1塊20克重的手機(jī)電池可使1平方公里土地污染50年左右,那么,1塊重以噸計(jì)的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池會(huì)造成怎樣的污染?
人無遠(yuǎn)慮,必有近憂。盡管新能源汽車在我國如雨后春筍般快速發(fā)展,但動(dòng)力電池回收利用的“短板”卻進(jìn)展相對緩慢,甚至有些滯后。這在一定程度上構(gòu)成了新能源汽車市場發(fā)展的隱憂。而這一問題的解決帶有一定緊迫性,因?yàn)槲覈妱?dòng)汽車動(dòng)力電池淘汰高峰期即將到來,大約在5年以后就將出現(xiàn)大量換電需求,屆時(shí)我國電動(dòng)汽車動(dòng)力電池累計(jì)報(bào)廢量將達(dá)到12萬到17萬噸。
中外企業(yè)加速搶灘動(dòng)力電池市場
新能源汽車在天津推廣較早,其中在公共交通領(lǐng)域應(yīng)用相對成熟。記者日前探訪了由國網(wǎng)天津電力投資運(yùn)營的公交車充換電站——海泰綜合充換電站。這是目前國內(nèi)集約化程度最高、技術(shù)水平最先進(jìn)的綜合充換電站,它已經(jīng)開始為多條公交線路運(yùn)營車輛服務(wù)。
進(jìn)入海泰綜合充換電站,記者注意到在入口道路上鋪設(shè)了一段金屬板路,這段板路就是海泰充換電站獨(dú)有的國內(nèi)首創(chuàng)碾壓發(fā)電系統(tǒng)。該碾壓發(fā)電系統(tǒng)以道路為鋪設(shè)載體,行人車輛為動(dòng)力來源,實(shí)現(xiàn)新型能源轉(zhuǎn)化。凡是車輛從上面行駛過、甚至行人在上面走過,都會(huì)引起系統(tǒng)震動(dòng),自動(dòng)發(fā)電后并入電網(wǎng)。碾壓發(fā)電產(chǎn)生的電能可為站內(nèi)路燈提供照明動(dòng)力。
充換電站已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能換電。進(jìn)入換電區(qū),可以看到有6個(gè)工位可為6輛公交車同時(shí)進(jìn)行換電。通過兩條相近隔離帶的固定位置,公交車可確定其前輪停靠方位,待停穩(wěn)后,操作人員按動(dòng)按鈕就可自動(dòng)感應(yīng)到位于車身下部的電池位置,實(shí)現(xiàn)智能充換電池,整個(gè)過程僅用8分鐘左右。
業(yè)內(nèi)人士分析,與單純的充電相比,現(xiàn)在越來越多對連續(xù)續(xù)航能力要求較高的新能源汽車應(yīng)用領(lǐng)域傾向于充電與換電結(jié)合,這就對電池的可拆卸性提出了更高的要求。
目前,北汽新能源出租車換電站已經(jīng)在北京正式啟用。該換電站與普通加油站相結(jié)合,采用全自動(dòng)機(jī)械幾分鐘就能完成一塊電池的更換。車輛的識別與支付也全通過電子設(shè)備完成,既方便也更加安全。出租車換下來的電池會(huì)繼續(xù)放在這里充電備用,如果快速充電只需兩小時(shí)即可完成,如果慢充大概需要8小時(shí)。
不過由于剛剛起步,可以實(shí)現(xiàn)換電的新能源出租車型號有限,在北京市場的投放量大約在400余輛。但隨著出租司機(jī)的逐漸認(rèn)可,越來越多新能源出租車將出現(xiàn)在馬路上。
在今年的全國兩會(huì)上,全國政協(xié)委員、力帆高級質(zhì)檢師鄒先榮表示,新能源汽車一直以來因充電時(shí)間長,續(xù)航能力差,被認(rèn)為是阻礙其普及的重要原因。采用換電模式則可以一定程度上解決續(xù)航的問題?!叭绻诔菂^(qū)或城郊區(qū)出租車頻繁經(jīng)過的區(qū)域安裝換電設(shè)施,3至5分鐘完成更換電池,就完全能實(shí)現(xiàn)像出租車的加汽、加油一樣便捷?!彼J(rèn)為。
據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)最新發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,今年前5個(gè)月,我國新能源汽車生產(chǎn)13.2萬輛,銷售12.6萬輛,比上年同期分別增長131.4%和134.1%,均已突破10萬大關(guān)。無論是充電和充換電相結(jié)合,隨著新能源汽車數(shù)量的快速增長,動(dòng)力電池都是核心部件。
國內(nèi)新能源汽車的大發(fā)展最直接帶動(dòng)了與之相關(guān)的動(dòng)力電池業(yè)的快速成長。在天津采訪時(shí)記者了解到,電池生產(chǎn)科技企業(yè)天津力神電池股份有限公司正瞄準(zhǔn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的廣闊前景,加速創(chuàng)新?lián)尀┦袌?。正在建設(shè)中的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池?cái)U(kuò)建項(xiàng)目2017年投產(chǎn)后,預(yù)計(jì)每年可新增產(chǎn)值超過40億元。
據(jù)該公司總裁秦興才介紹,最近幾年,公司每年僅動(dòng)力電池投入研發(fā)就在1億元以上。力神還同國外合作成立力神邁爾斯公司,聯(lián)合開展技術(shù)研發(fā)。目前,力神生產(chǎn)的新能源汽車動(dòng)力電池在技術(shù)上已經(jīng)得到了宇通、金龍、一汽、江淮等國內(nèi)外企業(yè)的認(rèn)可。
巨大的市場還吸引了國外廠商的加入。韓國LG化學(xué)公司在南京投資設(shè)立的新能源汽車電池工廠也于去年10月竣工,預(yù)計(jì)今年開始量產(chǎn)。南京工廠也成為LG化學(xué)設(shè)在全球的第三個(gè)汽車動(dòng)力電池生產(chǎn)基地。其他兩家分別位于韓國吳倉和美國霍蘭德。
據(jù) LG化學(xué)方面透露,該公司已經(jīng)鎖定了中國“前10強(qiáng)”整車廠中大半數(shù)的客戶,包括了上汽、東風(fēng)、一汽等,產(chǎn)品覆蓋了從轎車到純電大巴的多種規(guī)格電池,新工廠2016年訂單量已經(jīng)提前鎖定。預(yù)計(jì)到2020年,在中國市場新能源汽車電池銷售額達(dá)12.7億美元。公司方面還表示,其產(chǎn)品除了技術(shù)優(yōu)勢外還有較強(qiáng)的價(jià)格競爭力。
未來巨量廢舊電池處置成隱憂
在新能源汽車電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時(shí),也有越來越多人士擔(dān)心:廢棄的電池是否會(huì)對環(huán)境造成新的污染,從而抹殺了新能源汽車的環(huán)保初衷呢?
北京理工大學(xué)教授吳鋒就曾公開表示,1塊20克重的手機(jī)電池可使1平方公里土地污染50年左右,可以想見,如果是幾噸重的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池廢棄在自然環(huán)境中,將會(huì)對環(huán)境造成更大的污染。
記者調(diào)研發(fā)現(xiàn),目前大多數(shù)車企對消費(fèi)者承諾電池使用壽命和質(zhì)保大都在10年以內(nèi)。例如,比亞迪與戴姆勒合資生產(chǎn)的第一款純電動(dòng)車騰勢續(xù)航里程達(dá)到300公里,騰勢所用電池是磷酸鐵鋰電池,官方保證在充放電4000次以后保存80%的電池容量,電池保修期為6年或15萬公里;特斯拉Model S驅(qū)動(dòng)裝置和電池組的保修條款為8年不限里程,只要用戶所購買的該汽車尚未超過8年時(shí)間,在驅(qū)動(dòng)裝置和電池組出現(xiàn)問題后,都可以享受免費(fèi)保修服務(wù)。
不過,隨著近幾年新能源汽車市場銷售的火熱,大約在5年以后就將出現(xiàn)大量換電需求,尤其是使用頻率較高的電池組,如出租車、公交車,需求產(chǎn)生可能將更快。據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心預(yù)測,到2020年,我國電動(dòng)汽車動(dòng)力電池累計(jì)報(bào)廢量將達(dá)到12萬到17萬噸。
在廢舊電池處置上,再利用是一條重要渠道。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,動(dòng)力電池報(bào)廢后除了化學(xué)活性下降外,電池內(nèi)部的化學(xué)成分并沒有改變,只是充放電性能已不能滿足車輛的動(dòng)力需求,但完全可以用于比汽車的電能要求低的地方。
德國戴姆勒公司就聯(lián)合多家相關(guān)背景的企業(yè)成立了合資公司,著手建立全世界最大的退役電池儲能電站,用于平衡整個(gè)德國的電網(wǎng)壓力。預(yù)期打造的儲能電站容量為13兆瓦時(shí),儲能裝置全部來自退役的smart電動(dòng)版的動(dòng)力電池。
值得注意的是,目前行業(yè)討論比較多的是新能源汽車廢舊電池的梯次利用。這些電池在被淘汰后還可利用在儲能或者相關(guān)的供電基站以及路燈、低速電動(dòng)車身上,最后進(jìn)入回收體系,目前看這是一條比較現(xiàn)實(shí)的處置方式。
此前,通用汽車就曾提出,將電動(dòng)車電池用于電網(wǎng),實(shí)現(xiàn)二次利用。上海交大汽車工程研究院副院長殷承良對此認(rèn)為,動(dòng)力電池的梯次利用一方面可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能,另一方面,如果梯次利用得到普及,無疑將極大地降低新能源汽車的成本。
不過有反對的聲音認(rèn)為,這些廢舊電池大規(guī)模利用的前提是型號一致,且有足夠多的數(shù)量,但其還面臨著商業(yè)模式是否能夠盈利的考量。相對而言,在小規(guī)模的家庭單位儲能更容易實(shí)現(xiàn)。
淘汰高峰即將到來 技術(shù)瓶頸待突破
我國作為新能源汽車推廣大國,今后面臨廢舊電池處置問題將更為突出。隨著淘汰高峰期即將來臨,這一問題的解決帶有一定緊迫性。
不過,當(dāng)前各生產(chǎn)廠商更專注于擴(kuò)充產(chǎn)能,增加銷量,對于電池回收的積極性并不高。而且,產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍在初期,整個(gè)新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈尚未完全形成閉環(huán),回收之后的處理技術(shù)其實(shí)也不完善。尤其是還沒有國內(nèi)企業(yè)探索出回收利用后經(jīng)濟(jì)效益顯著的商業(yè)案例,對其他企業(yè)尚不能形成示范效應(yīng)。
此外,環(huán)保對電池回收再利用的約束性也越來越強(qiáng)。如果技術(shù)不成熟,被動(dòng)回收企業(yè)可能會(huì)付出更高的后續(xù)成本,這也影響了其參與的積極性。
由這些電池的生產(chǎn)商或新能源汽車銷售商回收,某種程度上更為現(xiàn)實(shí)。為了鼓勵(lì)生產(chǎn)企業(yè)回收動(dòng)力電池,不少地方政府也開始積極探索。例如,上海曾出臺政策表示,車企回收動(dòng)力電池政府將補(bǔ)助每套1000元;深圳則建立動(dòng)力電池利用和回收體系,每賣一輛車廠商拿出600元、政府拿出300元,用于回收動(dòng)力電池,初步建立電池回收的機(jī)制。
專家表示,我國當(dāng)前關(guān)鍵是突破廢舊動(dòng)力電池處置的技術(shù)瓶頸,找到一條既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)的可行路徑。通過開發(fā)可行的商業(yè)模式,為今后大規(guī)模處置提供解決方案。
當(dāng)前,要促成動(dòng)力電池的回收再利用,可先行探索統(tǒng)一電池的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),為今后大規(guī)模串聯(lián)組合奠定基礎(chǔ)。在此方面,相關(guān)部門可以牽頭制定參考性標(biāo)準(zhǔn),引導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)力電池。同時(shí)還可以鼓勵(lì)企業(yè)主動(dòng)而為,通過配套的財(cái)稅政策進(jìn)行引導(dǎo),鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行投入和嘗試。
值得注意的是,國外一些廢舊動(dòng)力電池處置技術(shù)越來越成熟,有的技術(shù)或設(shè)計(jì)思路本身值得借鑒。本田和日本重化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社就共同開發(fā)了鎳氫電池回收量產(chǎn)工藝,從失效產(chǎn)品里面提取混合稀土氧化物,進(jìn)一步熔鹽電解為可直接用于制備鎳氫電池負(fù)極材料的混合稀土金屬。這一方式相比從礦山開采的稀土更具有成本和組分優(yōu)勢。此外,通過熔鹽電解獲得混合稀土進(jìn)行直接應(yīng)用,也避免了進(jìn)行復(fù)雜的稀土分離提純,縮短了傳統(tǒng)回收工藝流程。這種循環(huán)再利用的處理模式可能會(huì)成為今后處理電子電器廢棄物的主要回收方式。