動(dòng)力電池的循環(huán)利用之旅

“電池‘沒勁兒’了?！焙蔽錆h一家出行服務(wù)平臺(tái)的車隊(duì)負(fù)責(zé)人梁永不時(shí)會(huì)聽到司機(jī)這樣抱怨。

車隊(duì)這批新能源汽車只開了五六年，怎么會(huì)“沒勁兒”？梁永解釋，網(wǎng)約車使用強(qiáng)度大，電池容量衰減快。

截至2023年，我國新能源汽車產(chǎn)銷量已連續(xù)9年保持全球第一。同時(shí)，我國已成為動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)領(lǐng)跑者，市場規(guī)模連續(xù)8年全球領(lǐng)先，建成了產(chǎn)業(yè)鏈最全、規(guī)模最大的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)體系。龐大基數(shù)下，廢舊動(dòng)力電池該如何處理？

不久前，國務(wù)院印發(fā)《推動(dòng)大規(guī)模設(shè)備更新和消費(fèi)品以舊換新行動(dòng)方案》，要求實(shí)施回收循環(huán)利用行動(dòng)，完善廢舊產(chǎn)品設(shè)備回收網(wǎng)絡(luò)。在湖北武漢、荊門，記者追蹤一批動(dòng)力電池，調(diào)查其循環(huán)利用的過程。

回收——

新產(chǎn)業(yè)催生新增長點(diǎn)，回收渠道加速布局

了解到梁永所在車隊(duì)的情況，汽車公司售后服務(wù)人員聯(lián)系上格林美股份有限公司的動(dòng)力電池回收員。

第二天，回收員上門，用絕緣膜把拆下的動(dòng)力電池層層包裹起來，做好標(biāo)記，裝車運(yùn)往格林美武漢園區(qū)。

記者隨貨車來到園區(qū)，只見搬運(yùn)叉車穩(wěn)穩(wěn)行駛，將電池送入車間，在自動(dòng)化設(shè)備中完成電池容量快速檢測?！叭萘枯^高的，會(huì)留在武漢再利用；衰減嚴(yán)重的，將被送往荊門園區(qū)處理?！备窳置谰G色產(chǎn)業(yè)（武漢）創(chuàng)新研究院副院長別傳玉介紹。

格林美公司回收處理的動(dòng)力電池，約占全國退役動(dòng)力電池總量的1/10。這家企業(yè)曾以回收報(bào)廢汽車作為主營業(yè)務(wù)之一，在全國有多個(gè)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，與不少車企建立了穩(wěn)定合作渠道，進(jìn)入廢舊動(dòng)力電池回收領(lǐng)域，可謂順勢而為。近兩年，隨著第一批新能源汽車的動(dòng)力電池陸續(xù)到達(dá)回收年限，該企業(yè)率先“吃”到紅利。

進(jìn)入新領(lǐng)域，形成增長點(diǎn)，并非易事。“回收渠道穩(wěn)定與否，影響回收企業(yè)的成本，決定企業(yè)后續(xù)再利用環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)規(guī)模，這是第三方回收處理機(jī)構(gòu)最關(guān)心的問題之一?！敝袊噭?dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟回收利用分會(huì)理事長張宇平介紹。

實(shí)際上，可供回收的不僅包括退役動(dòng)力電池，還有電池生產(chǎn)過程中未被加工成電芯的廢料。記者調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前，廢料回收市場規(guī)模同樣不小。

在距離格林美荊門園區(qū)不遠(yuǎn)的湖北億緯動(dòng)力有限公司電池廠，一批批全新的鋰電池產(chǎn)品正有序下線。

惠州億緯鋰能股份有限公司，鋰電池制造頭部企業(yè)之一。億緯動(dòng)力電池廠正是由該企業(yè)投資建設(shè)，如今已發(fā)展為華中地區(qū)規(guī)模最大的動(dòng)力和儲(chǔ)能電池生產(chǎn)基地。在龍頭企業(yè)帶動(dòng)下，近百家企業(yè)集聚形成動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈上下游。

格林美荊門園區(qū)動(dòng)力電池回收處理中心負(fù)責(zé)人黃冬波說，公司與億緯鋰能簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，定向回收億緯動(dòng)力的廢料，將其處理成原材料后再返還給電池廠。這種回收模式被稱作“廢料換原料”。

目前，格林美與國內(nèi)外750多家整車廠和電池廠等產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)建立了定向回收合作關(guān)系，布局了包括武漢園區(qū)、荊門園區(qū)在內(nèi)的5個(gè)大型廢舊動(dòng)力電池處理中心和100多個(gè)回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)。

格林美的網(wǎng)點(diǎn)，構(gòu)成一張巨大網(wǎng)絡(luò)的一部分——據(jù)工業(yè)和信息化部數(shù)據(jù)，我國已建成動(dòng)力電池回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)1萬多個(gè)。去年，新能源汽車廢舊動(dòng)力電池綜合利用量22.5萬噸。

利用——

梯次利用、再生利用“兩條腿”走路

回收只是第一步。退役動(dòng)力電池的循環(huán)利用之路才剛剛開始。

在格林美武漢園區(qū)的動(dòng)力電池梯次利用工廠，檢測容量較高的電池被送上工作臺(tái)。機(jī)械手臂揮舞擺動(dòng)，將電池包拆解為模組、電芯，再由自動(dòng)搬運(yùn)小車運(yùn)送至加工生產(chǎn)線。工作人員說，這批電芯將被重新組合，制作成家用儲(chǔ)能柜。

“什么是梯次利用？”記者詢問。工廠的工作人員解釋，如同生活當(dāng)中常見的場景——電動(dòng)玩具上用不了的電池，放在遙控器里繼續(xù)用——部分退役動(dòng)力電池雖不能滿足汽車動(dòng)力的要求，但經(jīng)過拆解、重組后，可應(yīng)用于低速電動(dòng)車、通信基站、儲(chǔ)能柜和太陽能路燈等。

而電量嚴(yán)重衰減的電池，也將繼續(xù)發(fā)揮價(jià)值。格林美荊門園區(qū)動(dòng)力電池再生利用工廠里，這些電池經(jīng)過放電、破碎、分選、浸出、溶劑萃取等步驟，提取出金屬鋰，制備成生產(chǎn)動(dòng)力電池的重要原材料——白色的碳酸鋰粉末。

再生利用，就是通過提取電池廢料或退役電池中的鋰、鈷、鎳等金屬材料，重新用于電池生產(chǎn)。在商業(yè)模式上，再生利用更為成熟。以金屬鋰為例，提取回收率每增加1個(gè)百分點(diǎn)，每噸廢舊動(dòng)力電池的再生價(jià)值可直接提高數(shù)千元。

從延長退役動(dòng)力電池使用壽命的角度看，梯次利用發(fā)揮的價(jià)值更高。在格林美武漢園區(qū)停車場附近，記者看到幾個(gè)工商業(yè)一體式儲(chǔ)能柜?！耙唤M儲(chǔ)能柜約由幾十個(gè)循環(huán)利用的動(dòng)力電池包組成，一般可連續(xù)使用8至10年?！眲e傳玉說。

梯次利用的商業(yè)化并不容易。業(yè)內(nèi)人士告訴記者，受不同駕駛習(xí)慣和充電方式的影響，動(dòng)力電池退役后，電池包內(nèi)每個(gè)電芯的剩余容量不一致，加之梯次利用應(yīng)用場景較為分散，無形中增加了產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)、使用和維護(hù)成本。

此外，無損自動(dòng)化拆解電池是一大難題。目前市場上有5000多種動(dòng)力電池包，外形有方形、圓柱形、軟包等，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)也各不相同，為柔性精細(xì)拆解帶來挑戰(zhàn)。

這個(gè)難題對電池生產(chǎn)商而言，相對更好解決?！拔覀冏盍私庾约译姵?，拆解起來輕車熟路?！眱|緯鋰能項(xiàng)目經(jīng)理?xiàng)顔⑨撜f，億緯鋰能正在荊門建設(shè)退役動(dòng)力電池梯次利用工廠，預(yù)計(jì)2027年建成投產(chǎn)，將實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵工序流程智能化。

研發(fā)——

補(bǔ)短板解難點(diǎn)，產(chǎn)學(xué)研合作潛力足

圍繞梯次和再生兩種循環(huán)利用路線，全行業(yè)正加速技術(shù)攻關(guān)。

走進(jìn)位于武漢的東風(fēng)鴻泰循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園生產(chǎn)車間，搭載梯次利用電池的電動(dòng)叉車來回穿梭?！拔覀冄邪l(fā)的這款梯次利用電池比傳統(tǒng)鉛酸電池重量輕、動(dòng)力強(qiáng)、續(xù)航長，一次充電可使用8小時(shí)。”工作人員說。

根據(jù)我國的生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度，車企應(yīng)承擔(dān)退役動(dòng)力電池回收的主體責(zé)任。除與第三方回收處理機(jī)構(gòu)合作外，一些車企開始布局自有電池回收產(chǎn)業(yè)。

“我們研發(fā)了電池溯源管理系統(tǒng)，每塊電芯來自東風(fēng)生產(chǎn)的哪臺(tái)車、裝入哪塊梯次利用電池，都能查到。”東風(fēng)汽車旗下子公司東風(fēng)鴻泰相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，與第三方回收處理機(jī)構(gòu)相比，車企對電池狀態(tài)等信息的掌握更精準(zhǔn)，“隨著大規(guī)模動(dòng)力電池退役，來源增加后，梯次利用產(chǎn)品的開發(fā)和使用成本有望大幅降低。”

記者了解到，再生利用目前仍是多數(shù)企業(yè)的業(yè)務(wù)重點(diǎn)。然而，再生利用回收金屬時(shí)，能耗較高，還易產(chǎn)生廢氣和危險(xiǎn)廢棄物。

環(huán)保成為回收企業(yè)布局生產(chǎn)線的主要考慮因素。例如，荊門是湖北唯一的國家級(jí)循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范城市，格林美荊門園區(qū)就位于當(dāng)?shù)氐难h(huán)產(chǎn)業(yè)園。

在技術(shù)工藝方面，如何降低污染風(fēng)險(xiǎn)？在武漢瑞科美新能源有限責(zé)任公司生產(chǎn)線上，記者看到，附著在電芯極片上的磷酸鐵鋰粉末被機(jī)器震蕩剝離下來?！拔覀冄邪l(fā)出動(dòng)力電池全流程物理法回收技術(shù)，不使用水、酸堿溶液或其他溶劑，幾乎不產(chǎn)生廢液和廢氣?！惫径麻L曹元成介紹。

在提升資源整體回收率方面，再生利用還有進(jìn)步空間?！笆忻嫔想姵卣龢O材料，比如鎳、鈷金屬的回收率可以超過95%，但以石墨為代表的部分負(fù)極材料，還沒有充分實(shí)現(xiàn)高價(jià)值再利用?！焙苯鹑虏牧嫌邢薰井a(chǎn)品線總經(jīng)理歐陽紅勇說，為此，公司成立新材料研究所，與地方高校聯(lián)合進(jìn)行科研攻關(guān)。

幾個(gè)月前，校企共建的退役動(dòng)力電池高值化利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成立。“實(shí)驗(yàn)室將與企業(yè)開展產(chǎn)學(xué)研合作，以動(dòng)力電池的回收以及梯次、再生技術(shù)的高值化應(yīng)用為主題進(jìn)行突破性研究?！睂?shí)驗(yàn)室副主任、武漢科技大學(xué)教授張一敏說。

趨勢——

扶持引導(dǎo)力度加大，提升行業(yè)規(guī)范化程度

記者在某企業(yè)信息查詢平臺(tái)搜索發(fā)現(xiàn)，近1年內(nèi)注冊成立的動(dòng)力電池回收利用相關(guān)企業(yè)達(dá)4.1萬余家，其中小微企業(yè)占據(jù)相當(dāng)比例。

不過，據(jù)工業(yè)和信息化部已發(fā)布的信息，符合廢舊動(dòng)力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件的企業(yè)僅5批100多家。

張宇平介紹，一些資質(zhì)不全的小作坊企業(yè)擅自回收拆解舊電池，并進(jìn)行粗加工牟利，這些“三無”產(chǎn)品存在較大的安全隱患，且面臨中間環(huán)節(jié)多、溯源管理難等問題。

去年底，工業(yè)和信息化部起草的《新能源汽車動(dòng)力電池綜合利用管理辦法（征求意見稿）》公布，明確了各類經(jīng)營主體在動(dòng)力電池綜合利用過程中應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。地方政府則拿出真金白銀的“政策包”，鼓勵(lì)合規(guī)企業(yè)更新技術(shù)、壯大產(chǎn)能。

“要讓符合規(guī)范的企業(yè)有更多資金投入研發(fā)攻關(guān)和購置環(huán)保設(shè)備，而不是和小作坊打價(jià)格戰(zhàn)?！鼻G門市經(jīng)信局副局長彭勇說。

企業(yè)在荊門當(dāng)?shù)匦略鱿嚓P(guān)高新技術(shù)發(fā)明專利并落地實(shí)施的，給予一次性獎(jiǎng)勵(lì)50萬元；每回收利用1噸廢舊動(dòng)力電池，給予補(bǔ)貼50元；新建規(guī)模較大的項(xiàng)目自開工之日起2年內(nèi)建成投產(chǎn)的，按照生產(chǎn)性設(shè)備購置發(fā)票金額的8%予以補(bǔ)助……去年11月，荊門發(fā)布支持廢舊動(dòng)力電池綜合利用的地方措施，從試點(diǎn)示范創(chuàng)建、技術(shù)創(chuàng)新、項(xiàng)目建設(shè)、金融財(cái)稅等多方面扶持產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

政策引導(dǎo)正在起效。在美華新材料（湖北）有限公司工廠，兩條管道空中飛架，與隔壁的格林美荊門園區(qū)實(shí)現(xiàn)直接連通。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人介紹，工廠計(jì)劃年回收利用廢舊動(dòng)力電池7萬噸，提取出電池原材料，再輸送回格林美園區(qū)，用來制造電池級(jí)高純晶體材料，實(shí)現(xiàn)電池回收和生產(chǎn)流程的全閉環(huán)。

“我們將引進(jìn)動(dòng)力電池綜合利用企業(yè)，構(gòu)建‘電池回收—梯次利用—原料再生—電池再造—新能源汽車再裝配’的動(dòng)力電池全周期產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)鋰電池產(chǎn)業(yè)成為荊門首個(gè)2000億元級(jí)產(chǎn)業(yè)?！迸碛抡f，相關(guān)企業(yè)全部達(dá)產(chǎn)后，荊門的動(dòng)力電池回收利用產(chǎn)能將達(dá)23.8萬噸/年。

有研究機(jī)構(gòu)預(yù)測，到2025年，我國的動(dòng)力電池退役量將達(dá)82萬噸?！丁笆奈濉惫I(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》提出，到2025年，建成較為完善的動(dòng)力電池回收利用體系。數(shù)量更為龐大的動(dòng)力電池，將走上循環(huán)利用之旅。