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王景偉教授:動力電池回收利用產業巨大前景下的標準空白-名人天地-東方循環網
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王景偉教授:動力電池回收利用產業巨大前景下的標準空白

行業技術廣角
2020-02-12

根據2016年10月工信部發布的《節能新能源汽車技術路線圖》,到2025年,我國新能源汽車的產量將達400萬輛,2030年將達到1000萬輛(以上目標還不包括混合動力汽車)。按每輛純電動車所載動力電池的重量為700公斤計算,到2025年,我國生產的純電動汽車使用電池重量將達到280萬噸,2030年更將達到700萬噸。很多廠家號稱電動電池壽命為6至8年,但由于氣候環境、意外事故、駕駛員的駕駛習慣等不確定性因素,一般電動車到3年左右就需要更換電池,新能源車動力電池的性能衰減和報廢問題正先后來臨。這些動力電池中先后將退役的部分,處理得當會帶來豐厚的產業效益,處理得不好,則會成為二次污染的源頭,對環境和人類健康帶來潛在威脅。

2017年底,工信部表示準備在動力電池管理上先行一步,針對新能源汽車動力電池回收利用,建立生產者責任延伸制度,要求汽車廠對電池的回收利用負責。在政策、利益、責任等多重動力下,越來越多的動力電池生產及回收處理企業開始與汽車廠合作著手布局動力電池回收體系建設,但現實中由于管理相對落后、回收網絡不健全、回收企業工藝水平參差不齊、拆解處理過程中的污染控制尚缺乏明確標準、尚未形成規?;厥绽玫牧阈翘幚頍o法提供穩定的產業數據等原因,我國動力電池回收行業整體仍處于試水階段,并存在一定的安全隱患。

記者日前就相關問題采訪了中國再生資源產業技術創新戰略聯盟專家委員會副主任、上海電子廢棄物資源化協同創新中心固體廢棄物資源化國家工程研究中心電子廢棄物資源化分中心執行主任、上海二工大電子廢棄物研究中心王景偉教授。

首要的是建立起回收利用渠道

王景偉副主任委員告訴記者,我國目前沒有專門針對動力電池的管理法律。2017年5月,他所在的上海電子廢棄物資源化協同創新中心召開了一個廢棄動力電池回收管理和處理研討會,討論如何從國家管理的層面去開展一些工作。目前為止,我國曾出臺過動力電池回收運輸、性能評估和拆解方面的規范,由湖南邦普、寧德時代、中國汽車研究中心等單位聯合制訂、國家質檢總局和國標委發布的《車用動力電池回收利用拆解規范》自2017年12月1日起實施,但成形的法律法規還未出臺,相關的行業標準存在空白。

在王景偉副主任委員看來,首要的是建立起動力電池的回收渠道?;诠ば挪恳岩幎ㄓ善嚿a商來履行回收廢舊動力電池的責任,他估計像北汽、上海大眾、比亞迪等大品牌的汽車銷售商會借助其4S系統開展回收。解決由這一新增環節帶來的電動車價格提升問題對于廠家未必是難題,就像在荷蘭,電視機的價格里本身就包含了可見的機身的價格和不可見的機身回收利用的價格,相關價格實際由消費者通過購買承擔,廠家則通過對原材料價格波動等方面的考慮來替消費者節約成本、對產品進行全生命周期的管理,并將實際由消費者支出的電池回收利用費用補貼給回收渠道與合作伙伴。值得關注的是,政策放開之后,從事電動汽車生產的企業中包括了很多像超威那樣沒有完善4S店的小企業,它們的動力電池回收就需要額外建立回收系統,但是對于小企業來說,建一套零散的、由點到線到面的逆向物流體系成本會很高?!盎厥绽玫囊幠P€沒有形成,零星的處理成本比較高,加之近期政府對于電動車的補貼降低了,未來這一市場的規模還不確定。很多企業還在觀望中?!蓖蹙皞シ治?。

動力電池梯級利用尚處試驗階段

一般動力電池的重量要占整輛電動車車身重量的一半以上,由于電池之間是串聯的,所以要更換的話,就得整個底盤的電池一起換。一般電動車的電壓是400伏,新開發的寶馬電動車電壓達800伏,因此,從車上拆解動力電池必須經過專業的培訓,否則容易造成觸電,也可能由于短路引起爆炸起火。此外,由于動力電池中含有的部分金屬和電解液會危害人體健康,例如鈷元素可能引起人的腸道紊亂、耳聾、心肌缺血等癥狀,不當的拆解可能產生有毒氣體,造成重環境污染,包括提升土壤的 PH值,我國對電動汽車電池管理參照的是危險廢棄物的標準,對其運輸、儲存都有特定的要求,并非任何企業都可以隨意開展相關業務。

據王景偉副主任委員介紹,電容電池成分復雜,根據成分不同,目前市場上的動力電池有三元電池、磷酸鐵鋰電池、碳酸鋰電池、錳酸鋰電池等十幾種。其中,常見的三元電池中含有鎳、鈷、錳等金屬元素,具有一定的回收經濟價值;較讓人頭疼的是價值較低的磷酸鐵鋰電池的回收,目前還沒有成熟的工藝,用它的拆解物來做磷肥也不是什么好原料;而現在市場上被炒得比較熱的“石墨烯電池”其實只是一個概念和噱頭,并不是真的使用了石墨烯這種材料。

我國過去比較倡導對電池容量降低但尚未報廢、可在電動汽車之外的領域繼續使用的廢舊動力電池開展梯級利用,利用其儲能和電力的峰谷,夜晚給電池充電,白天讓它放電,以降低能耗。但實際操作中,由于每個電池的性能都不一樣,從管理上來說,要這樣做很難。比如特斯拉,由7000多節電池組成一個個電池組,再由一個個電池組組成電池單元、電池包,在這種情況下,統一充放電的話,工況就不理想。此外,梯級利用標準的確定也很困難,電池的安全性無法通過統一評估得到保證。王景偉認為,這個想法雖然從理想層面來說很好,但在現實中很難有效地實現。

據悉,中國鐵塔集團黑龍江公司目前正在試驗將報廢電動車上的電池用作中國移動、電信、聯通等電信服務商的信號塔發射電源的蓄電池,在王景偉看來,這個良好的初衷在小范圍內試驗可以,要大規模應用的話,存在電池可靠性難以保證、電池運輸和維護會帶來管理成本增加的問題。事實上,即使在發達國家,動力電池的梯級利用也還處于試驗階段。2016年王景偉去德國時,德國人正開始建一個車間準備開展動力電池的梯級利用,但也還未形成具體方案。

有業界專家去過國內一些動力電池回收處理企業若干次,發現它們雖然零星開展著一些回收電池的處理,但常常帶有演示性。由于尚未形成規?;倪\轉,其處理成本較高,處理過程中產生的廢水、廢氣、廢渣等數據目前看來也還不足以作為制定標準的依據。

對于廢舊動力電池回收處理過程中的安全性和污染防治,由王景偉帶領的上海電子廢棄物資源化協同創新中心固體廢棄物資源化國家工程研究中心電子廢棄物資源化分中心團隊眼下正在密集地開展調研,希望能以承接環保部固廢管理中心課題的方式將其中的多項標準建立起來。

人物介紹

王景偉

電子廢棄物資源化協同創新中心 中心主任

東方循環網以互聯網為載體,針對工業企業產生的固廢,建設市場服務體系,模式很創新,但也很艱辛。在配套綠色園區創建服務中,要不斷總結研究已取得的成績,并大膽創新復制,嘗試應用在園區的信息化建設和生態建設領域。

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