中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：我國(guó)新能源汽車(chē)動(dòng)力電池正迎來(lái)“退役潮”。
數(shù)據(jù)顯示，截至2024年年底，我國(guó)新能源汽車(chē)保有量達(dá)3140萬(wàn)輛，動(dòng)力電池裝車(chē)量全球居首。從2014年開(kāi)始，我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量連續(xù)10年位居全球第一。
從2015年起，我國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量開(kāi)始呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，動(dòng)力電池裝機(jī)量隨之攀升。根據(jù)工業(yè)和信息化部規(guī)定，自2016年起，乘用車(chē)制造商需為電池等核心部件提供8年或12萬(wàn)千米的質(zhì)保。如今，伴隨“八年之約”陸續(xù)到期，將有越來(lái)越多的動(dòng)力電池開(kāi)始步入退役周期。2024年，我國(guó)退役動(dòng)力電池達(dá)65萬(wàn)噸。有研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2025年，我國(guó)的動(dòng)力電池退役量將達(dá)82萬(wàn)噸，到2030年，這一數(shù)字或達(dá)350萬(wàn)噸。
如此大規(guī)模的退役電池，該如何安全高效地回收利用？
退役潮下的深層焦慮
一塊電池，涉及當(dāng)今社會(huì)生活的方方面面，小到遙控玩具、藍(lán)牙耳機(jī)、電動(dòng)牙刷，大到新能源汽車(chē)，再到儲(chǔ)能電站等。電池不僅是能源的重要載體，更是推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步與發(fā)展的重要力量。
然而，電池污染的潛在風(fēng)險(xiǎn)也不容小覷，尤其是新能源汽車(chē)使用的廢舊動(dòng)力電池?！皬U舊動(dòng)力電池對(duì)環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在對(duì)土壤、水源、空氣和生態(tài)系統(tǒng)的污染上。電池中含有多種有害物質(zhì)，包括正極中的重金屬鎳、鈷、錳等和負(fù)極的碳材料及具有腐蝕性的電解液。這些物質(zhì)處理不當(dāng)會(huì)滲入土壤和水源，或排放到空氣中，對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康帶來(lái)多重風(fēng)險(xiǎn)?！敝心洗髮W(xué)資源加工與生物工程學(xué)院礦物工程系教授韓俊偉在接受記者采訪時(shí)表示。
另一方面，我國(guó)鋰、鈷、鎳資源的對(duì)外依存度極高。鋰資源方面，盡管我國(guó)儲(chǔ)量相對(duì)豐富，位列世界第二，但優(yōu)質(zhì)資源相對(duì)稀缺，利用率偏低，對(duì)外依存度仍然較高。中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)鋰專(zhuān)業(yè)委員會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2023年，我國(guó)進(jìn)口鋰精礦約401萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)約41%；2024年，我國(guó)進(jìn)口鋰精礦約525萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)約31%。
鎳、鈷資源方面，我國(guó)鎳、鈷消費(fèi)量居世界首位，但鎳、鈷儲(chǔ)量?jī)H占世界總儲(chǔ)量的3%、1%，對(duì)外依存度分別達(dá)93%、98%。
“廢舊動(dòng)力電池含有大量金屬資源，是寶貴的‘城市礦山’，金屬資源占比遠(yuǎn)高于礦石中的含量。將其中的鋰、鎳、鈷等有價(jià)金屬加以回收利用，能提高資源利用效率，降低對(duì)外依存度?！眹?guó)網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院趙光金博士表示。
開(kāi)發(fā)利用“城市礦山”，既可以減少?gòu)U品丟棄造成的環(huán)境污染，又可以獲得可用的金屬產(chǎn)品，減少自然資源消耗。有專(zhuān)家表示，加強(qiáng)動(dòng)力電池回收利用，每年可滿足我國(guó)新能源汽車(chē)20%的鋰、11%的鎳和25%的鈷的資源需求。
目前，對(duì)退役電池回收利用的方式有梯次利用和回收利用兩大類(lèi)?！爱?dāng)電池衰減到80%的時(shí)候，就不再適合做汽車(chē)的動(dòng)力電池了。退役電池可以進(jìn)行梯次利用，也就是把它產(chǎn)品化，比如做成儲(chǔ)能設(shè)備、應(yīng)急電源等，繼續(xù)服役，這就需要系統(tǒng)本質(zhì)安全技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)安全保障和提升經(jīng)濟(jì)效益。剩余容量到40%以下，就會(huì)進(jìn)行拆解、破碎等處理，提取有用材料給上游的電池生產(chǎn)企業(yè)，實(shí)現(xiàn)電池全生命周期再利用。”云儲(chǔ)新能源科技有限公司市場(chǎng)總監(jiān)畢敏強(qiáng)說(shuō)，該公司研發(fā)了動(dòng)態(tài)可重構(gòu)電池儲(chǔ)能技術(shù)，并建成了集中式大規(guī)模退役動(dòng)力電池儲(chǔ)能電站的工程示范項(xiàng)目。
為規(guī)范動(dòng)力電池的回收處理，工業(yè)和信息化部2018~2024年陸續(xù)發(fā)布五批共148家符合《新能源汽車(chē)廢舊 動(dòng) 力 蓄 電 池 綜 合 利 用 行 業(yè) 規(guī) 范 條件》的企業(yè)名單。但實(shí)際上，市場(chǎng)上的回收機(jī)構(gòu)數(shù)量龐大。天眼查數(shù)據(jù)顯示，全國(guó)有超過(guò)28萬(wàn)家企業(yè)經(jīng)營(yíng)范圍含“電池回收”內(nèi)容。
國(guó) 務(wù) 院 發(fā) 展 研 究 中 心 的 調(diào) 查 報(bào)告顯示，截至2023年，中國(guó)新能源汽車(chē)動(dòng)力電池的規(guī)范化回收率尚不足25%。針對(duì)這一現(xiàn)象，畢敏強(qiáng)表示，由于缺少相關(guān)法律法規(guī)和行業(yè)規(guī)范，行業(yè)內(nèi)“小作坊”數(shù)量遠(yuǎn)多于“正規(guī)軍”。而再過(guò)五年，大型的新型儲(chǔ)能電站電池也到了退役期，屆時(shí)會(huì)有更大規(guī)模的退役動(dòng)力電池進(jìn)入市場(chǎng)。
對(duì)此，趙光金表示擔(dān)憂：“不規(guī)范的動(dòng)力電池回收可能造成三方面問(wèn)題。一是環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，電池中有害物質(zhì)泄漏擴(kuò)散會(huì)污染環(huán)境；二是安全風(fēng)險(xiǎn)，電池著火后可能導(dǎo)致人身傷亡、財(cái)產(chǎn)損失；三是資源浪費(fèi)，一些貴重金屬不能被很好利用。”
“動(dòng)力心臟”的綠色轉(zhuǎn)崗
6月27日11時(shí)，記者走進(jìn)河南豐源電力科技有限公司廠區(qū)。大門(mén)左側(cè)的空地上，一座米灰色的儲(chǔ)能電站映入眼簾。陽(yáng)光掠過(guò)柜體表面的散熱格柵，折射出金屬特有的冷光。走近細(xì)看，柜門(mén)處的電子屏正跳動(dòng)著實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，顯示這些由退役動(dòng)力電池重組而成的儲(chǔ)能單元此刻正以穩(wěn)定的頻率吞吐著電能——曾經(jīng)伴隨新能源汽車(chē)馳騁的“動(dòng)力心臟”，如今在這里完成了使命延續(xù)。
“這個(gè)儲(chǔ)能電站容量是200千瓦/666千瓦時(shí)，用的是新能源汽車(chē)的退役電池組。它通過(guò)動(dòng)態(tài)可重構(gòu)技術(shù)實(shí)現(xiàn)工作電流級(jí)均衡管理，將電池組硬連接改為程序控制柔性連接，并配置高頻開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)快速通斷。”負(fù)責(zé)這個(gè)項(xiàng)目的河南電科院專(zhuān)責(zé)張?jiān)茷t說(shuō)，退役電池梯次利用既解決了電池的回收難題，又為綠色生產(chǎn)提供了穩(wěn)定支撐。
抬頭望向廠區(qū)屋頂，成片的光伏板在陽(yáng)光下泛著深藍(lán)色的光澤，如同為廠房披上了一層能量鎧甲。通過(guò)埋設(shè)在地下的電纜，光伏板產(chǎn)生的清潔電力正源源不斷匯入儲(chǔ)能電站，在用電低谷時(shí)被妥善儲(chǔ)存，待到生產(chǎn)高峰再釋放出來(lái)。“這個(gè)儲(chǔ)能電站不僅驗(yàn)證了相關(guān)技術(shù)與電池的可靠性，為工商業(yè)儲(chǔ)能提供數(shù)據(jù)支撐，還提高了新能源消納能力，通過(guò)谷價(jià)時(shí)段充電，每月可以轉(zhuǎn)移8000千瓦時(shí)的電量?！睆S區(qū)運(yùn)行維護(hù)人員張二東對(duì)記者說(shuō)。
眼前的成就并非一蹴而就，而是源于14年前即開(kāi)始的默默努力。從2011年起，河南電科院就成立了以趙光金為負(fù)責(zé)人的研究團(tuán)隊(duì)，挖掘退役動(dòng)力電池蘊(yùn)藏的環(huán)保與經(jīng)濟(jì)潛能。“當(dāng)時(shí)就想，新能源汽車(chē)快速發(fā)展，以后一定會(huì)帶來(lái)退役電池的增多，這些剩余能量能為電網(wǎng)做些什么？怎樣才能把這些能量‘吃干榨凈’？”趙光金帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將研究方向聚焦于動(dòng)力電池梯次利用與回收處理。
當(dāng)時(shí)業(yè)內(nèi)對(duì)于新能源汽車(chē)和動(dòng)力電池的認(rèn)識(shí)還不全面，對(duì)于電池回收利用的相關(guān)研究也較少。“但前沿領(lǐng)域技術(shù)都有多年孵化期，不能等到火燒眉毛時(shí)再去做，必須有前瞻性。”趙光金認(rèn)為。
2013年，趙光金帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在新密尖山實(shí)驗(yàn)基地建成國(guó)內(nèi)首個(gè)基于退役電池的風(fēng)光儲(chǔ)混合微電網(wǎng)系統(tǒng)。到2014年9月運(yùn)行滿一年時(shí)，混合微電網(wǎng)累計(jì)發(fā)電逾4.5萬(wàn)千瓦時(shí)，成功驗(yàn)證了退役電池梯次利用的可行性。
在回收利用方面，趙光金帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制出了廢舊動(dòng)力電池切割破碎裝置，研發(fā)出電池正負(fù)極材料回收技術(shù)，并攻堅(jiān)清潔安全的電池資源化和無(wú)害化利用技術(shù)，研制出國(guó)內(nèi)首條廢舊動(dòng)力電池干法全自動(dòng)回收處理生產(chǎn)線，讓電池回收處理過(guò)程更安全、更環(huán)保，也使回收物更有利用價(jià)值。
政 策 引 導(dǎo) 為 產(chǎn) 業(yè) 發(fā) 展 明 確 了 方向。國(guó)家發(fā)展改革委發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2024年本）》中，廢舊動(dòng)力電池回收利用被列入鼓勵(lì)類(lèi)目錄。國(guó)務(wù)院辦公廳2024年2月出臺(tái)的《關(guān)于加快構(gòu)建廢棄物循環(huán)利用體系的意見(jiàn)》提出，加強(qiáng)廢舊動(dòng)力電池循環(huán)利用，大力推動(dòng)動(dòng)力電池梯次利用產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證，研究制定廢舊動(dòng)力電池回收拆解企業(yè)技術(shù)規(guī)范等。
“現(xiàn)在，我國(guó)的退役動(dòng)力電池回收技術(shù)在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位，其中，鋰的回收率已經(jīng)超過(guò)90%，鎳和鈷的回收率達(dá)到98%?！表n俊偉表示，這些鋰、鈷、鎳等金屬材料重新用于電池生產(chǎn)，既讓資源在循環(huán)利用中煥發(fā)新生，也為新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展筑牢根基。
監(jiān)管護(hù)航下的規(guī)范之道
動(dòng)力電池的回收利用正在逐步構(gòu)建起較為完善的政策體系。
2018年，我國(guó)開(kāi)始試點(diǎn)動(dòng)力電池回收利用體系。2024年年底，工業(yè)和信息化部修訂發(fā)布了《新能源汽車(chē)廢舊動(dòng)力電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件（2024年本）》。今年4月，國(guó)家發(fā)展改革委等三部門(mén)聯(lián)合印發(fā)《2025年新能源城市公交車(chē)及動(dòng)力電池更新補(bǔ)貼實(shí)施細(xì)則》，對(duì)城市公交企業(yè)更新新能源城市公交車(chē)及更換動(dòng)力電池給予定額補(bǔ)貼。
盡管取得了一定成績(jī)，但動(dòng)力電池回收利用仍面臨諸多挑戰(zhàn)。
“主要是電池回收存在亂象，有很多不規(guī)范的小作坊。一是從業(yè)人員專(zhuān)業(yè)能力水平不到位，二是只考慮經(jīng)濟(jì)利益，不考慮對(duì)環(huán)境和整個(gè)行業(yè)的不利影響。因此很多正規(guī)企業(yè)難以和這類(lèi)小作坊在成本上進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)?！碑吤魪?qiáng)直言，這些小作坊沒(méi)有安全、環(huán)境、供應(yīng)鏈溯源等方面的保護(hù)措施，因此在成本上更具有優(yōu)勢(shì)。
韓俊偉更關(guān)注回收安全問(wèn)題：“退役電池仍含有殘余電量，回收環(huán)節(jié)存在爆炸、火災(zāi)等安全風(fēng)險(xiǎn)，動(dòng)力電池中的污染物如電解液、重金屬等，具體排放去向難以追蹤，存在著潛在的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。”
這 些 風(fēng) 險(xiǎn) 也 引 起 了 相 關(guān) 部 門(mén) 的關(guān)注。《關(guān)于加快構(gòu)建廢棄物循環(huán)利用 體 系 的 意 見(jiàn) 》 在 加 強(qiáng) 廢 舊 電 池 循環(huán) 利 用 方 面 明 確 提 出 ， 要 開(kāi) 展 清 理廢 舊 動(dòng) 力 電 池 作 坊 式 回 收 聯(lián) 合 專(zhuān) 項(xiàng)檢查行動(dòng)。
此外，《新能源汽車(chē)廢舊動(dòng)力電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件（2024年本）》不僅對(duì)企業(yè)選址、溯源管理、節(jié)能評(píng)估等提出了更高要求，也通過(guò)強(qiáng)化監(jiān)督檢查、明確生產(chǎn)者責(zé)任等，促進(jìn)行業(yè)穩(wěn)步邁向規(guī)范化。
行 業(yè) 規(guī) 范 化 發(fā) 展 ， 需 要 標(biāo) 準(zhǔn) 先行。今年2月21日，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議審議通過(guò)《健全新能源汽車(chē)動(dòng)力電池回收利用體系行動(dòng)方案》，從強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)研制等方面對(duì)新能源汽車(chē)動(dòng)力電池回收利用提出了明確要求。
此 前 ， 趙 光 金 團(tuán) 隊(duì) 牽 頭 編 制 的《電力儲(chǔ)能用鋰離子電池退役技術(shù)要求》已于2024年7月開(kāi)始實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電力儲(chǔ)能用電池退役的技術(shù)要求和判定給出了詳細(xì)規(guī)定，填補(bǔ)了儲(chǔ)能電池退役評(píng)估體系的空白。
團(tuán)隊(duì)隨后把目光轉(zhuǎn)向更廣闊的國(guó)際舞臺(tái)。
2023年發(fā)布的《歐盟電池與廢電池法規(guī)》要求各國(guó)出口歐盟電池必須注明電池的回收方式、流程、技術(shù)要點(diǎn)等信息。這就需要相關(guān)領(lǐng)域加快制定退役電池回收處置領(lǐng)域的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范各國(guó)回收利用工作。
今 年 4 月 4 日 ， 由 趙 光 金 團(tuán) 隊(duì)牽 頭 編 制 的 國(guó) 際 標(biāo) 準(zhǔn) 《 退 役 電 池 回收 放 電 指 南 》 獲 得 國(guó) 際 電 工 委 員 會(huì)（IEC）批準(zhǔn)立項(xiàng)。該標(biāo)準(zhǔn)填補(bǔ)了退役電池領(lǐng)域國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的空白，針對(duì)回收預(yù)處理階段的放電工序，規(guī)范退役電池放電的基本要求、安全放電方法與測(cè)試流程。
“ 行 業(yè) 發(fā) 展 仍 需 突 破 技 術(shù) 難 題 、回收渠道不暢等制約，這有賴于法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)體系完善。”趙光金認(rèn)為，政策引導(dǎo)是規(guī)范動(dòng)力電池回收市場(chǎng)的關(guān)鍵，應(yīng)加快動(dòng)力電池回收利用立法，強(qiáng)化監(jiān)管，建立長(zhǎng)效機(jī)制。
在規(guī)范化發(fā)展的引導(dǎo)下，“城市礦山”的開(kāi)發(fā)利用將會(huì)迎來(lái)良性發(fā)展，變?yōu)橐蛔敖鹕姐y山”。
