中国汽车产业发展靠着新能源汽车实现“弯道超车”。数据显示,中国新能源汽车连续九年领跑全球,2023年产销分别完成958.7万辆和949.5万辆。但在新能源汽车产销高增长的背后,一个问题却日益凸显——废旧动力电池的回收处理。特别在新能源汽车及储能电池的大规模生产背景下,中国企业对制造动力电池的原材料进口依赖度很高,这导致锂、钴、镍、锰等原材料价格都有不同程度上涨。
动力电池回收,不仅具有生态价值,同时兼具市场价值。如今在新能源汽车整车制造、新能源电池等重点环节,不少城市凭借先发优势已经聚集起厚重的产业优势,头部格局已经基本成型。而随着新能源汽车产销高增长阶段的到来,动力电池回收正作为全新的赛道浮出水面,并被称为新能源汽车产业链的“最后一公里”。
依据中国现行的《机动车强制报废标准规定》,新能源私家车在行驶里程达到60万公里,建议执行报废处理。对于运营车辆,则依据车型大小设定了相应的强制报废年限。
东亚前海证券研报显示,以5年使用寿命为基准,2030年中国将有大量废旧动力电池需要报废处理,总规模将达到237.3万吨。其中,磷酸铁锂电池将达到153.1万吨,三元电池将达到84.2万吨。
据高工产业研究院(GGII)预测,到2025年,中国需要回收的废旧电池容量将达到96万吨,2025年通过回收动力电池可再生的锂、钴、镍、锰资源量分别约占相应需求量的27.7%、55.5%、28.7%、47.9%。预计到2030年,动力电池回收的市场规模将达到1074.3亿元。
废旧动力电池像一座巨大的“城市矿山”,背后蕴含着巨大的经济价值。而这座“金山”,吸引了众多“掘金者”前来。
格林美作为首批“掘金者”,20多年前深耕电池回收领域,如今已发展成为一家市值达300多亿元的上市企业。
宁德时代2015年进入到动力电池回收领域,通过收购邦普循环,顺势切入了动力电池产品梯次利用及回收产业链,成功构建起“电池生产-使用-梯次利用-回收与资源再生”的产业闭环,进而为其提高对上游原材料供应商的议价能力、降低动力电池生产成本创造了空间。
亿纬锂能、国轩高科等新能源电池制造商也积极布局电池回收。它们在确保制造原材料稳定供应的同时,进一步延链、强链。
与新能源电池产业息息相关的材料企业、汽车企业、节能环保企业等也加入动力电池回收的队伍中。据中商情报网和东北证券提供的数据显示,2018年中国注册的动力电池回收相关企业数量为2000余家。到2022年,这一数字迅速攀升至3.8万家。截至2023年9月,中国已有超过11.2万家企业注册“电池回收”。
动力电池回收受到了市场的广泛关注,相关政策也在积极推进。国家发改委在2021年发布的《“十四五”循环经济发展规划》中明确提出了废旧动力电池循环利用的发展方向,并将其列为五大重点工程和六大重点行动之一。
为了推动新能源汽车行业的健康有序发展,自2018年开始,工信部陆续公布多批符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》的企业白名单。这些被列名的企业,以“正规军”的身份,参与电池梯次利用和再生利用工作,成为汽车制造厂和电池生产企业在项目招标过程中的重要考量因素。
2024年1月17日,工信部公布了第五批符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》的企业白名单,共有来自21个省(区、市)的68家企业入选,其中山东入选企业为德隆再生资源有限公司、山东希格斯新能源有限责任公司、北辰先进循环科技(青岛)有限公司、山东中庆环保科技有限公司。
至此,国内废旧动力蓄电池综合利用白名单企业总数达到了156家。但在这个数字背后,全国有超过11.2万家企业注册“电池回收”。
“这暴露出一个行业问题:在‘正规军’之外,存在着大量‘小作坊’从事电池拆解业务。这些‘小作坊’不仅缺乏相关资质与监管,还会存在非常大的安全隐患和环境污染风险。”天能控股集团董事长张天任在一次采访中表示。
与合规企业相比,“小作坊”有自己的电池来源,它们回收工艺大多简单粗暴,以牺牲环境为代价获得高利润。这对为保证回收效率及环保合规,在厂房、设备、环保处理、数字化等多方面投入较高成本的合规企业来说,显然难以与之正面公平竞争。
“大致估算下来,流向白名单企业的废旧电池不到四分之一,约四分之三的废旧电池被‘小作坊’消化。”有行业内人士表示。
“回收再利用产业目前尚处于发展初级,其主要原因之一是业内电池容量检测、拆解回收等工序的自动化程度尚未达到较高水平,因此,在很大程度上仍依赖于人力操作。”北辰先进循环科技(青岛)有限公司(以下简称“北辰循环”)创始人、董事长张涛告诉记者。
自动化程度不高的原因在于,当前各家动力电池企业为占据市场高地,不断进行技术迭代,研发出更多新型号。即使是同一家动力电池生产企业,同一客户的不同车型所用的动力电池的尺寸、外形等也各不相同。
虽然2017年国家发布了《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》(GB/T 34013-2017)推荐性国家标准,规定动力电池一共有145种规格,包括圆形电池6种、方形电池125种、软包电池14种。但由于技术多样性、应用需求差异大、产品定制化程度高等因素影响,动力电池的标准化仍面临多重挑战,这也影响电池回收环节,导致回收方面自动化程度不高。
“当下电池技术发展迅速,个人认为回收工艺开发相对电池技术的发展速度是‘被动的’。”青岛能源所副研究员梁文渊告诉记者。
梁文渊表示,目前废旧动力电池在进行拆包分解后,资源回收方法主要有两种:火法回收和湿法回收。火法回收通过高温处理,而湿法回收主要是采用酸碱处理后得到浸出液,再从浸出液中提取金属。
“这两种方法都有各自的问题。前者高能耗、高排放;后者流程较长、投资成本高。目前业内仍在寻找更加经济、环保、高效的回收技术。”梁文渊表示,除了上述两种已成熟的工艺之外,目前还有如生物法、超临界二氧化碳萃取法等新兴工艺正处于研发初期阶段,尚未得到广泛应用。这些新兴工艺在技术上仍需要进一步完善和优化,以达到工业化应用的水平。
清华大学、中南大学、中国矿业大学以及青岛能源所等一批高校与机构,连同企业,正在深入探索回收行业的工艺技术创新与未来发展趋势。
“中国新能源产业的快速发展,给回收循环产业带来巨大的机遇,技术是需要实践、落地的,这是中国回收工艺技术能够快速发展的基础。”科研能力的强劲终究需要企业层面的落地与实践,张涛对产业的未来充满信心。
全国各地都在抢抓新能源汽车、储能等新质生产力,在规划发展时会把回收再利用一并纳入,形成产业闭环,打通这“最后一公里”。
2024年1月4日,山东省政府发布了《2023年度全省新能源汽车产业高质量发展工作方案》,其中包括绿色低碳“创新突破”行动,旨在推动汽车与动力电池回收拆解产业的协同进步,并计划建设一批绿色低碳工厂。
方案中提出将支持济南、青岛等地发展新能源汽车及电池回收产业,打造绿色示范基地。针对行业所遇到的问题,也提出相应的政策,包括:完善相关资质认证,开展再利用认证服务;鼓励研发拆解装备,发展智能化柔性生产线及相关产品;推动产业链零碳发展,支持零碳工厂认证等。
目光聚焦青岛,在引进国轩高科、鹏辉能源、力神新能源等“链主”企业发展本地新能源产业的同时,也没有忘记电池回收产业这“最后一公里”。青岛将把建设国家废旧物资循环利用体系重点城市作为目标,打造全链条废旧物资循环利用体系。
青岛能源所在氢能储能产业上的一系列突破令人瞩目,在废旧电池回收技术中,干湿法都已有突破。青岛市大力扶持的城阳区储能产业园里,鹏辉能源、北辰循环、青岛乾运高科新材料等相关企业汇聚于此,为青岛新能源产业链的发展提供助力。
对于青岛企业的差异化之路,北辰循环的探索具有代表性。作为回收行业“正规军”、白名单企业之一,该企业已探索出属于自己的发展道路—以科技突围,赋能产业发展。
在科研方面,北辰循环拥有创新实践基地、数十人的研发团队,而其自研的《全干法物理破碎分选工艺技术》已入选《2023年山东好成果(青岛)》。据了解,《2023年山东好成果(青岛)》聚焦青岛市具有引领作用的原创科技项目,旨在打造科技服务产业链新业态、新模式,为新质生产力培育锻造“创新引擎”。
据介绍,北辰循环采用了独树一帜的全干法物理破碎分选工艺,建设成本不到火法工艺的10%,同时采用先进的能源架构设计,设施运行接近零排放,回收率高于95%。张涛表示:“我们的技术优势主要体现在对电池破碎过程的环境控制上,通过切断引发火灾的因素,并避免采用化石燃料和焚烧热解等技术,我们成功地大幅降低了碳排放。”
在赋能企业上,北辰循环的先进技术已成功助力多家回收企业,实现赋能,相继完成上海、江苏等地项目。
张涛告诉记者:“我们的目标是构建一个集研发与实践于一体的循环技术创新平台,致力于传授可持续发展的核心技术,为企业提供全面解决方案,从而推动整个行业的绿色发展。”
北辰循环的探索,其实就在扮演着“赋能者”与“服务者”的角色,在持续创新的同时,也为产业链上的企业提供技术服务。
“超级电容、风电机组、光伏板、燃料电池、柔性屏、智能穿戴等产品都是可以回收的,北辰循环致力于研发跟得上时代的循环利用技术,不会局限在动力电池。”在记者看到公司的标语“让循环跟上时代”时,张涛向记者解释道。
在新能源汽车整车制造、新能源电池等重点环节,不少城市凭借先发优势已经聚集起厚重的产业优势,头部格局已经基本成型。而随着新能源汽车产销高增长阶段的到来,动力电池回收赛道已经浮出水面,被称为新能源汽车产业链的“最后一公里”。机遇再次闪现,青岛需要加速创新探索出自己的差异化发展路径。
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