2022年上半年,雙碳目標的設定,動力電池退役潮的涌動,動力電池原材料鋰、鎳、鈷價格的大幅度上漲,而我國在電池原材料鋰的提取方面,面臨著開發難度大,提取難度高的困境。相比之下,廢舊電池中鋰的比例較鎂鋰礦石中的還高。廢舊動力電池經回收利用形成全生命周期生態閉環,無論是從產業角度還是生態角度都是利大于弊的。這既能緩解動力電池原材料的供應問題,又能創造良好的社會效益和經濟效益。
政策助力,市場推動
任何一個行業在發展初期,政策激勵和標準制定都是產業化發展的重要驅動力。我國從2009年就對新能源車動力電池的回收做了相關要求,2019年開始,更是密集出臺多項政策,涉及動力電池的回收網點建設、綜合利用、梯次利用和回收模式等。有關動力電池的相關標準出臺數量占全球40%以上,已經發布包裝運輸,梯次利用余能檢測、拆卸要求,再生利用拆解規范、材料回收等相關法規,為動力電池的回收利用奠定了基礎。隨著回收利用標準體系法規框架逐步健全,具體內容將逐步完善,具體涵蓋通用要求、管理規范、碳排放管理、綠色生產、安全要求、梯次利用、再生利用等業務板塊。
在政策的推動、標準的助力作用下,動力電池回收體系逐漸成型。但從市場來看,符合《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范條件》的企業目前只有41家。從企業名單不難得知,目前動力電池回收企業分4類。第一類是第三方動力電池專業回收機構,以格林美、邦普為代表。第二類是整車企業,以比亞迪為代表。第三類是動力電池廠商,以國軒高科、中航鋰電為代表。第四類是電池材料廠商,以廈門鎢業為代表。與41家白名單企業形成強烈對比的,是數以萬家涉及動力電池回收業務的相關企業。
在政策及市場的雙重推動下,加上原材料價格的不斷上漲,動力電池回收產業化必將提速。在雙碳目標和制造強國背景下,動力電池回收勢必要走節能、清潔、高效自動化的路線,才能與目前制造業整體相向而行。事實也是如此,回收企業在尋求以合作的形式走深向實,這對于處在發展初期的行業來說是降本增效的選擇。原材料的上漲對動力電池整個供應鏈的影響將常態化,企業已經意識到,建立安全、強韌性的生態閉環才是終極方案,尋求合作,才能從根本上解決問題。與此同時,動力電池產業鏈企業目前亟需提升高端制造能力,引導資源集約利用,加強回收循環。
“蛋糕”大 挑戰多
隨著雙碳政策的穩步實施,新能源汽車的加速滲透, 導致動力電池的需求大幅增加。在剛剛結束的2022年世界動力電池大會上,一組數據讓動力電池再一次站到了風口上。截至2022年6月底,我國動力電池裝機量累計達531.9GWh,保持全球領先。
自2018年以來,我國動力電池裝機量連續4年占據全球裝機量約五成左右。在2021年全球動力電池裝機量前十強的企業中,我國企業市場份額約為48%,寧德時代更是連續五年占據全球動力電池裝機量第一的位置。與此同時, 依托于我國制造業整體水平的智能化升級,動力電池制造技術顯著提升。動力電池產業鏈目前也已經涵蓋基礎材料、電芯單體、電池系統、制造裝備等各個環節。
以目前市場占有率最高的新能源汽車動力電池為例,其平均壽命一般被認為是5~8年,一般來說,當動力電池的容量衰減至80%,就需要退役處理。根據賽迪顧問數據,中國自2018年開始進入動力電池大規模退役期,2020年退役的動力電池已經有25.6GWh,預計2025年退役的動力電池將達到174.2GWh。新能源汽車市場日漸繁榮的背后,隱約可見的是一個體量日漸龐大的動力電池回收藍海市場。國際能源署預測,未來10年動力電池回收行業的規模將達到1 648億元。
目前,動力電池回收主要有梯次利用和再生利用。在退役的動力電池容量處于20%~80%區間時,梯次利用是首選。退役電池可以二次應用在對電池容量較低的場景,比如儲能、基站備用電源、定頻電車、充電寶等。當電池容量降至20%及以下,不具備梯次利用價值時,則可以再生利用,提取出貴金屬等可循環利用組分。但梯次利用的成本很高,可被重新利用的電池品質參差不齊,市場主體不明確加上一系列難題,經濟效益較差;動力電池再生利用目前正面臨著拆解難和提取難的雙重技術壁壘。
拆解難。一是基于安全性方面的考慮,電池結構組裝首要滿足其密封性、耐壓性等,較少考慮后續的拆解。二是市場上的電池規格眾多,很難形成較為統一的拆解技術,為自動化拆解產線設置了更多技術難題。
提取難。通過精細拆解技術,需要將電池中的正負極材料、電解液、隔膜等材料分開。具體的提取工藝非常繁雜,如何保證清潔、安全、高效,以及拆解后貴金屬的提取技術等問題,也是目前面臨的不小挑戰。
動力電池拆解或將最先實現智能化
盡管退役動力電池的回收和梯次利用還有不少問題亟待解決,但是推動退役動力電池再利用產業和循環經濟模式的可持續發展已成行業共識,動力電池回收已經呈現快速發展態勢。在2022世界動力電池大會上,中國科學院院士歐陽明高提出,“動力電池產業的智能化,包括智能設計、智能制造和智能控制,是動力電池產業未來的發展趨勢。中國要提出新一代智能電池,實現從材料選擇,電池設計、制造、使用、回收的全鏈條智能化?!眲恿﹄姵夭鸾庾鳛閯恿﹄姵鼗厥盏闹匾h節,目前而言,可能是最先實現智能化的環節。據了解,格林美目前已經研究出一種電池包無損拆解的系統。同時我國部分先進的動力電池拆解回收線已經實現了自動化拆解,下一階段將向智能化拆解邁進。從目前智能制造的發展程度來看,未來動力電池智能拆解線,可以通過全流程數據管控的MES,以柔性運動控制單元,結合多任務執行機構工作站、機械臂、影像識別與運動定位等,來實現廢舊動力電池高效、清潔、安全的拆解回收。
動力電池回收當前正處于發展的初級階段,回收利用更不是一蹴而就的。通過制定政策,分清各主體在回收供應鏈中的責任,在確保廢舊動力電池回收有效且正規的基礎上, 借鑒國外動力電池回收的先進經驗和制度,不斷優化回收體系,智能化升級產業鏈各個環節,以清潔、安全、智能為目標,穩步推進智能化產線,建設動力電池回收數字化工廠, 動力電池回收市場才能變得更加有活力。
審核編輯 :李倩
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原文標題:動力電池催生回收藍海,智能化是關鍵
文章出處:【微信號:CADCAM_beijing,微信公眾號:智能制造IMS】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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