谁该为动力电池回收负责?

飞观

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· 1月17日

谁生产,谁负责;谁污染,谁治理。

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谁该为动力电池回收负责?

00:00 22:36

文丨飞观,作者丨魏初韡

2022年,你要买新能源电动车吗?

最近,有媒体报道,为了应对新能源购车补贴退坡的问题,各大厂商出台了不少应对之策,有的帮车主垫付补贴,有的则不涨价,变相降低车辆配置。

但也许从今年开始,补贴问题可能不再是令车主们算计的唯一问题了。

众所周知,对于一辆崭新的新能源汽车来说,它最贵的部件便是动力系统中的那块电池。

而新能源车被广大车主们冠以“电动爹”的吐槽,缘由便是那块让车主们颇为不满的锂动力电池,如果说充电难问题还可以找补找补充电基础设施建设的问题,那么续航焦虑和冬季电量衰减便是动力电池从娘胎里带出的缺陷了。

除此之外,新能源车的保值问题也跟那块电池有关,新能源汽车在二手车市场那脚踝斩的保值率直指电池寿命和电量衰减。

平均来说,一块锂动力电池的循环寿命在5年左右,过了这个时间点,电池电量便直线般下挫。当锂动力电池电量衰减到新电池状态的80%,那么这块车用电池的使命也就到头了。

于是,另一个问题便来了,寿命到头的动力电池流向了哪里?这个问题相信不少车主压根没想过。

但现在,这个问题却已经到了让全社会和整个新能源产业链,以及广大车主们不得不面对的严峻问题。

1、锂动力电池,内含21种有毒污染物

我们小的时候就知道,电池这个东西,处理不好其实很“危险”。 

2021年初,“玻璃大王”曹德旺在接受一场探讨“疫情危机与企业经营”的采访时表示,“新能源汽车一定有泡沫”,之后他表示,“更担心的是退役后的废弃电池如何处理的问题。”

一向低调的曹德旺很少向媒体表态,除了讲自己和自己企业的事,他也很少议论其他行业。

此次他开始关心起新能源汽车,原因除了福耀玻璃作为车用玻璃的主要供应商之外,更多的还有对动力电池污染的忧虑。

1939年11月9日,日本神奈川县一家脑科医院收治了一名神志不清的男子,这名男子发病时面部浮肿,后来浮肿蔓延全身,之后出现视力衰退和自言自语现象。医院内的医生一直无法查清他的病因,最终这名男子在极度痛苦中因心力衰竭死亡。

但他却不是孤例。

随后,这名男子同村的15名村民也接连出现与他同样的症状,由于无法查清病因,他们也接二连三地死亡。这不得不引起当地政府的重视,经过尸体解剖后,专家们发现他们均死于重金属中毒。

随后调查人员发现,这些死者都饮用了一家商店周围水井里的水,之后在调查这口水井时,工作人员又在水井附近挖出了300多节已经腐烂的电池。原来,是商店老板将商店中的过期废电池埋在水井附近,电池中的废液泄露,导致水井污染。

这便是出现在很多环境保护案例中的日本神奈川废电池事件。

虽然,当前的车用锂动力电池并不含有危险的重金属元素,但这不并代表作为化工产品的锂电池对环境没有污染。

目前的锂动力电池,无论是三元锂还是磷酸铁锂,内部均由正极材料、负极材料、电解液、隔膜、粘结剂等部分组成,这些模块中含有包括六氟磷酸锂、炭黑、石墨烯、硫酸、盐酸、硫酸铜、硫酸钙等在内的21种化学成分,它们均被列入我国污染物排放管制对象之中。

锂电池对环境主要危害 图源/申万宏源研报

磷酸铁锂电池中含有的六氟磷酸锂具有强烈腐蚀性,遇水易分解成氢氟酸。有机溶剂及其分解和水解产物会对环境造成严重污染,而磷一旦进入湖泊、河流,极易造成水体富营养化。

三元锂聚合物电池的正极材料,是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,其中镍、钴、锰的比例可以根据实际需要进行调整。三元锂离子电池含有大量的有价金属,通常Co占5%~20%、Ni占5%~12%、Mn占7%~10%、Li占2%~5%。

三元锂聚合物电池的正极材料  图源/来自于网络

尽管,三元锂电池不含铅、镉等有毒重金属,但镍、钴、锰和含氟有机物也会对环境造成污染。此外,三元锂电池报废后,它仍有300-1000V不等的高压,如果在回收、拆解和处理过程中操作不当,还有可能会引起起火爆炸、废气排放等环境问题。

另外,电解质溶剂及分解和水解产物会引发醛、酮、甲醇等有机物污染,电池的隔膜材料会造成有机物污染,动力电池的粘结剂受热分解会产生HF和氟污染。

中国人民大学环境学院的李岩教授曾对媒体表示,“动力电池如果不能有效回收,将对环境产生巨大危害。锂电池一旦发生电解液泄漏,会导致有毒性、腐蚀性的电解液流到自然环境中,负极材料中的碳和石墨会造成粉尘和对空气的污染。”

可以看出,动力电池绝不是可以像普通垃圾一样处理的废弃物,并且随着新能源产业政策的支持和新能源汽车的财政补贴,最近十多年,新能源汽车如雨后春笋般行驶在我国的大街小巷上。

2009年,财政部、发改委、工信部、科技部共同推出“十城千辆”工程,这标志着新能源汽车产业开始步入发展的快车道。

2014年是我国新能源汽车的元年,这一年政府陆续出台对新能源汽车有利的政策,包括购置税减免、鼓励营运车使用电动车和摇号上牌等优先待遇,并且加大对新能源车企和用户的各种财政补贴,极大促进了新能源汽车行业的快速发展。

据工信部公布的新能源汽车推广应用补助资金清算审核情况显示,2009年-2020年,中央财政补贴资金累计投入超1200亿元。加上历年地方财政补贴、充换电基础设施建设补贴,我国在新能源汽车产业上的补贴额度高达数千亿元。

2015年是我国新能源汽车产销量爆发的元年,当年产量为40.13万辆,同比2014年增长291%,销量为33.11万辆,同比增长342.9%。

中国新能源汽车销量情况 图源/东亚前海研报 

据中汽协刚刚公布的数据显示,2021年1-11月国内新能源车累计销量297.6万辆,同比增长177%。

11月国内新能源车销量45万辆,渗透率达到17.8%,1-11月新能源汽车渗透率合计达到12.7%,同比增长7.9%。

根据乘联会公布的最新数据显示,2021年12月新能源车销量达到47.5万辆,同比增长128.8%,环比增长25.4%。1-12月,全国新能源汽车零售销量达到298.9万辆,同比大涨169.1%。12月国内新能源汽车零售渗透率为22.6%,全年渗透率达到14.8%。

在整个车市销量逐年下滑的情况下,新能源汽车销量节节攀升,不少从业者认为新能源汽车即将进入市场拐点。中汽协预判,2022年我国新能源汽车将继续保持高速增长,年销量有望突破500万辆,同比增长47%。

12年来,我国新能源汽车销量实现了262倍的增长,从2009年当年的5209辆,增长至2020年的136.7万辆,我国至此连续7年成为全球最大的新能源汽车市场。

伴随新能源汽车销量猛增的同时,是动力电池装车量的节节攀升,截至2021年11月,我国的动力电池月度装车量已达到20.82Gwh,创历史新高。

前文已经提到,锂电池的寿命普遍在5年左右,2021年预计退役的动力电池就达到25.2万吨,而预计2030年退役的动力电池将达到237.3万吨。

未来10年动力电池退役情况 图源/东亚前海研报

如此众多的动力电池一旦处理不慎便会对公众安全健康和生存环境造成巨大危害,因此动力电池必须回收,并进行无害化处理。

而且动力电池内含有诸多金属,通过回收再利用可以在一定程度上降低上游原材料成本。由此动力电池回收行业也将成为绿色循环经济的范本,在各行各业愈发内卷的今天,一片崭新的蓝海吸引着产业界的关注。

2、锂、镍、钴涨涨涨,“收破烂”生意迎来利好

一块动力电池的成本构成中,正极材料占比约40%。

这是由于动力电池的正极材料中含有镍、钴、锰等金属资源,尤其是在三元锂电池中,镍、钴、锰、锂的占比分别达到12%、5%、7%和1%。

动力电池金属含量  图源/光大证券研报

磷酸铁锂电池中不包含钴、镍等稀有金属,但锂的含量达到 1.10%,明显高于我国开采的锂矿石品位(我国锂矿山中矿石的平均品位为0.8%~1.4%,对应的锂含量仅0.4%-0.7%)。

另外,镍和钴是电池正极材料的关键原料,2016年中国钴矿储量仅为8万吨,占比仅为 1.1%。根据美国地质调查局(USGS)的数据显示,2016年全球镍矿储量总共约7800万吨,而我国镍矿储量达到250万吨,占比仅为3.2%。

国内稀缺的镍与钴矿资源对我国新能源产业的发展带来巨大掣肘,与此同时,国内本就储量不足的锂、钴、镍等金属还面临着矿石品位不足和开采成本大的因素,这导致我国的动力电池主要金属资源主要依靠国外海运进口维持。

近年来,随着新能源产业下游需求的爆发,传导至上游原材料成本逐年上涨。

去年年末,在国内锂加工企业内,有企业家便对媒体表示,“照当前的趋势下去,锂价很有可能站上30万每吨的高位”,只不过这天很快到来。

截止2022年1月13日,据生意社数据,国内电池级碳酸锂的报价已经达到每吨36万的高位,而电解镍也已经到达每吨16.77万元,相比去年同期均有大幅增长。

图源/生意社

图源/生意社

另外,据海外消息,澳洲7大锂矿山中的三座处于停产状态,导致3.3亿吨的锂矿和112.5万吨的产能受到波及;印尼政府也从2009年开始不断紧缩镍矿出口,到2020年1月1日,所有品位的镍矿已经被禁止出口。

因此,从动力电池中回收金属资源也将会为上游原材料降低成本带来利好,国际市场研究机构Market sand Markets数据显示,预计2025年全球动力电池回收行业规模将达到122亿美元,到2030年达181亿美元,作为新能源汽车保有量最大的地区,中国也将成为最有前景的动力电池回收市场。

但上文也提到,动力电池内包含众多有毒和对环境污染的化学成分。

中国人民大学环境学院教授李岩表示,“市面上的动力电池是电池包(组),需要专业企业进行拆解,因此对拆解场地、装备、人员安全都有一定的要求。拆解后的废液和固体废弃物,必须按照危险废弃物收集、储存、转运和保管,不得将废液或固体废弃物丢弃、填埋或焚烧。”

举例来说,锂电池经过热解、粉碎等物理预处理和浸出、萃取等化学处理后,只能得到镍、钴、锰的萃取液,想进一步提纯,需要加入大量氨水处理,之后将得到大量有害的含氨废液。

而含氨废液排入环境中,将导致自然水体富营养化,造成水中生物死亡,而高浓度的氨氮废水也会对人类健康造成极大威胁。

因此,动力电池回收必须由具备资质的专业企业来进行,据我国工信部发布的《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》显示,仅有27家进入白名单的企业符合我国电池回收行业的准入标准。

这其中就包括被锂电池龙头宁德时代收购的广东邦普,去年10月13日,宁德时代发布公告,公司拟由控股子公司广东邦普及其控股子公司在湖北省宜昌市姚家港化工园田家河片区投资建设邦普一体化电池材料产业园项目,项目投资总金额不超过人民币320亿元。

新建设的邦普一体化电池材料产业园具备废旧电池材料回收、磷酸铁锂及三元前驱体、磷酸铁锂、钴酸锂及三元正极材料、石墨、磷酸等集约化、规模化生产的能力。

邦普集团始于2005年,河南人李长东因高考落榜选择南下打工,在广州电池厂中,他意识到电池生产利润越来越低,并且生产过程中还会产生很多残次品。他认为应该将这些废料再利用,于是他瞄准了电池回收,并于2005年创办广州邦普。

随着新能源汽车风口的到来,动力电池迎来了爆发式增长,李长东也顺势开始布局车用动力电池领域,随后他“破烂王”的名声在电池行业内越打越响。

当前,邦普集团已在全国范围内设置15个回收网点,这些网点直接对接车企销售售后服务网络,从而可以快捷地解决动力电池回收的问题。

2013年,宁德时代看上了广东邦普,作为动力电池龙头,宁德时代通过收购子公司切入动力电池回收业务,有利于提高其向上游原材料企业的议价能力,降低电池的生产成本。

当前,包括比亚迪和国轩高科等在内的动力电池生产商也纷纷开始布局动力电池回收业务,以建立战略联盟、参股等形式与材料企业和第三方回收机构合作。

众多电池厂商参与电池回收业务,除了对降低自身电池生产成本的需要,也有国家法律和政策强制规定的要求。

3、谁生产,谁负责;谁污染,谁治理

2021年的“两会”上,“加快建设动力电池回收利用体系”出现在2021年的政府工作报告中。

往前追溯,自2012年以来,我国相继出台多项动力电池回收相关的重要法律法规,其中最为重要的是2018年工信部发布的《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,这一法案中,我国政府对于动力电池回收的生产者责任延伸制度(EPR)进行了明确规定,新能源车企承担动力电池回收的主体责任,相关的动力电池厂商和回收公司也必须承担起配合协调的义务。

我国政府多次发布动力电池回收政策 图源/东亚前海研报

生产者责任延伸制度(EPR),是1988年由瑞典隆德大学环境经济学家托马斯在给瑞典环境署提交的一份报告中首次提出的,它通过使生产者对产品的整个生命周期,特别是对产品回收、循环和最终处置负责来实现。

经过欧美国家数十年的发展,生产者责任延伸制度(EPR)已经成为当代欧美环境保护法的重要基本原则。

我国自1995年实施《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》后,国家发改委、工信部、商务部、环境保护部等部门都在各自职责范围内,积极推动生产者责任延伸制度(EPR)的规范和实施。

2016年,国务院办公厅印发《国务院办公厅关于印发生产者责任延伸制度推行方案的通知》,通知中强调,“建立电动汽车动力电池回收利用体系,电动汽车及动力电池生产企业应负责建立废旧电池回收网络,动力电池生产企业应实行产品编码,建立全生命周期追溯系统。”

2018年,工信部《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》明确了汽车生产企业将承担动力电池回收的主体责任,整车企业也在陆续布局电池回收业务,在全国各地4S店设置回收网点。

这其中,采用换电模式的新能源车企或许会在动力电池回收方面占据先手。

去年年末,在刚刚结束的蔚来NIO Day上,李斌表示2022年蔚来将在国内市场累计建成超过13000个换电站。

蔚来内部对记者表示,换电的好处一是能解决高端2C市场和营运车辆的需求,二便是可以打通电池回收链条。

2013年,特斯拉曾经尝试过换电模式,但很快便放弃了。马斯克对于换电模式并不看好,在2019年的特斯拉股东大会上,马斯克表示“换电模式的推广价值不大”,尤其是面对免费的特斯拉超充。

但2020年特斯拉上线了电池回收业务后,不少观察家认为未来特斯拉有可能“捡回”换电模式,毕竟换电极大方便了动力电池回收,有利于形成产业闭环。

多年来,特斯拉一直与第三方回收商合作,从寿命到期电池组中回收金属。

据Electerk报道,2019年开始,特斯拉就自研可以实现“显著节省”的回收系统。同时,特斯拉联合创始人兼CTO JB Straubel退出公司,自己成立了一个名为Redwood Materials的公司,主业就是电池回收。

除了蔚来有可能介入电池回收之外,国内明确表态布局电池回收的是威马。

2018年12月26日,威马汽车在上海举行了一场主题为“动力电池回收利用”的公开课。

当时威马汽车合伙人、人力资源副总裁宋洁进行了相关演讲,她在演讲中提到,“威马汽车成为全国第一批进行回收服务网点信息申请的整车企业,构建了完善的动力电池回收利用体系。”

威马同时建立了“威马汽车电池溯源上传系统”,并与国家平台进行了联网,对动力蓄电池生产、销售、使用、退役回收、利用等全过程进行信息采集,落实动力电池各环节信息的溯源。

另外,作为国内电池梯度利用的主要客户,威马也与中国铁塔签署战略合作协议,就动力电池梯次利用和回收进行深度合作,增强对资源环境友好的回收利用模式,全面有效地实施电池全生命周期溯源管理。

尾声

据中国汽车技术研究中心的数据显示,2020年国内累计退役的动力电池超20万吨,市场规模达到100亿元。预计2025年,我国废旧动力电池回收市场规模将达到400亿元。预计2030年,三元锂与磷酸铁锂电池回收将成为千亿级市场。

随着市场逐渐起量和相关法律政策的逐步完善,一片新蓝海市场即将到来。

但业内从业者表示,当前动力电池回收市场仍面临着产业链内各参与方动力电池数据信息共享没有打通,电池残值量测量标准不统一的问题,另外磷酸铁锂电池的梯次利用技术标准也处于摸索阶段。

未来,动力电池回收需要整个行业形成合力,动力电池生产企业为新电池提供销路,汽车厂商则提供回收渠道,而第三方回收企业则实现电池的高效回收利用。三方共同承担经营风险,最大程度地降低回收成本,方能实现规模化效应。

参考资料:

[1].《动力电池回收:站在千亿市场爆发的前夕》.东亚前海证券

[2].《动力电池回收:降本与突破锂约束,构成锂电循环闭环——碳中和深度报告(四)》.光大证券

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