批量退役階段,所以可梯次利用的電池目前還很少;2)早期的動力電池性能,質(zhì)量和成本都不如現(xiàn)在的電池。另外,由于動力電池過去幾年飛速進步導(dǎo)致的可參照數(shù)據(jù)缺乏,退役電池性能和規(guī)格參差不齊,以及檢測配比難度高等因素,讓目前梯次利用市場化難度很大;3)相關(guān)行業(yè)配套政策還未落地,例如中國分時定價未全國推行,讓儲能電池的經(jīng)濟效益無法最大體現(xiàn)。所以目前動力目前大部分梯次利用項目都處于探索驗證階段。
但隨著電池性能的提升以及成本大幅下降趨穩(wěn),讓現(xiàn)有及未來動力電池梯次利用的價值大大提高。同時,我們也開始看到大型企業(yè)推動這個領(lǐng)域的決心。今年初,中國鐵塔與重慶長安、比亞迪、銀龍新能源等16家新能源企業(yè),簽約“新能源汽車動力蓄電池回收利用戰(zhàn)略合作伙伴協(xié)議”,探索梯次利用動力電池的模式。
目前市場情況,三元電池更適合資源回收,磷酸鐵力電池更適合梯次利用。
在目前上游材料價格不斷上升的情況下,三元電池回收的收益非常高。目前三元電池回收的成本大概在15000-20000元/噸,回收拆解后金屬材料按目前的資源價格能賣到42000元。而由于資源價格因素,磷酸鐵鋰回收價值很低。但其自身容量保持率和電解液保有率較三元電池更高,蓄沖次數(shù)更高,更安全,使用價值也更高。而目前磷酸鐵鋰電池無論在性能和成本方面改善的空間也有限,所以磷酸鐵鋰電池應(yīng)先于且更適合三元電池在梯次利用儲能行業(yè)的應(yīng)用。