中國儲能網(wǎng)訊：我國新能源汽車動(dòng)力電池正迎來“退役潮”。
數(shù)據(jù)顯示，截至2024年年底，我國新能源汽車保有量達(dá)3140萬輛，動(dòng)力電池裝車量全球居首。從2014年開始，我國新能源汽車產(chǎn)銷量連續(xù)10年位居全球第一。
從2015年起，我國新能源汽車銷量開始呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，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，乘用車制造商需為電池等核心部件提供8年或12萬千米的質(zhì)保。如今，伴隨“八年之約”陸續(xù)到期，將有越來越多的動(dòng)力電池開始步入退役周期。2024年，我國退役動(dòng)力電池達(dá)65萬噸。有研究機(jī)構(gòu)預(yù)測，2025年，我國的動(dòng)力電池退役量將達(dá)82萬噸，到2030年，這一數(shù)字或達(dá)350萬噸。
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，再到儲能電站等。電池不僅是能源的重要載體，更是推動(dòng)社會進(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，尤其是新能源汽車使用的廢舊動(dòng)力電池?！皬U舊動(dòng)力電池對環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在對土壤、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)會滲入土壤和水源，或排放到空氣中，對環(huán)境和人類健康帶來多重風(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，我國鋰、鈷、鎳資源的對外依存度極高。鋰資源方面，盡管我國儲量相對豐富，位列世界第二，但優(yōu)質(zhì)資源相對稀缺，利用率偏低，對外依存度仍然較高。中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鋰專業(yè)委員會的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2023年，我國進(jìn)口鋰精礦約401萬噸，同比增長約41%；2024年，我國進(jìn)口鋰精礦約525萬噸，同比增長約31%。
鎳、鈷資源方面，我國鎳、鈷消費(fèi)量居世界首位，但鎳、鈷儲量僅占世界總儲量的3%、1%，對外依存度分別達(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，降低對外依存度?！眹W(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院趙光金博士表示。
開發(fā)利用“城市礦山”，既可以減少廢品丟棄造成的環(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。有專家表示，加強(qiáng)動(dòng)力電池回收利用，每年可滿足我國新能源汽車20%的鋰、11%的鎳和25%的鈷的資源需求。
目前，對退役電池回收利用的方式有梯次利用和回收利用兩大類?！爱?dāng)電池衰減到80%的時(shí)候，就不再適合做汽車的動(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?！痹苾π履茉纯萍加邢薰臼袌隹偙O(jiān)畢敏強(qiáng)說，該公司研發(fā)了動(dòng)態(tài)可重構(gòu)電池儲能技術(shù)，并建成了集中式大規(guī)模退役動(dòng)力電池儲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，市場上的回收機(jī)構(gòu)數(shù)量龐大。天眼查數(shù)據(jù)顯示，全國有超過28萬家企業(yè)經(jīng)營范圍含“電池回收”內(nèi)容。
國 務(wù) 院 發(fā) 展 研 究 中 心 的 調(diào) 查 報(bào)告顯示，截至2023年，中國新能源汽車動(dòng)力電池的規(guī)范化回收率尚不足25%。針對這一現(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”。而再過五年，大型的新型儲能電站電池也到了退役期，屆時(shí)會有更大規(guī)模的退役動(dòng)力電池進(jìn)入市場。
對此，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題。一是環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，電池中有害物質(zhì)泄漏擴(kuò)散會污染環(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)。大門左側(cè)的空地上，一座米灰色的儲能電站映入眼簾。陽光掠過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)儲能電站容量是200千瓦/666千瓦時(shí)，用的是新能源汽車的退役電池組。它通過動(dòng)態(tài)可重構(gòu)技術(shù)實(shí)現(xiàn)工作電流級均衡管理，將電池組硬連接改為程序控制柔性連接，并配置高頻開關(guān)實(shí)現(xiàn)快速通斷?！必?fù)責(zé)這個(gè)項(xiàng)目的河南電科院專責(zé)張?jiān)茷t說，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能電站，在用電低谷時(shí)被妥善儲存，待到生產(chǎn)高峰再釋放出來?！斑@個(gè)儲能電站不僅驗(yàn)證了相關(guān)技術(shù)與電池的可靠性，為工商業(yè)儲能提供數(shù)據(jù)支撐，還提高了新能源消納能力，通過谷價(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)人員張二東對記者說。
眼前的成就并非一蹴而就，而是源于14年前即開始的默默努力。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?！爱?dāng)時(shí)就想，新能源汽車快速發(fā)展，以后一定會帶來退役電池的增多，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)對于新能源汽車和動(dòng)力電池的認(rèn)識還不全面，對于電池回收利用的相關(guān)研究也較少?！暗把仡I(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)基地建成國內(nèi)首個(gè)基于退役電池的風(fēng)光儲混合微電網(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害化利用技術(shù)，研制出國內(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)類目錄。國務(wù)院辦公廳2024年2月出臺的《關(guān)于加快構(gòu)建廢棄物循環(huán)利用體系的意見》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，我國的退役動(dòng)力電池回收技術(shù)在國際上處于領(lǐng)先地位，其中，鋰的回收率已經(jīng)超過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，也為新能源汽車產(chǎn)業(yè)的長遠(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，我國開始試點(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，國家發(fā)展改革委等三部門聯(lián)合印發(fā)《2025年新能源城市公交車及動(dòng)力電池更新補(bǔ)貼實(shí)施細(xì)則》，對城市公交企業(yè)更新新能源城市公交車及更換動(dòng)力電池給予定額補(bǔ)貼。
盡管取得了一定成績，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)人員專業(yè)能力水平不到位，二是只考慮經(jīng)濟(jì)利益，不考慮對環(huán)境和整個(gè)行業(yè)的不利影響。因此很多正規(guī)企業(yè)難以和這類小作坊在成本上進(jìn)行競爭?！碑吤魪?qiáng)直言，這些小作坊沒有安全、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。
韓俊偉更關(guān)注回收安全問題：“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 的關(guān)注?！蛾P(guān)于加快構(gòu)建廢棄物循環(huán)利用 體 系 的 意 見 》 在 加 強(qiáng) 廢 舊 電 池 循環(huán) 利 用 方 面 明 確 提 出 ， 要 開 展 清 理廢 舊 動(dòng) 力 電 池 作 坊 式 回 收 聯(lián) 合 專 項(xiàng)檢查行動(dòng)。
此外，《新能源汽車廢舊動(dòng)力電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件（2024年本）》不僅對企業(yè)選址、溯源管理、節(jié)能評估等提出了更高要求，也通過強(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，國務(wù)院常務(wù)會議審議通過《健全新能源汽車動(dòng)力電池回收利用體系行動(dòng)方案》，從強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)研制等方面對新能源汽車動(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《電力儲能用鋰離子電池退役技術(shù)要求》已于2024年7月開始實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)對電力儲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)了儲能電池退役評估體系的空白。
團(tuán)隊(duì)隨后把目光轉(zhuǎn)向更廣闊的國際舞臺。
2023年發(fā)布的《歐盟電池與廢電池法規(guī)》要求各國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)域的國際標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范各國回收利用工作。
今 年 4 月 4 日 ， 由 趙 光 金 團(tuán) 隊(duì)牽 頭 編 制 的 國 際 標(biāo) 準(zhǔn) 《 退 役 電 池 回收 放 電 指 南 》 獲 得 國 際 電 工 委 員 會（IEC）批準(zhǔn)立項(xiàng)。該標(biāo)準(zhǔn)填補(bǔ)了退役電池領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)的空白，針對回收預(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，建立長效機(jī)制。
在規(guī)范化發(fā)展的引導(dǎo)下，“城市礦山”的開發(fā)利用將會迎來良性發(fā)展，變?yōu)橐蛔敖鹕姐y山”。
