震惊!新能源汽车电池五年累计报废量或达17万吨

导语

尽管新能源汽车在我国如雨后春笋般快速发展,但动力电池回收利用的“短板”却进展相对缓慢,甚至有些滞后。这在一定程度上构成了新能源汽车市场发展的隐忧。

1块20克重的手机电池可使1平方公里土地污染50年左右,那么,1块重以吨计的电动汽车动力电池会造成怎样的污染?

人无远虑,必有近忧。尽管新能源汽车在我国如雨后春笋般快速发展,但动力电池回收利用的“短板”却进展相对缓慢,甚至有些滞后。这在一定程度上构成了新能源汽车市场发展的隐忧。而这一问题的解决带有一定紧迫性,因为我国电动汽车动力电池淘汰高峰期即将到来,大约在5年以后就将出现大量换电需求,届时我国电动汽车动力电池累计报废量将达到12万到17万吨。

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中外企业加速抢滩动力电池市场

新能源汽车在天津推广较早,其中在公共交通领域应用相对成熟。记者日前探访了由国网天津电力投资运营的公交车充换电站——海泰综合充换电站。这是目前国内集约化程度最高、技术水平最先进的综合充换电站,它已经开始为多条公交线路运营车辆服务。

进入海泰综合充换电站,记者注意到在入口道路上铺设了一段金属板路,这段板路就是海泰充换电站独有的国内首创碾压发电系统。该碾压发电系统以道路为铺设载体,行人车辆为动力来源,实现新型能源转化。凡是车辆从上面行驶过、甚至行人在上面走过,都会引起系统震动,自动发电后并入电网。碾压发电产生的电能可为站内路灯提供照明动力。

充换电站已经实现了智能换电。进入换电区,可以看到有6个工位可为6辆公交车同时进行换电。通过两条相近隔离带的固定位置,公交车可确定其前轮停靠方位,待停稳后,操作人员按动按钮就可自动感应到位于车身下部的电池位置,实现智能充换电池,整个过程仅用8分钟左右。

业内人士分析,与单纯的充电相比,现在越来越多对连续续航能力要求较高的新能源汽车应用领域倾向于充电与换电结合,这就对电池的可拆卸性提出了更高的要求。

目前,北汽新能源出租车换电站已经在北京正式启用。该换电站与普通加油站相结合,采用全自动机械几分钟就能完成一块电池的更换。车辆的识别与支付也全通过电子设备完成,既方便也更加安全。出租车换下来的电池会继续放在这里充电备用,如果快速充电只需两小时即可完成,如果慢充大概需要8小时。

不过由于刚刚起步,可以实现换电的新能源出租车型号有限,在北京市场的投放量大约在400余辆。但随着出租司机的逐渐认可,越来越多新能源出租车将出现在马路上。

在今年的全国两会上,全国政协委员、力帆高级质检师邹先荣表示,新能源汽车一直以来因充电时间长,续航能力差,被认为是阻碍其普及的重要原因。采用换电模式则可以一定程度上解决续航的问题。“如果在城区或城郊区出租车频繁经过的区域安装换电设施,3至5分钟完成更换电池,就完全能实现像出租车的加汽、加油一样便捷。”他认为。

据中国汽车工业协会最新发布的数据显示,今年前5个月,我国新能源汽车生产13.2万辆,销售12.6万辆,比上年同期分别增长131.4%和134.1%,均已突破10万大关。无论是充电和充换电相结合,随着新能源汽车数量的快速增长,动力电池都是核心部件。

国内新能源汽车的大发展最直接带动了与之相关的动力电池业的快速成长。在天津采访时记者了解到,电池生产科技企业天津力神电池股份有限公司正瞄准新能源汽车产业的广阔前景,加速创新抢滩市场。正在建设中的电动汽车动力电池扩建项目2017年投产后,预计每年可新增产值超过40亿元。

据该公司总裁秦兴才介绍,最近几年,公司每年仅动力电池投入研发就在1亿元以上。力神还同国外合作成立力神迈尔斯公司,联合开展技术研发。目前,力神生产的新能源汽车动力电池在技术上已经得到了宇通、金龙、一汽江淮等国内外企业的认可。

巨大的市场还吸引了国外厂商的加入。韩国LG化学公司在南京投资设立的新能源汽车电池工厂也于去年10月竣工,预计今年开始量产。南京工厂也成为LG化学设在全球的第三个汽车动力电池生产基地。其他两家分别位于韩国吴仓和美国霍兰德。

据LG化学方面透露,该公司已经锁定了中国“前10强”整车厂中大半数的客户,包括了上汽、东风、一汽等,产品覆盖了从轿车到纯电大巴的多种规格电池,新工厂2016年订单量已经提前锁定。预计到2020年,在中国市场新能源汽车电池销售额达12.7亿美元。公司方面还表示,其产品除了技术优势外还有较强的价格竞争力。

未来巨量废旧电池处置成隐忧

在新能源汽车电池产业快速发展的同时,也有越来越多人士担心:废弃的电池是否会对环境造成新的污染,从而抹杀了新能源汽车的环保初衷呢?

教授吴锋就曾公开表示,1块20克重的手机电池可使1平方公里土地污染50年左右,可以想见,如果是几吨重的电动汽车动力电池废弃在自然环境中,将会对环境造成更大的污染。

记者调研发现,目前大多数车企对消费者承诺电池使用寿命和质保大都在10年以内。例如,比亚迪与戴姆勒合资生产的第一款纯电动车腾势续航里程达到300公里,腾势所用电池是磷酸铁锂电池,官方保证在充放电4000次以后保存80%的电池容量,电池保修期为6年或15万公里;Model S驱动装置和电池组的保修条款为8年不限里程,只要用户所购买的该汽车尚未超过8年时间,在驱动装置和电池组出现问题后,都可以享受免费保修服务。

不过,随着近几年新能源汽车市场销售的火热,大约在5年以后就将出现大量换电需求,尤其是使用频率较高的电池组,如出租车、公交车,需求产生可能将更快。据中国汽车技术研究中心预测,到2020年,我国电动汽车动力电池累计报废量将达到12万到17万吨。

在废旧电池处置上,再利用是一条重要渠道。业内普遍认为,动力电池报废后除了化学活性下降外,电池内部的化学成分并没有改变,只是充放电性能已不能满足车辆的动力需求,但完全可以用于比汽车的电能要求低的地方。

德国戴姆勒公司就联合多家相关背景的企业成立了合资公司,着手建立全世界最大的退役电池储能电站,用于平衡整个德国的电网压力。预期打造的储能电站容量为13兆瓦时,储能装置全部来自退役的smart电动版的动力电池。

值得注意的是,目前行业讨论比较多的是新能源汽车废旧电池的梯次利用。这些电池在被淘汰后还可利用在储能或者相关的供电基站以及路灯、低速电动车身上,最后进入回收体系,目前看这是一条比较现实的处置方式。

此前,通用汽车就曾提出,将电动车电池用于电网,实现二次利用。上海交大汽车工程研究院副院长殷承良对此认为,动力电池的梯次利用一方面可以实现节能,另一方面,如果梯次利用得到普及,无疑将极大地降低新能源汽车的成本。

不过有反对的声音认为,这些废旧电池大规模利用的前提是型号一致,且有足够多的数量,但其还面临着商业模式是否能够盈利的考量。相对而言,在小规模的家庭单位储能更容易实现。

淘汰高峰即将到来 技术瓶颈待突破

我国作为新能源汽车推广大国,今后面临废旧电池处置问题将更为突出。随着淘汰高峰期即将来临,这一问题的解决带有一定紧迫性。

不过,当前各生产厂商更专注于扩充产能,增加销量,对于电池回收的积极性并不高。而且,产业发展仍在初期,整个新能源汽车产业链尚未完全形成闭环,回收之后的处理技术其实也不完善。尤其是还没有国内企业探索出回收利用后经济效益显著的商业案例,对其他企业尚不能形成示范效应。

此外,环保对电池回收再利用的约束性也越来越强。如果技术不成熟,被动回收企业可能会付出更高的后续成本,这也影响了其参与的积极性。

由这些电池的生产商或新能源汽车销售商回收,某种程度上更为现实。为了鼓励生产企业回收动力电池,不少地方政府也开始积极探索。例如,上海曾出台政策表示,车企回收动力电池政府将补助每套1000元;深圳则建立动力电池利用和回收体系,每卖一辆车厂商拿出600元、政府拿出300元,用于回收动力电池,初步建立电池回收的机制。

专家表示,我国当前关键是突破废旧动力电池处置的技术瓶颈,找到一条既环保又经济的可行路径。通过开发可行的商业模式,为今后大规模处置提供解决方案。

当前,要促成动力电池的回收再利用,可先行探索统一电池的技术标准,为今后大规模串联组合奠定基础。在此方面,相关部门可以牵头制定参考性标准,引导企业生产标准化动力电池。同时还可以鼓励企业主动而为,通过配套的财税政策进行引导,鼓励企业进行投入和尝试。

值得注意的是,国外一些废旧动力电池处置技术越来越成熟,有的技术或设计思路本身值得借鉴。本田和日本重化学工业株式会社就共同开发了镍氢电池回收量产工艺,从失效产品里面提取混合稀土氧化物,进一步熔盐电解为可直接用于制备镍氢电池负极材料的混合稀土金属。这一方式相比从矿山开采的稀土更具有成本和组分优势。此外,通过熔盐电解获得混合稀土进行直接应用,也避免了进行复杂的稀土分离提纯,缩短了传统回收工艺流程。这种循环再利用的处理模式可能会成为今后处理电子电器废弃物的主要回收方式。

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