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新规正式公布 动力蓄电池的回收利用能否开启 “蓝海”时代?(下)

2018-09-14

资源再生 2018年8期
关键词:蓝海蓄电池储能

导读:作为新能源汽车最为关键的部件之一,动力蓄电池的性能、技术一直都是行业与市场关注和争议的焦点。

消费者购车时最关注的就是动力蓄电池性能,而对于相关参数和后续的使用、维修和回收等感到茫然,对新能源汽车的动力蓄电池实际表现、循环次数和换新等也是有很多的困惑,这一现象或将随着工信部的最新政策得到解决。溯源管理能够对这些信息更好的监管,也便于出现问题能够及时追责。

7月3日,《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》正式公布,动力蓄电池回收利用进入快轨,提前布局回收利用与梯次利用的企业正在抢摊市场,动力蓄电池退役潮也将大举逼近。据预计,废旧动力蓄电池回收市场将在2018年开始爆发,规模可达50亿元。作为新能源汽车最后一公里的动力蓄电池回收及梯次利用将会是新 “蓝海”吗?带着这个疑问,也为了厘清动力蓄电池回收与利用的来龙去脉,《资源再生》杂志的记者采访了中国物资再生协会副会长兼秘书长高延莉女士。

(接上期)

四、新能源汽车动力蓄电池的行业政策

2018年7月3日,工业和信息化部公告《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》,自2018年8月1日起施行,旨在推进动力蓄电池回收利用。办法要求建立“新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台”,对动力蓄电池生产、销售、使用、报废、回收、利用等全过程进行信息采集,对各环节主体履行回收利用责任情况实施监测。在溯源管理规定出台之前,动力蓄电池销售后是无法跟踪的,电池的运行状态和使用状况等电池厂不得而知,在消费者手里的动力蓄电池报废后也难以追溯到生产厂家进行回收。此项目出台后,将会更好的推进动力蓄电池的回收利用。

在这之前,我国有关动力蓄电池回收利用的政策曾不断出台,各地相应的配合政策也陆续出现。今年2月底,工信部等七部委联合发布了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,明确提出要探索形成动力蓄电池回收利用创新的商业模式;5月17日,工信部对《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》公开征求意见。6月1日,《深圳市开展国家新能源汽车动力蓄电池监管回收利用体系建设试点工作方案(2018—2020年)》开始实施,深圳成为全国首个制定实施新能源汽车动力蓄电池回收体系建设方案的城市。还有此前的《汽车动力蓄电池编码规则》、《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》、《车用动力蓄电池回收利用拆解规范》和《车用动力蓄电池回收利用余能检测》等政策法规出台,为动力蓄电池的回收利用奠定了基础。6月21-24日,工业和信息化部节能与综合利用司司长高云虎还带队前往多省开展新能源汽车动力蓄电池回收利用工作调研,以推进长三角新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作。

表4 我国动力蓄电池回收利用相关政策

五、国外动力蓄电池梯次利用及回收处理情况

一些国外对动力蓄电池进行剃次利用的创新尝试对方兴未艾的国内市场或有借鉴意义。

在欧洲,总部位于柏林的德国光伏储能厂商Younicos公司提出了一种对外租赁储能设备的新业务模式。该公司的“储能即服务”产品旨在满足即时储能需求,并将首先专注于商业和工业客户的混合发电系统和微电网应用。Younicos是一家基于电池技术的智慧储能和电网解决方案提供者,全球范围内名列前茅,回收电池用以建立组合分布式能源的虚拟电厂,并会参与一次调频市场的电价制定,截至2017年全球20多个储能项目中装机量已超过100兆瓦。在今年年底前,Younicos公司将设计并提供世界上最大、最先进的基于旧电池的能量存储系统,49兆瓦锂离子系统将在不到一秒钟内响应电力需求的波动。据悉,Younicos公司还在去年完成了在阿拉斯加科迪亚克岛的一个升级3MW电池储能系统的安装和调试,使得这个岛成为美国仅有的五个可再生资源达到99%以上城市之一。Younicos公司的业务模式在业界可能是独一无二的,但它不是第一家提供替代储能系统甚至是临时储能解决方案的公司。蓄电池和高级微电网解决方案既可以将电池租给客户,也可以将电池作为一种电网资产运营,从而让企业将电池服务进入到批发电力市场。

另据报道,在2016年初,宝马就与博世共同建立了一个光伏电站储能系统,这个系统由成百上千的动力蓄电池废旧模块组成,叫做&34;Battery 2nd Life&34;(即锂电池的第二次生命)。此外,宝马、博世以及Vattenfall共同组建了一个联盟以实现该项目, 德国博世集团利用宝马的Active E和i3纯电动汽车报废的电池建造了2MW/2MWh的大型光伏电站储能系统。

日产汽车与住友商事株式会社在2010合资成立了4R Energy株式会社,是家专注于电动车电池的有效再利用的企业,致力于实现日产聆风的锂电池二次商业化利用,其曾经开发过一款可快速测量废旧电池性能的系统,目的就是为了处理从日本各地收集上来的电池。公司回收日本和美国市场中聆风汽车的废旧电池用于住宅及商用的储能设备。今年3月,日产汽车、住友商事株式会社及其合资企业4R Energy,在日本开设了首家专门从事电动车锂离子电池再利用和再处理的工厂。电池被回收后,这个工厂将利用它们制造可再生电池,应用于大型存储系统、电动叉车,以及住宅和商用的储能设备。

早在2015年,美国的Free Wire公司就推出了一款叫Mobi的电动汽车移动充电站。这款移动充电站像个大号的“充电宝”,是由废旧电动车电池制成,能储存48kwh的电量,超过目前市面上大部分电动汽车的电池容量,该充电站的直流电来自于日产LEAF的旧电池模块,后者由于是电动车的鼻祖,销量一直居高不下,因此淘汰下来的电池不少。目前这款移动充电车已有了“升级版”,储能从最初的48kwh增加到80kwh,可以连续运行五个小时以上。今年4月20日,该移动充电站在旧金山地区的福特·梅森中心里进行了实际应用,当天正好是夜市。该项目在FreeWire公司看来是给了那些旧电池第二次生命,车主在使用时也是非常方便,可以通过平板电脑或手机操作,充电车位被占用的问题也得到了解决。另外,特斯拉也在电网级储能应用,家用储能墙,太阳能储能等业务做了部署。这些或都是潜在梯次利用的未来场景。

高延莉向记者介绍了她带领相关企业家去欧洲考察新能源汽车的回收拆解之行。“其中在德国大众汽车公司的所见所闻让我印象深刻,大众公司精准地回收利用与精湛地拆解工艺令人叹为观止,我国急需展开相关的技术研发,以适应越来越激烈地国际竞争。”高延莉表示。

高延莉带队考察欧洲汽车回收、环保企业

据了解,德国在动力蓄电池回收的法律制度、责任划分和技术路径方面取得了显著的成绩。德国政府立法回收,生产者承担主要责任,利用基金和押金机制建立了废旧电池回收体系市场化,实现了良好的效果。电池生产商负担废弃电池的收集、处置和循环利用的支出,工业电池的生产者和使用者可通过协议方式约定经费的负担问题。用户有义务将废旧电池交给指定的回收机构。

资料显示,根据欧盟《废弃物框架指令》《电池回收指令》《报废汽车指令》,德国制定了《循环经济法》《电池回收法案》《报废汽车回收法案》,在有关的法律约束下,废旧动力蓄电池回收体系在各个环节都有明确分工,产业链上的生产者、消费者、回收者均有相应的责任和义务。

此外,德国十分强调生产者责任延伸制度。大众、宝马等新能源汽车生产企业积极响应废旧动力蓄电池回收利用工作,为了深入分析动力蓄电池不同回收技术的利用效果,德国环保部资助了利用火法冶金和湿法冶金回收技术的示范项目,如图 4所示;宝马汽车公司也与电力公司拟建立利用峰谷电机制将废旧电池用于储能领域。

图4 德国动力蓄电池回收体系

在回收处理废动力蓄电池方面一直处于世界前列的国家还有我们的邻邦--日本。受原材料资源贫乏的影响,日本从1994年10月开始推行动力蓄电池回收计划,电池生产商建立了“蓄电池生产—销售—回收—再生处理”的电池回收利用体系。同时,日本政府还制定了一系列法律法规来规范废电池的回收,如《固体废弃物管理和公共清洁法》《资源有效利用促进法》等。

为了规范报废汽车动力蓄电池回收产业的发展,日本从基本法、综合性法律、专门法三个层面出台了相应的法律法规,规定新能源汽车的生产企业有义务承担动力蓄电池的回收利用和处理,并且激励各大汽车生产企业重视动力蓄电池回收技术的研究。

日本自然灾害频发使其更容易接受和普及应急电源,在汽车企业的推动下,使用退役的新能源汽车动力蓄电池作为应急电源的家庭和企业越来越多。生产企业是日本动力蓄电池回收再利用模式的核心,丰田、日产、三菱等企业积极投入到动力蓄电池回收再利用研发领域,促进了新能源汽车生产企业对回收的重视,进而推动企业从产品研发设计阶段进行原始创新,提高了回收利用率,如图 5 所示。

图 5 日本动力蓄电池回收体系

美国的废旧动力蓄电池回收主要以市场调节为主,政府通过制定环境保护标准对其进行约束管理,辅助执行废旧动力蓄电池的回收。美国从联邦、州级和地方三个层面建立健全了动力蓄电池回收利用法律法规框架。

在联邦层面,借助许可证管理办法,以《资源保护和再生法》《清洁空气法》《清洁水法》等法规,加强对电池生产企业和废旧电池资源回收利用企业的监管,利用《含汞和可充电电池管理法案》对废旧动力蓄电池的生产、运输等环节予以规范。在州级层面,大部分州都采用美国国际电池协会提议的电池回收法规,并且通过价格机制引导零售商、消费者等参与废旧电池回收工作,如纽约州制定的《纽约州回收法》、加利福尼亚州制定的《可充电电池回收与再利用法案》,都强制要求可充电电池的零售商应当无偿回收消费者的废旧可充电电池。在地方层面,美国大部分市政府制定了动力蓄电池回收利用法规,以减轻废旧电池对环境的危害。

作为行业组织,美国国际电池协会颁布了《电池产品管理法》,创设了电池回收押金制度,鼓励消费者收集提交废旧电池。在回收制度方面,由电池协会制定押金制度;政府建立电池回收网络,利用附加环境费的方式,通过消费者和电池生产企业共同出资作为政府回收资金的支持;废旧电池回收企业以协议价将提纯的原材料卖给电池生产企业。与此同时,美国积极开展动力蓄电池梯次利用、回收技术及工艺的研究,并进行了针对车用动力蓄电池的梯级利用和系统性研究,包括动力蓄电池回收经济效益评估、提升回收技术等,如图 6所示。

图 6 美国动力蓄电池回收体系

总之,国外的动力蓄电池回收与利用产业以市场调节为主、政府约束为辅,并以法律作为防治污染和实现再循环的重要保障。发达国家通过建立健全完善的法律机制,充分实施生产者延伸责任制度,再利用法律的强制性对各个环节进行规定,约束动力蓄电池生命周期过程中的各个相关主体。结合我国具体情况,一些国际上先进的作法值得我们学习与借鉴,高延莉表示。

六、我国动力蓄电池回收利用的挑战与建议

然而,在动力蓄电池市场即将“井喷”的关键时期,也存在着一些看不见的隐患。高延莉给记者讲到了她今年年初的一个经历。南方某报废汽车回收拆解企业近期回收了一辆新能源汽车,拆解员见到其中的动力蓄电池却无从下手,原因在于之前只听说过新能源汽车却没真正的接触过,对于动力蓄电池更是没见过,所以不知道其工作原理与内部构造,如何拆解与利用也是一无所知。正当一筹莫展之时,企业主给高延莉的一个电话救了他们,根据高延莉的视频指导,这家企业完好无损地将动力蓄电池拆解下来并妥善存放。事后,当企业从网上查询到动力蓄电池的价值时,不禁感慨,如果没有专业人士的指导,这台回收的新能源汽车的核心部件---动力蓄电池将毁于一旦,价值甚至归零。这个经历使高延莉深受触动,她更加感到必须加快为行业和企业培养相关的技术人才,以适应已经到来的市场挑战。

巧的是,在高延莉的率领下,中国物资再生协会正在着手计划开展相关培训,一是报废汽车零部件再制造的技术培训,另一个就是新能源汽车的动力蓄电池回收再利用的技术培训。看来,行业组织早已敏锐地嗅到这一“真空地带”,针对一些企业面临动力蓄电池的回收与利用有些束手无策的挑战,提前做出了反应,雪中送炭,降下“及时雨”,以解企业与市场的燃眉之急。可以预见,随着回收技术的研发与应用、行业指导的深入以及企业的不断学习,我国动力蓄电池的回收与利用将渐入佳境;国家政策扶持与行业规范管理的“双轨”并行,也必将促进这一领域的健康发展。

除了动力蓄电池回收与拆解技术需要提升之外,高延莉还提到行业面临的其他严峻的挑战。

此次《办法》明确规定,汽车生产企业作为动力蓄电池回收的主体,可以与有关企业合作共建。但是实际执行中,汽车企业可能会将具体责任转移给电池企业,电池回收与利用企业未必有能力建立完善的回收网络,未来可能要依赖第三方专业回收渠道,从而出现责任的多次转移,操作过程中可能会导致责任归属不清,需要在实践中进一步检验和完善。

据市场统计,约有一半以上的废旧动力蓄电池流入了小作坊进行拆解。这使得大型拆解企业难以直接从电池厂或整车厂获得电池。

回收渠道的最后一公里如何衔接问题目前仍无较好办法。动力蓄电池达到退役年限后,需要从消费者的手里退回给动力蓄电池的回收企业或汽车生产企业,这一回收过程和渠道目前并不畅通,主要原因是动力蓄电池的回收有许多小作坊(甚至无资质)参与其中,造成了效率低下和严重的环境污染。

此外,高延莉表示,我国第三方检测机构的专业性需要保证。对于可梯次利用的动力蓄电池,其电量需要专业的第三方进行检测,否则不易再次合理利用。从技术角度,回收利用技术分为两个方面,电池包拆解和材料回收。电池包拆解时,由于传统的电池包型号众多,拆解多采用人工,难以实现自动化,降低了拆解效率。材料回收工艺也面临着严重的环境污染。

面对挑战,高延莉提出如下建议:

动力蓄电池从回收、运输、储存、拆解到再利用等各个环节,均涉及到安全、环保、信息可追溯等问题,需要建立统一的、清晰的、可操作性的流程和工作标准,才能够确保动力蓄电池回收和再利用的高效、可持续运营。所以,尽快建立动力蓄电池回收的标准流程非常必要。

整车企业作为动力蓄电池回收的第一责任人,应建立动力蓄电池回收服务网点并对外公布,通过售后服务机构、电池租赁企业等回收动力蓄电池,形成回收渠道,也可以与有关企业合作共建、共用回收渠道,提高回收率。动力蓄电池回收应主动从整车企业、4S店、服务站,采用逆向物流方式将动力蓄电池回收,并完成废旧动力蓄电池溯源管理。

继续加强动力蓄电池的回收技术研发,引进国际上的先进设备,提高电池包的拆解自动化效率,利用大规模的拆解回收来降低整个回收过程的成本过高问题,同时减少人工拆解的安全隐患。开发新的材料回收工艺,提升材料回收的效率。

通过宣传和贯彻国家有关法律法规,打通动力蓄电池回收渠道。明确动力蓄电池回收责任企业和单位,保证动力蓄电池从消费者到电池回收企业的渠道畅通,同时提升动力蓄电池企业的回收门槛,防止无资质的小作坊扰乱市场;利用新建的溯源管理系统对动力蓄电池进行管理,保证动力蓄电池的可追溯性。

建立行业的标准化制度,对所有企业生产的电池型号进行标准化编码,尽量减少电池型号多样化带来的成组困难问题。严格发放动力蓄电池回收资质:在发放动力蓄电池回收资质时进行严格把关,对于生产技术要求达不到相关环境保护规定的回收企业进行整改或关停。实施余能检测,对专业第三方检测机构进行筛选和评定,对动力电芯回收后进行余能检测,建立健全统一和专业的参数标准。

我国新能源汽车的高速发展让全球电动汽车的保有量达到了一个新高度,动力蓄电池退役数量每年以几何级的数量增长,巨大商机已现眼前。国家在政策和法规方面一直对动力蓄电池的回收与利用进行完善,相关的行业组织也不遗余力地推动和规范着产业的发展与进步。在当前市场和政策背景下,国内外众多巨头企业已悄然布局这块“处女地”,通过整合汽车企业、电池生产企业以及报废汽车拆解企业等多方资源,建立完善的回收利用渠道,进行废旧动力蓄电池拆解技术储备,打造产业链闭环,从正极到电芯到整车系统,再到梯次利用以及终极的原材料回收,以降低生产成本、提高交易效率,这正是未来动力蓄电池回收利用的意义。

然而,我们始终不应忘记动力蓄电池回收利用的核心——可持续环保的责任所在,这既是实现我国环境友好的重要组成,也是企业的社会责任。只有当我们把生态建设、环保责任放在首位时,动力蓄电池回收利用的“蓝海”时代或将不远,企业也能在绿水青山下实现基业长青。

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