加强电动汽车退役动力蓄电池回收利用管理

发布时间:2019/3/14 11:00:40

  【提要】随着汽车动力电池的迅猛发展,退役废旧动力电池的问题越来越凸显。动力电池回收利用链条长、环节多、范围广,涉及管理制度、政策衔接及市场机制等诸多方面,目前仍存在着较多急需解决的问题。建议加快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,建立动力电池工艺标准和梯级利用标准,建设省级回收处理中心站,支持技术攻关,改进电池回收利用方法。

 

市政府参事 程维明

  推动新能源汽车动力蓄电池回收利用,有利于保护环境和社会安全,推进资源循环利用,有利于促进我国新能源汽车产业健康持续发展,对加快绿色发展、建设生态文明和美丽中国具有重要意义。根据中国汽车协会的统计,2016年末,全球新能源汽车保有量达到200万辆,其中中国以90万辆排名第一。随着汽车动力电池的迅猛发展,退役废旧动力电池的问题越来越凸显。2018年汽车动力蓄电池开始进入规模化退役期,预计2020年累计退役量将超过20万吨(24.6GWh)。汽车动力电池属于严重污染类废旧物品,处理不善将对环境状况有较大威胁,退役动力电池的回收再利用及其管理问题亟待解决。

  一、废旧动力电池回收利用存在的问题

  1.2018年8月1日起施行的《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》明确要求建立动力蓄电池溯源信息系统,以电池编码为信息载体,构建“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”,实现动力蓄电池来源可查、去向可追、节点可控、责任可究。但现在各生产企业编码情况良莠不齐,有的已经实现了内嵌跟踪芯片,并采用自定溯源管理系统,有的企业却还未开始施行编码工作。

  2.由于现有电动汽车的复杂性各不相同,在设计与制造工艺,高效率电池、高能量密度电池成组形式,应用车型使用工况,生产日期服役时间等各方面都多种多样,造成电池拆解回收工艺流程复杂,无法大规模自动化拆解,作业成本与环保成本高,难以形成产业化经营。国内从废旧动力电池中回收碳酸锂的成本是企业直接生产成本的5倍以上。废旧动力电池的回收客观存在成本高,生产企业普遍缺乏回收热情,往往将回收的电池转手给小型加工企业,赚取一定利润(约5%),由此造成诸如低劣假冒产品,或其他不良、无序利用。最终大部分旧电池流入非法市场粗暴拆解,用减少环保支出方式降低拆解成本,电池内里重金属、电池液直接污染环境。

  3.随着电池衰减程度的加深,安全性不断降低,回收企业需要有相应的手段和能力。回收企业的资质也成为制约电池回收的又一瓶颈。废旧动力电池根据寿命,回收企业的需求会比电池生产企业滞后3~5年。由于经济效益不容乐观,有的企业拆解的收益甚至不能覆盖成本,电池生产企业没有意愿进入。至今具备资质的企业寥寥。

  4.动力电池回收领域存在的最大问题是缺乏回收标准及梯级利用标准。电动汽车淘汰下来的电池,仍可以继续使用,可以按照电池剩余容量的不同运用到储能系统以及路灯、低速电动车、电动自行车等方面。但电池容量达到何种程度可以进入下一阶梯利用,何种程度不能再进行梯次使用需要进入回收程序,涉及到老化、失效机理,后续寿命,安全性、可靠性检测,分级筛选技术,工况测试,重组与管理技术等方面,有关这些方面的标准还不完善。

  5.由于目前废旧动力电池的二次利用和再生回收市场远未形成规模,且由于各个厂家的动力电池规格和标准的差异,导致后期梯次利用时需重新进行标定,增加了成本,经济效益不显著,愿意在该领域进行技术研发的科研院校和企业很少,技术研发落后,大多还是传统的废旧物品处理方式,经营状况较差。

  二、建议

  针对目前电动汽车退役废旧动力蓄电池回收利用中存在的问题,提出以下建议:

  1.加快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。动力电池编码制度可根据企业状况采用条形码、二维码、内嵌芯片等不同形式,加强跟踪管理,建立防伪和系统安全保障能力,从源头上强化对动力蓄电池回收利用管理。

  2.建立动力电池工艺标准和梯级利用标准。由政府组织专家或委托行业协会统一制定标准,并根据行业发展情况及时更新。根据用途如电动汽车、电动自行车、储能系统等分门别类统一管理。在电池企业研发的初期阶段就要求考虑动力电池的梯级利用,便于后期回收利用、拆解,有利于提高废旧动力电池的二次利用的可行性,同时也从另一方面保证了动力电池的产品性能。技术政策对车企的动力电池设计、拆卸、贮存、运输、放电、拆解等环节应有相应的细化标准。

  3.建立省级回收处理中心站。由政府制定补贴和政策制度,建设有资质的省级回收中心站。各生产厂家将自身梯级利用产生的利润回馈给收集渠道及回收站,委托回收站将不能再梯次使用的电池进行最后拆解;或回收站直接收集可梯次利用的废旧电池,按标准实行梯度分级利用,由此产生效益补贴收集渠道和进行最后拆解。

  4.动力电池在容量、内阻、电压等方面表现出来的不一致问题,与电池自身的充放电反应机理密切相关。若要真正破解一致性问题,还需要在动力电池性能衰减机理和电池健康状态评价等方面开展大量研究工作。政府应该支持更多的理论研究项目,企业特别是国企应该支持更多的应用研究项目,用科技手段解决动力电池回收利用中的技术难题、工艺难题,提高电池使用效率,改进电池回收利用方法,降低再利用的成本,体现出动力电池回收利用的商业价值。

  5.由于新能源汽车生产运营企业、动力电池制造企业、BMS和PACK企业、储能系统集成商、电池回收企业在梯次利用产业链中所处位置和动力电池资产所有权形式的不同,在开展梯次利用业务过程中选取的商业模式、面临的问题和承担的回收责任也有所差异。一方面新能源汽车生产企业在开展动力电池回收再利用时希望掌握电池原始工艺的PACK企业更多参与其中;另一方面专业化梯次利用系统集成商还会面临来自电池回购规模和成本的压力和难以获取准确电池历史运行数据的困扰。因此,政府必须理顺生产、销售和使用者之间对于汽车动力电池回收再利用的责权利关系,明确惩罚措施,同时明确生产者需承担拆解和梯次利用的主体责任,销售者和使用者则需要承担回收流通的主体责任。

  6.利用动力电池梯次利用的时机,加快智能电网和分布式电网的建设,推动各类储能电站的建设。在系统集成方式上,小功率、多分支结构成为梯次利用系统的优选集成方案。由于梯次利用中的大部分电池的使用成本都很低,原来由于成本高昂而进退维谷的家用电网储能完全可以利用这一战略机遇加速推进。政府应研究梯次利用动力电池在经济层面和政策层面的可行性,出台有针对性扶持和鼓励政策。

  加快发展废旧动力电池的二次利用和再生回收产业,要围绕提高产业技术水平和竞争力,以企业为主体、以市场为导向、以工程为依托,强化政府引导,完善政策机制,培育规范市场,着力加强技术创新,大力提高技术装备、产品和服务水平,以满足市场潜在需求,形成新的增长点。