中國儲能網(wǎng)訊：作為美國第一款真正意義上的大眾化電動汽車，雪佛蘭博爾特（Bolt）的出世，曾經(jīng)被認(rèn)為是超越了特斯拉的偉大勝利標(biāo)志。然而現(xiàn)在看來，更像是在播放一部慢鏡頭災(zāi)難片——這款車從2019年開始，已經(jīng)陸續(xù)報告了多起過夜充電引發(fā)的火災(zāi)事故。今年夏天，通用汽車公司終于宣布了對博爾特的全球召回，并將問題歸結(jié)為韓國LG化學(xué)公司生產(chǎn)的鋰離子電池缺陷。
現(xiàn)在，通用已將召回范圍擴大到自2017年以來在全球銷售的所有14.1萬輛博爾特。修復(fù)它們將是一個大規(guī)模的項目。與大多數(shù)傳統(tǒng)汽車內(nèi)面包機大小的鉛酸蓄電池不同，博爾特的鋰離子電池組貫穿整個汽車底盤，重達960磅（425公斤）。它包含數(shù)以百計的電池單元，這些電池單元精細(xì)入微，拆卸維修過程中，如果采用不正確的處理方式，甚至可能會導(dǎo)致有毒氣體排放或火災(zāi)發(fā)生。
斯皮爾斯新技術(shù)公司（SNT）
荷蘭人迪克·斯皮爾斯與通用汽車的淵源始于11年前，當(dāng)時通用正在開發(fā)早期電動汽車雪佛蘭沃藍達（Volt），斯皮爾斯向開發(fā)負(fù)責(zé)人詢問，如果電池?fù)p壞或報廢，公司會如何處理。在得知通用并沒有一個真正的電池處理計劃后，斯皮爾斯便抓住這個機會發(fā)展電池業(yè)務(wù)。他創(chuàng)立了斯皮爾斯新技術(shù)公司（SNT），現(xiàn)在負(fù)責(zé)美國境內(nèi)所有主要車企（除特斯拉之外）的電池運輸。SNT還接收有缺陷的電池，對其進行測試，在可能的情況下拆卸、修復(fù)和翻新。
SNT目前在俄克拉荷馬市的總部 ▼
當(dāng)電池不能被修復(fù)使用時，公司有一些專門的設(shè)施進行回收，它們還儲存大量的電池。在俄克拉荷馬市的公司大本營里，有數(shù)百個電動汽車電池存放在倉庫，堆在30英尺（約9.1米）高的架子上。隨著博爾特的召回，通用也正在向這個倉庫運輸更多的電池。
不妨讓我們來設(shè)想一下未來。數(shù)以百萬計終將用盡壽命的電池，是對人類電氣化轉(zhuǎn)型的一個嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。車企們正在為電動汽車投入數(shù)十億美元，以發(fā)展比燃油汽車更加環(huán)保的全新交通生活。據(jù)國際能源署估計，到本世紀(jì)末，全球?qū)⒂?.48億輛至2.3億輛電動汽車上路，占全球汽車總量的12%。
任何人都不希望這些動力電池成為廢棄物。鋰離子電池，像其他電子產(chǎn)品一樣是有毒的，可以引起破壞性的火災(zāi)并迅速蔓延，當(dāng)它們被儲存在一起時，危險性尤其高。美國環(huán)保署最近的一份報告顯示，去年鋰離子電池在城市廢物處理設(shè)施中至少引起了65起火災(zāi)，且大多數(shù)是由較小的電池引發(fā)，如手機和筆記本電腦的電池。SNT本部也為了防止火災(zāi)發(fā)生，在倉庫的天花板上安裝了應(yīng)急水管。
然而，從另一個角度來看，這些舊電池也為更加環(huán)保的汽車未來提供了機會。使用電池比燃燒汽油更親環(huán)境，但它們?nèi)杂协h(huán)境成本。電池含有鈷和鋰等有價值的礦物，這些礦物主要是在海外開采和加工，使得一些國家因濫用勞動力和水等重要資源造成全球碳排放的加速。加州大學(xué)戴維斯分校交通研究所的工程師半次郎·安布羅斯（Hanjiro Ambrose）說，正因為如此，對電動汽車的無節(jié)制需求正在“通過犧牲礦物材料開采地，來減少發(fā)達國家和大都市的溫室氣體排放”。
電動汽車的電池構(gòu)造
① 圓柱形電池包含三層材料：陰極(+)，陽極(-)，以及中間的隔膜；
② 每個模塊中都有幾十個甚至幾百個電池單元，還有管理電壓和冷卻的部件；
③ 一組模塊組成一個電池組；
④ 電池組可能橫跨一輛汽車的長度，重量超過1000磅（約454公斤）。
最有效的運輸與回收
最理想的預(yù)期，就是堆放在俄克拉荷馬州倉庫的每一個鋰離子電池都能被重新使用，無限地創(chuàng)造出10年、25年甚至50年后也可以使用的鋰離子電池——幾乎不需要新材料，這是一種“循環(huán)經(jīng)濟”。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，回收商們正在競相尋找有效的、對地球更友好的方法，將廢舊電池最大限度地減少，以最有價值的方式利用之后，再進行二次加工。
參與者包括由特斯拉前高管領(lǐng)導(dǎo)的內(nèi)華達州紅木材料公司（Redwood Materials）；瑞典的Northvolt電池制造公司；以及位于多倫多的Li-Cycle清潔技術(shù)公司。其他公司計劃在電池從汽車內(nèi)取出后，可以直接進行第二次或第三次的使用，直到耗盡所有剩余電量。
根據(jù)加州大學(xué)戴維斯分校土木與環(huán)境工程教授艾麗莎·肯德爾（Alissa Kendall）的實驗室研究，理論上到2040年，隨著電動汽車的普及，回收材料可以提供新電池中一半以上的鈷、鋰和鎳。新興的電動汽車時代，我們需要一個智能的電池報廢程序，以及廣泛的充電站、訓(xùn)練有素的汽車技術(shù)人員和一個更加強化的電網(wǎng)。這是必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，能夠使我們的電氣化未來盡可能地環(huán)保。“我們必須控制這些報廢的電池，而他們的流通也不應(yīng)該成為又一個破壞環(huán)境的災(zāi)難。”肯德爾說。
今天的系統(tǒng)之所以能夠發(fā)揮作用，主要是因為廢舊金屬有價值，而且傳統(tǒng)的汽車零部件也早已形成了一個健康的市場。英國汽車回收咨詢公司Salvage Wire的首席執(zhí)行官安迪·萊瑟姆（Andy Latham）解釋說，汽車拆卸商從報廢車輛上榨取每一分錢也是一門藝術(shù)。這也包括啟動汽油動力汽車的鉛酸電池。今天，超過95%的電池被回收，因為消費者在歸還電池時可以要求押金，而且電池的拆卸也相對簡單。相比之下，鋰離子電池組是一個沉重的機器，有幾十個組件，而且根據(jù)制造商的不同，設(shè)計也完全不同。萊瑟姆說：“這些電池中的電壓是致命的”。他在對新員工進行培訓(xùn)的過程中，發(fā)現(xiàn)太多人根本不知道其中的風(fēng)險。
迪克·斯皮爾斯在SNT倉庫 ▼
從電動汽車電池中提取有價值的材料是十分困難的，并且成本昂貴?；厥者^程通常涉及切碎電池，然后在專門的精密設(shè)施中用熱量或化學(xué)品進一步分解它們。這一部分相對簡單。難的部分是將廢電池運輸至這些回收處理設(shè)施。
根據(jù)最近的一項研究表明，回收的總成本中約有40%是運輸費用。電動汽車電池組非常龐大，需要用卡車（而不是飛機）裝在專門設(shè)計的箱子里運到集中的回收設(shè)施，往往要跨越遙遠(yuǎn)的距離。也正因為處理鋰離子電池的難度技術(shù)過高，經(jīng)銷商會選擇將整輛4000磅重的受損車輛運到俄克拉荷馬城，讓SNT來進行操作，提取、修理或回收里面1000磅重的電池。
總的來說，整個過程消耗大量勞動力和資源，以至于它通常會超過從地下挖出新材料的成本。目前，唯一可以有效回收利用的電池材料是鈷，但是它也尤其稀有和昂貴。出于同樣的原因，許多電池制造商希望把它剔除出化學(xué)原材料，這也有可能使回收商的價值主張變得更加困難。
“回收不是對所有人都有利可圖?！盋all2回收公司的首席執(zhí)行官利奧·羅迪斯（Leo Raudys）說。該公司是一家非營利組織，負(fù)責(zé)廢棄電池的回收物流。即使是不含鈷的電池也是有毒的，有火災(zāi)危險，盡管它們?nèi)匀缓袖嚭玩嚨却罅坑袃r值的材料。以負(fù)責(zé)任、安全的方式回收這些電池，根本就沒有什么利潤可言。
簡而言之，無論誰有電池需要報廢，都不得不付錢給回收商，讓他們把它拿走。羅迪斯也談及處理電子廢棄物的早期時代，在當(dāng)時生產(chǎn)商和回收商都束手無策。他說：“到現(xiàn)在，我們也時常有電子管電視最終被扔在溝里的情況?！?
羅迪斯說，電動汽車電池組出現(xiàn)這種情況的風(fēng)險較小，部分原因是它們非常大，難以隱藏。由于火災(zāi)風(fēng)險，垃圾填埋場也不會接收它們。一個巨大的電池組被傾倒在某個地方，很容易追溯到其所有者，或者至少是制造商。這都會減少電池組被不正確處理的幾率。
藍色：鋰電子電池銷售量（千瓦/小時）
橙色：鋰電子電池報廢量
專注于電池生命周期管理的咨詢公司，循環(huán)能源儲存（Circular Energy Storage）的創(chuàng)始人漢斯·埃里克·梅林（Hans Eric Melin）也同意這個觀點，時間會解決很多問題。隨著越來越多的電池死亡，規(guī)模經(jīng)濟將推動成本下降。梅林說，另一個關(guān)鍵是讓電池制造商和電池回收商搭建直接對話平臺。
他指出，最發(fā)達的電池回收行業(yè)在中國，70%的鋰離子電池在中國生產(chǎn)。在北美和歐洲，制造和回收都相對較少。但一些車企已經(jīng)建立了內(nèi)部回收項目，自己回收材料，同時回收商也在考慮電池制造。例如，電池回收商紅木材料公司就在9月份宣布，他們將開始用回收的金屬制造電池陰極。
但也有人說，一些電池會從這些系統(tǒng)中被漏掉，無法立即回收。一些電動汽車最終會被送到國外，就像目前約40%的燃油汽車一樣。這很常見，被認(rèn)為不適合在美國道路上行駛的汽車仍然可以被運往海外，并以大幅折扣出售。少量的老式電動汽車已經(jīng)在向國外轉(zhuǎn)移。梅林發(fā)現(xiàn)，在烏克蘭就很容易看到舊型號的全電動日產(chǎn)聆風(fēng)，該公司直到今年夏天才在那里銷售。
梅林指出，將二手車送往國外也是使電動汽車進入較貧窮國家的一個重要途徑。但這又引發(fā)了另外一個問題：這些國家是否為安全和環(huán)保的回收做足了準(zhǔn)備?！拔覀儚碾娮永灰字械玫降淖C據(jù)表明，現(xiàn)狀非常不樂觀，可以說是災(zāi)難。”肯德爾指著印度和東南亞等地說道。
此外，還有一些電動汽車電池可能會“遺漏”到國內(nèi)汽車行業(yè)的灰暗角落?！斑@些人沒有資金或意愿來處理廢棄物。他們可能會囤積電池，希望回收成本最終會下降或電池的價值會上升。”肯德爾說：“其中一些只是一廂情愿的想法。
有時，這些電池被熱心但可能不太有安全意識的DIY愛好者拿走。這可能有用，因為這些DIY愛好者會將舊電池用于新的應(yīng)用，如家庭儲能，從舊電池中擠出更多的電量。還有一些電池組被分解成單獨的電池或模塊進行再利用，不過這種情況下，電量只會流失?！?
政府監(jiān)管
政府可能也會參與進來，就像他們針對鉛酸電池提出的押金制度一樣。去年，歐盟提出法規(guī)，要求車企們與電池制造商處理電池的回收問題，無論它們在壽命結(jié)束后歸誰所有。歐盟的新標(biāo)準(zhǔn)還將規(guī)定新電池中的貴金屬有多少需要從過去的設(shè)備中回收，而不是從原始材料中取得。
梅林解釋說，對電池行業(yè)的監(jiān)管需要更加慎重。想要最大限度地提高電動汽車的環(huán)保性而設(shè)立一系列的嚴(yán)格法規(guī)，反過來說，它也是在減緩電動汽車的廣泛使用，從而導(dǎo)致燃燒更多的化石燃料——這對地球來說無疑是更糟糕的打擊。車企們普遍對“要求新電池中包含高占比的回收材料”這一項頗有微詞，不僅難度大，更會使得電池成本增加。
在美國，加州環(huán)境保護局已經(jīng)召集了一個咨詢委員會，初步商討擬定電池回收規(guī)定。在最近的會議上，汽車行業(yè)的游說者認(rèn)為，無論誰在汽車壽命結(jié)束時將電池取出，都應(yīng)該負(fù)責(zé)確保它被送到回收商那里，可以為此設(shè)立獎勵措施。車企們也會作為后盾關(guān)卡，協(xié)助處理一些被遺漏的，或不便于直接回收的廢電池。該委員會將在12月7日召開下一次會議。
在俄克拉荷馬市，SNT倉庫中的電池大多來自仍在保修期內(nèi)的汽車，這意味著車企需要對它們負(fù)責(zé)。該公司的業(yè)務(wù)發(fā)展負(fù)責(zé)人泰勒·赫普斯（Tyler Helps）說，車企向SNT支付費用，讓他們保留舊電池，因為他們不知道二手電池市場會是什么樣子，也不知道電池內(nèi)的材料在未來是否會更有價值。
坐在距離電池塔樓不遠(yuǎn)的一間會議室里，斯皮爾斯本人也表達了樂觀態(tài)度。他指出，這個倉庫的最后一個租戶是一家為石油管道建造零件的公司。
現(xiàn)在，它屬于一家?guī)椭嚻螅_保他們的電動汽車盡可能環(huán)保的公司。SNT仍在為這個倉庫中的許多電池制定各種計劃，“如果最終能夠建立起一個伴隨著獎勵政策的經(jīng)濟模式，那么整個行業(yè)朝著這個目標(biāo)努力是有意義的，我認(rèn)為這是比監(jiān)管更大的動力。”
斯皮爾斯說，他有動力去把這件事做好，畢竟，“我們是在為我們居住的地球努力”。
