新能源車電池退役潮,5年內(nèi)全球動力電池缺口或?qū)⑦_(dá)40%
動力電池即為工具提供動力來源的電源,多指為電動汽車、電動列車、電動自行車、高爾夫球車提供動力的蓄電池。其主要區(qū)別于用于汽車發(fā)動機(jī)啟動的啟動電池。 多采用閥口密封式鉛酸蓄電池、敞口式管式鉛酸蓄電池以及磷酸鐵鋰蓄電池。2018年7月31日,新能源汽車國家監(jiān)測與動力蓄電池回收利用溯源綜合管理平臺在北京啟動運行。
隨著新能源汽車的發(fā)展,新能源汽車電池的創(chuàng)新也越來越多。新能源汽車電池就是使用新能源技術(shù)減少“溫室氣體”排放污染的新型汽車電池。
新能源汽車電池可以分為兩大類,即蓄電池和燃料電池。蓄電池適用于純新能源汽車,可以歸類為鉛酸蓄電池、鎳基電池(鎳一氫及鎳一金屬氫化物電池、鎳一福及鎳一鋅電池)、鈉?
電池(鈉一硫電池和鈉一氯化鎳電池)、二次鋰電池、空氣電池等類型。而燃料電池專用于燃料電池新能源汽車,可以分為堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)、直接甲醇燃料電池(DMFC)等類型。
新能源汽車電池組由多個電池串聯(lián)疊置組成。一個典型的電池組大約有96個電池,充電到4.2V的鋰離子電池而言,這樣的電池組可產(chǎn)生超過400V的總電壓。盡管汽車電源系統(tǒng)將電池組看作單個高壓電池,每次都對整個電池組進(jìn)行充電和放電,但電池控制系統(tǒng)必須獨立考慮每個電池的情況。
如果電池組中的一個電池容量稍微低于其他電池,那么經(jīng)過多個充電/放電周期后,其充電狀態(tài)將逐漸偏離其它電池。
如果這個電池的充電狀態(tài)沒有周期性地與其它電池平衡,那么它最終將進(jìn)入深度放電狀態(tài),從而導(dǎo)致?lián)p壞,并最終形成電池組故障。為防止這種情況發(fā)生,每個電池的電壓都必須監(jiān)視,以確定充電狀態(tài)。此外,必須有一個裝置讓電池單獨充電或放電,以平衡這些電池的充電狀態(tài)。
為了滿足車企們的需求,各大動力電池公司也開足了馬力。贛鋒鋰業(yè)是江西省新余市的一家鋰電池廠商,為特斯拉Model 3、比亞迪漢等多款新能源汽車供貨。負(fù)責(zé)人表示,一個月基本上28天滿負(fù)荷進(jìn)行生產(chǎn)。近日億緯鋰能在公告中披露,公司現(xiàn)有場地及生產(chǎn)線已滿負(fù)荷運轉(zhuǎn),但近一年仍將供不應(yīng)求。
全球新興能源市場調(diào)研機(jī)構(gòu)SNE Research預(yù)測,到2023年,全球電動汽車對動力電池的需求達(dá)406千兆瓦時(GWH),而動力電池供應(yīng)預(yù)計為335千兆瓦時(GWH),缺口約18%。到2025年,這一缺口將擴(kuò)大到約40%。
中國汽車工業(yè)協(xié)會最新統(tǒng)計顯示:截至2021年5月底,中國新能源汽車保有量約580萬輛,約占全球新能源汽車總量的50%。今年1至5月,中國新能源汽車產(chǎn)銷分別完成96.7萬輛和95萬輛,同比均增長2.2倍,迎來“爆發(fā)式增長”。
自2014年以來,我國新能源汽車開始大量普及,產(chǎn)銷量逐年上漲,然而新能源汽車的動力電池使用壽命在8年左右。據(jù)業(yè)內(nèi)統(tǒng)計,2020年我國動力電池累計退役總量約20萬噸;預(yù)計2022年,我國將有42萬噸動力電池需要回收;到2025年,這一數(shù)字預(yù)計將升至約78萬噸。目前,退役動力電池如何回收和再利用,已成為亟待解決的社會問題。
退役動力電池流入“黑作坊”隱患多多
每輛新能源汽車上一般裝載的是一個完整的鋰電池包?;厥蘸蟮碾姵匕瓤梢圆鸾獬赡=M或電芯,形成小型電池用于低速電動車、太陽能路燈等產(chǎn)品,也可以將多個完整的電池包并在一起,為風(fēng)、光電等場景儲能,動力電池的應(yīng)用場景不斷拓展。
年來,新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐年擴(kuò)大,隨之而來的則是大量動力電池面臨退役和更新的問題。
2018年,工信部發(fā)布了《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》,強調(diào)對動力電池的梯次利用、回收網(wǎng)點建設(shè),并要求汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)承擔(dān)動力蓄電池回收的主體責(zé)任。中國汽車技術(shù)研究中心數(shù)據(jù)顯示,2020年我國動力電池累計的退役總量約20萬噸,到2025年這一數(shù)字預(yù)計將升至約78萬噸。
對此,《規(guī)劃》明確提出,要完善新能源汽車動力電池回收利用溯源管理體系。推動新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)和廢舊動力電池梯次利用企業(yè)通過自建、共建、授權(quán)等方式,建設(shè)規(guī)范化回收服務(wù)網(wǎng)點。推進(jìn)動力電池規(guī)范化梯次利用,提高余能檢測、殘值評估、重組利用、安全管理等技術(shù)水平。
所謂梯次利用,指大功率使用過的鋰電池,經(jīng)分檢、修復(fù)和重組后再用于小功率領(lǐng)域,既可以一級利用也可以多級利用。
報廢回收是通過拆解、破碎等處理后,提取報廢電池中的鈷、鎳等價格昂貴的金屬材料進(jìn)行資源化利用,即再生利用。
節(jié)能減排的呼聲越來越高,全球“碳中和”進(jìn)程不斷加速。在國家政策支撐下,新能源汽車,尤其是電動汽車迎來了發(fā)展熱潮,造車大軍蜂擁而至,市場發(fā)展前景廣闊。根據(jù)TrendForce集邦咨詢報告顯示,預(yù)計2021年全球新能源汽車的銷售量將達(dá)到435萬輛,年增長率49%。而根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示,截至2021年5月底,我國新能源汽車保有量約580萬輛,約占全球新能源汽車總量的50%。
前段時間,大眾董事會成員Klaus Zellmer在接受采訪時透露,大眾將在2033年至2035年間在歐洲停售燃油汽車,隨后這一計劃將在美國和中國實施。此前,福特、通用、奧迪、本田等車企也紛紛宣布停售燃油車的計劃。比亞迪董事長兼總裁王傳福表示,結(jié)合國內(nèi)外環(huán)境及資源來看,新能源汽車替代燃油汽車的大勢已定。
無論是新能源汽車的發(fā)展,還是燃油汽車停售,其初衷都是解決能源緊缺和環(huán)境污染等問題,實現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)。在使用過程中,與傳統(tǒng)燃油汽車相比,新能源汽車的確在能耗和二氧化碳的排放量方面占據(jù)優(yōu)勢。然而,從新能源汽車全生命周期來看,其三電系統(tǒng)之一的動力電池,在生產(chǎn)制造與回收環(huán)節(jié)均存在能耗和污染問題。如果新能源汽車所謂的零排放、零污染僅限于使用階段,那么新能源電動汽車真的比燃油汽車更加環(huán)保嗎?