來源:鋰想生活
工業和信息化部副部長張云明:我國動力電池回收再利用體系已初步建立
我國已初步建立了動力電池的回收再利用體系,“目前,我國在地市級行政區已建設了 1 萬多個回收服務網點?!?/span>
未來將進一步健全回收利用體系,加快制定回收利用管理辦法,加強央地工作聯動,形成協調監管機制,完善動力電池回收利用標準體系,支持智能拆解、材料再生等技術攻關和推廣應用,加快培育一批梯次利用和回收再生的相關企業。
全球汽車產業綠色低碳轉型進一步加速,我國動力電池產業正處于重要的戰略機遇期。工業和信息化部將聚焦汽車產業轉型升級、經濟社會綠色低碳發展、碳達峰碳中和目標實現,深入實施《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》,推動我國動力電池產業高質量發展。
一是加強關鍵技術創新。加快電池性能提升,加強新體系新材料研發布局,不斷增強產業鏈競爭力。
二是提升安全管理水平。建立健全安全預警、事故調查等機制,完善安全技術標準,進一步提高產品一致性和安全性水平。
三是強化關鍵資源保障。支持企業加快資源開采、提煉等技術攻關,引導合理開發國內資源,推進無鈷電池等技術研發應用。
四是健全回收利用體系。加快制定回收利用管理辦法,完善相關標準體系,支持拆解、再生等技術攻關和推廣應用。
五是優化產業發展環境。打造具有國際競爭力的產業集群,深化國際交流合作,實現互利共贏發展。
寧德時代董事長曾毓群:創新引領Twh瓦斯時代
今年上半年寧德時代在全球的市場份額達到了34%,從去年的 28% 提高到34%。最近四個月,我國的新能源汽車滲透率20-25%左右。在 2030 年達到乘用車的電動化率62%(50-80%),到 2030 年,儲能需要的電池將超過一個 TWh。礦產資源并不是我們這個產業發展的瓶頸,因為目前已判明的鋰資源儲量可以生產 160個 TWh的鋰電池。同時,電池里面的絕大部分材料是可以通過重復利用的。寧德時代已在回收電池,邦普子公司鎳鈷錳的回收率都達到99%,鋰達到 90% 以上。到了2035 年,循環利用退役電池中的材料就可以滿足絕大部分的市場需求。產業鏈以及企業真正的挑戰是第一是消費者對研發能力提出更高要求;第二是大規模交互,對制造能力提出更高要求;第三是產業縱深發展,對服務能力提出更高要求。TWh時代,創新可以贏得萬變。寧德在結構創新上推出了 CTOP3.0 就是麒麟電池,不需要堆電池就可以輕松實現 1000 公里的續航;在制造系統、產線布局、關鍵工藝優化控制以及數字化能力建設等方面也進行了革命性的創新,讓產品的缺陷率從 6 個sigma的百萬分之一的級別達到了十億分之一的級別,就是從 PPM 到了 ppb 我們的宜賓基地通過一系列的自主研發創新,獲得了 SGS 頒發的全球首個電磁工廠 pas2060 證書,在 2021 年就達到碳中和,還啟動了對供應鏈碳逐級的核查,對供應鏈的企業展開輔導,希望消費者能夠早日用上我們的零碳電池。急需商業模式創新去打通生產使用、回收各環節。寧德放電品牌 evogo 今年已經在廈門合肥落地,通過獨創的組合放電模式,解決了經濟實運型舊車的市場普及問題。目前還有多個車型正在全面合作之中,也會在更多的城市落地。從國家層面看汽車碳排放約占我國交通領域碳排放75%,從產業發展看,我國已培育成熟全球最成熟的新能源汽車產業鏈,同時構建了全球最大的補能網絡。從市場環境看,中國新能源汽車產品力不斷提升,中國消費者民族汽車品牌接受度不斷提高,上半年中國新能源汽車國產品牌銷量占比超過70%,汽車產業經濟會成為平臺經濟,汽車產品會發展成平臺產品。預計2022年中國新能源汽車銷量將達到500-600萬輛,2025年1000萬輛,在之前完全沒有料到這么快。長安堅定不移向智能低碳出行科技公司轉型,計劃到2025年長安自主品牌銷量達到300萬輛,新能源占比35%,到2030年長安自主品牌達到450萬輛,新能源占比60%。聯合華為、寧德時代打造了電動化品牌——阿維塔、長安深藍。6月新上市長安Lumin,上市一個月,訂單三萬余輛;7月25將上市深藍03;阿維塔11也將于今年上市。未來五年將推出20余款智能電動汽車。三電創新,如新一代超集電驅、長安智慧芯、IBC數字電池管家。全產業鏈投入800億元,打造生態。挑戰,一是原材料短缺,飛速上漲,對外依存狀態。從另一個角度,感謝上游任性的漲價,讓我們不斷挖潛,堅強地活下去。二是材料創新。三是補能基礎設施建設,落后于新能源汽車的發展。安全是動力電池的底線,沃爾沃擁有防火控溫六項核心技術,極氪電池包NT無熱蔓延不起火技術。動力電池正在實現高效智能管理,下半場是智能化的較量。吉利的電池電量高精度預測,可助力提高巡航;固流碰撞、極限工況,ms級的斷電,可提升安全性;高低壓分離,平臺化設計可提升可靠性;BMS結合大數據和云計算是行業趨勢,吉利通過智能電池管理平臺,搜集電池電芯系統數據,通過云端傳輸,通過神經網絡,邊緣計算,云協同,實現電池透明化管理。加大創新研發力度,緩解里程焦慮和充電焦慮,吉利正在開發更長里程需求的電池包,快充時間縮短到15分鐘。換電,吉利和力帆打造換電品牌—睿藍,60s極速換電,實現遠程操作管理,配合三級消防系統,預防起火。健全電池回收體系,業內專家曾表示到2050,全行業動力電池一半材料來自報廢電池的循環利用。吉利布局回收業務,其中鎳鈷錳回收率超過99%,鋰回收率超過85%,位列行業先進水平。能源多樣化戰略很重要,既要支持鋰電池,氫燃料電池,甲醇燃料電池發展,也要探索其他技術路線,既要考慮碳達峰碳中和,也要考慮國家能源安全。吳院士講述能源與環境問題是全人類面臨的重大難題,建立可再生的能源體系極其重要,并分三個部分講述高性能動力電池及其關鍵材料的研究進展。首先新型二次電池(可充電電池),特別是鋰離子電池,已成為動力電池的主體,是當前國際競相開發的熱點,成為新一代信息通訊、電動汽車、儲存電站與能源互聯網等重大應用的關鍵環節。電池的技術進步與材料密切相關,所以中國已制定相應規劃。
其次中國動力電池與材料企業當下共同面臨材料革新、技術突破、產能問題以及成本等問題。由于材料價格上漲較快,材料電池正級材料剛開始是低鎳向高鎳,最終會走向無鎳;鈷的發展趨勢為:高鈷->低鈷->無鈷,無鈷已經實現;低應變穩定結構與發展,只要金額穩定就可能,但要考慮到成本問題與電池材料結構與性能的關系。北理工與宜賓怡寶創新中心合作研究的政績包括,高鎳單晶/多晶正極的產業化開發,與無鈷的富鋰正極材料產業化中試。由于漲價問題過于嚴重,目前正基于非戰略資源限制的儲能體系及相關材料,就發展鈉離子、鋅離子、鎂離子、鋁離子以及鈣離子都在進行探索性的研究。在2002年第一期913基于多電子的反應提出能量密度要達到每公斤 300 Wh/kg的指標,第二期達到350 Wh/kg,第三期達到545Wh/kg。1)提出采用輕元素、多電子、多離子反應體系來實現能量密度的跨越式提升,鈉離子電池資源廣泛,現在炒得比較火爆,但是距離真正的規?;瘧每赡苓€有一段距離。提高能量密度會帶來潛在的化學不穩定性,安全性成為熱議話題,院士認為安全性是底線,是必選項,做良性電池已成為諸多電池企業的共識。2)研發出具有智能識別功能的安全性的電極材料,從調控和切斷電極反應的機緣步驟入手來提高安全性。3)天然有機酸回收鋰鈷鎳可達96%;負極回收碳做電池吸附劑;回收磷(吸附量可達588mg/g)再將其作為緩施肥放到田里。4)技術展望輕元素多電子多離子體系的方向發展來通過維度的協同效益,對電解質的固態化與難燃化,要做全綠色二次電池。電動車也逐漸被大家所接受,給消費者帶來動力強勁、舒適安靜、低成本的使用體驗,公共出行與私人出行的滲透銷量一樣快速增長。但此時仍然存在著續航不足、安全性差、壽命偏短的問題,動力電池的技術仍需要進行提升。比亞迪的堅持以安全為第一目標,早期的電動汽車存在很多技術短板,異型電池包造成空間浪費,所以比亞迪從 2010 年開始不斷地進行技術升級,開發充分利用整車寬度和空間的電池,取消傳統的模組的組成模式,大幅地提升階層效率。刀片電池是融合整車需求和電池技術創新的跨時代產物,給傳統動力電池的設計帶來新的思路和變革,最終在比亞迪漢上面首次搭載。1)刀片電池不僅包含設計制造,比亞迪結合整車設計使用環境,建立了模組電磁系統的仿真模型與完善的安全評價體系,并開展系統性的測試驗證。2)針對超長電芯的結構,比亞迪創新的超寬涂布結合仿真技術,保證最佳壓力和流線,實現最大徒步寬度達到 1300mm,尺寸控制精度為0.5mm以內。3)針對電芯劣排產生的問題,建立電磁系統,發明集成電芯定位和碰撞傳力的高強度邊框結構,解決電芯膨脹控制和碰撞保護的難題,首創超大面積均溫冷滿結構,突破密排電芯的溫度控制難題。4)最后通過一系列的創新,實現刀片電池系統的高安全、高強度、長壽命的設計目標。創新設計離不開生產工藝的支持,在多邊電池的研發生產過程中,堅持自主研發,同時建立現代化的智能在線檢測體系,打造高效率、高精度的零誤差的生產控制技術。漢車型成為首款融合雙優安全認證的新能源轎車,一經上市市場表現良好,供不應求,電池給整車帶來系統性能提升的基礎上,進一步將整車設計與高安全高強度的刀片電池融合,將刀片電池到整包CTB設計進一步融合為 到刀片電池到車身內CTB的技術。電池與車身內融合設計將充分發揮刀片電池高安全的特性,給整車的碰撞安全賦能,搭載CTB技術的全新車型“海豹”也將在月底上市。未來比亞迪將會持續聚焦用戶體驗的痛點,通過材料結構控制和整車多層級的融合創新,給用戶帶來更長的續航里程、更高的安全保護、更快的充電速度、更優的低溫表現、更強的操控體驗,全面發揮電動汽車特有的優勢,補齊電動汽車的短板,持續提升電動汽車市場競爭力,加速綠色持續的電動化的新時代的到來。LG新能源在全球擁有27,000個國際化人才,2021年全球銷售額達 156 億美金,年平均增速為30%。到2025 年,我們的全球產能目標為 520 GWH。在動力電池方面,自 2009 年到 2021 年,在歐洲、北美、亞洲等全球主要汽車市場,給超過 730 萬輛以上的新能源汽車提供了總共 9.12 億個電芯,其中包括給 187 萬輛純電動汽車供應,給 80 多萬輛插電式混合動力汽車提供了 1.79 億克電芯。LG 新能源預計2025年,全球動力電池雙脫率將達到23%。2030 年,新能源汽車滲透率將達到44%,在 2030 年,純電動汽車和插電式混合動力汽車總量預計將達到 4500 萬輛,是 2021年的 5 倍。LG的三大競爭優勢為客戶創造價值:1)高鎳材料技術和 SRS 技術,大部分電池材料可通過內供方式實現穩定供應;2)全球范圍內穩定的交付能力。全球多個國家有生產基地;3)制造工藝方面,沖壓和迭片工藝和碳納米管鋁基技術等方面的技術優勢。擁有24,000多項電車專利,位居全球第一。研發投入平均每年增加15%。到 2024 年,我們的研發投入將達到 9.29 億美金,研發人員將多達 4700 個人。LG 新能源在電池相關的各個領域都擁有差異化的技術優勢。在電池方面,我們擁有全球領先高能量密度成本競爭力的更高的四元鋰電池材料。鋰硫電池采用硫化物蒸汽材料和鋰金屬復劑材料,在更加輕量化的同時,能量密度提升 1.5 倍,這種技術未來將被應用到城市空中交通領域。LG 新能源在ESG 遠景的中長期戰略圍繞英文詞 charge 選定了8大 ESG重點領域。同時細分30 個主要課題,并為每一個課題制定了目標。LG新能源 2021 年 4 月同時加入 RE 100 和 EV 100倡議,是全球首個同時加入兩項倡議的電池企業。承諾將在 2030 年將全球所有主要部門使用的電力轉換為可再生能源。松下集團在中國擁有70家法人,大約有 52,000 個員工,接近 1 萬研發與人員,事業規模高達 1100 億人民幣,占集團工作規模的28%。疫情暴發以來,在中國的 13 個城市新建和擴建基地,連續2年實現了2位數的增長。2022年 1 月,松下集團宣布了“全球環境新概念” (Panasonic GREEN IMPACT) 提出“綠”、“智造”、“創未來”的口號,力爭到 2050 年實現碳排量減 3 億噸,約相當于全球總碳排 1%。目前松下在全球已經實現了 9 家零碳工廠,其中三家在中國。其中無錫電池工廠即將進行純氫燃料電池熱電聯供的可行性實驗。松下在中國布局了 6 個研發基地,18個制造基地,形成研產銷一體化的事業體制。今年將在上海成立這三事業務的地區總部。松下鋰電池生產在全球共有 8 個生產基地,近日在美國的得克薩斯州獲批了建廠補貼,正在探討和規劃約 40 億美元新建一座新工廠。松下圓柱形鋰電池累計出貨達100億電芯。在安全領域和能量密度方面領先業界。1865 型和 2170 型電芯分別于2008 年和 2017 年開始量產,目前已經供貨超過170萬臺電動汽車。預計到 2028 年產能擴充 3 至 4 倍。松下將優化2170電芯生產效率,并通過引入新技術持續改良其性能,未來將更加積極地探索與新市場的合作可能性。下一代的4686型電芯將于 2023 年開始量產,將優先向戰略合作和伙伴供貨。另外,與豐田集團合資的混動汽車方形電池經過不斷技術創新,如今功率密度高達10,000萬每升,同時具備極高的安全性。預計 2024 年發售的 65x 型號將具備更高的輸出功率和安全性。松下通過持續消減稀有金屬的使用量,并以此減少金屬提純過程的碳排放,目前已經實現無鈷電池的研發,并且正在攻克大步削減正極鎳含量。通過嚴格管理產品生命周期碳排,并進行舊廢舊電池回收利用,降低環境負荷。今年已經是第五本年報,年報內容主要圍繞整車、動力電池、燃料電池、專題以及附錄五個部分。首先從產業發展現狀來看,2021年中國是 352 萬輛整車,滲透率達13.4%,2022年上半年 266 萬輛整車,滲透率達到21%,6月份滲透率為23%,汽車保有量是 3.1 億輛,電動汽車保有量突破 1000 萬輛,達到2.23%。市場特點:1)私家車帶動純電動車的發展:普及初期是公共交通、政府補貼,現在從補貼政策驅動過渡到消費者對私家車的需求驅動市場,在這一點中國已經走在世界前列,其他國家的補貼較多。2)在專用車領域,2021年呈現出重卡換電正在發展與中國品牌發展較好的跡象。3)在電動汽車市場,中國品牌、外資品牌(特斯拉)、合資品牌在純電 SUV的比例分別為59%、24%、37%,在純電動車的比例分別是81%、12.8%、5.7%。中國自主品牌在整體乘用車中是 40 %,合資品牌在乘用車市場差距較大。3)從材料看,磷酸鐵鋰已經大于三元,下一步還會更大。4)燃料電池2021年是 2725 輛,保有量已經超過萬輛,因為國家批復五大城市群的應用推廣計劃,2021年發展較快。產業運行特點:1)市場帶動技術發展,技術設施日趨完善,在大規模制造降本能力凸現,在燃料電池方面的技術不斷提升,成本也在不斷下降,資本市場對燃料電池與動力電池都較熱。2)從電池的發展來看,由于疫情與原材料價格上漲的問題,會嚴重損害電動汽車的發展。如果價格繼續上漲,產量就會削減,或整車廠也會來造電池。2022年發展預測:預計2022年我國新能源汽車產業規模將繼續保持增長態勢,企業規模預測合計將達到562.7萬輛,同比增長給約71.7%。新能源乘用車方面,預計2022年新能源乘用車產量為 535.7 萬輛,同比增長約為75.3%。
中國動力電池回收聯盟副理事長單位、格林美股份有限公司副總經理張宇平:動力電池回收利用是毫無疑問的千億產業。
“未來5年,全國動力電池平均每年退役約20-30GWh、16萬噸;預計到2026年,累計退役量將超過142.2GWh、92.6萬噸。2026年,新能源乘用車退役量預計超過41.2萬輛,動力電池退役量預計超過16.7GWh;新能源客車退役量預計超過6.7萬輛,動力電池退役量預計超過12.0GWh;新能源專用車退役量預計超過4.1萬輛,動力電池退役量預計超過2.6GWh?!?/p>
中國工程院院士孫逢春院士:原材料供需矛盾、電池回收利用市場成熟度不高、發達國家“碳壁壘”等挑戰。
他建議建立動力電池全生命周期管理策略,在技術路徑方面,重點從五個方面著力開展工作:加速打造低碳、零碳電池產業鏈,強化產品循環利用設計理念,推動換電技術及車電分離商業模式,建立健全全生命周期溯源管理體系,建立動力電池全生命周期碳核算體系。
基于電池溯源管理打造動力電池回收利用體系
面對動力電池回收產業面臨的種種挑戰,孫逢春院士著眼于全周期管理,提出了構建基于電池溯源管理的動力電池回收利用體系的重要路徑。
動力電池回收利用工作是落實“雙碳”戰略,推進生態文明建設,發展循環經濟、推進資源集約利用的重要一環。如果要將動力電池回收真正做好,需要將其作為一個產業去發展!在國家有關部門引導下,參與其中的企業分工合作,各司其職,提高回收技術與研發水平,產生經濟效益,并不斷提升、推動產業有序發展。
市場觀點
第一,制定或完善動力電池回收政策和標準。從國家層面制定動力電池強制回收政策,并制定回收企業的技術認證標準和準入機制,從源頭抓起,讓廢舊動力電池流向國家和行業認證的回收企業。同時,還要從國家層面考慮動力電池回收產業如何兼顧社會效益和經濟效益,制定相應的產業扶持和規范政策。
第二,不斷提升回收技術,提高回收利用率。同樣需要國家有關部門或行業機構推動建立產學研機制,推動動力電池制造企業、回收再制造企業和高校及科研機構的聯合研發機制。從新電池的生產就開始考慮應該便于回收利用,接下來就是回收技術的不斷研發迭代,不但要提高回收過程的效率,而且要提高回收率。
第三,建立專業的商業化運作模式。不論是廢舊動力電池收購,還是拆解回收后的材料銷售,乃至再制造產品的銷售,都需要打造合理的商業模式,讓動力電池回收產業產生經濟價值,只有具備了造血功能,產業才能持續發展。
第四,建立全國統一大市場。可以說動力電池的回收將影響到新能源汽車的制造成本,進而影響到新能源汽車產業能否健康有序發展,所有相關企業都要予以足夠重視,在國家引導下建立動力電池回收全國統一大市場,最大程度提高效率和效益。
最后,做好動力電池的溯源管理。只要做好動力電池溯源管理才能推動行業規范化管理,提升市場活躍度,完善行業標準體系建設以及支撐區域回收利用體系建設。如果放眼到新能源汽車全生命周期管理,希望這一工具能為動力電池回收企業所用,更被新能源汽車產業參與者所重視。