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全球多地增加动力电池回收业务投资

中国经济新闻网 2019-01-25 14:46:39

  随着电池技术的进步和价格的降低,预计未来几年电动车的需求会持续增加。根据IEA(InternationalEnergyAgency)的数据,到2030年,全球道路上的电动车数量可能会达到1.25亿,意味着处在生命周期不同阶段的电池的数量也会相当高。所以替换下来的动力电池问题逐渐引起了人们的担忧,如果处理不当造成污染,还会抵消电动汽车带来的好处。

  典型的动力电池使用寿命约为7-10年。然而,即使在第一个生命周期之后,这些电池仍具有足够的储能容量,可用于其他要求相对不高的应用。废旧电池的一些材料还可以提取以便重复使用,这引发了电池回收和再利用的全新业务。目前,许多公司正在探索如何从废旧电池中有效地提取材料以及如何在其它领域中使用废旧电池。

  主机厂主导

  意识到旧电池可能会是一个新的收入来源,许多主机厂现在都在考虑进行电池回收的工作。奥迪最近宣布与比利时材料技术和回收集团Umicore完成了电池回收战略研究合作的第一阶段。两家公司正在开发一种可重复使用的“高压电池元件闭环”。奥迪和Umicore还在研究回收原材料的原料库概念。今年6月,两家公司开始合作回收电池。在此之前,奥迪表示,它分析了A3e-tronPHEV的电池,并确定了回收方式。该公司还研究了钴、镍和铜等电池组件的可能回收率。奥迪声称,在实验室测试中,95%以上的材料可以回收再利用。

  去年10月,宝马、Northvolt和Umicore组成联盟,计划在欧洲为动力电池开发完整、可持续的价值链。计划从设计可回收电池与其生产流程开始,先是作为动力电池的长时间使用,二次使用可能作为一个储能设备。在电池生命周期完全结束后,再被回收,其中的原材料被提取再利用,从而完成循环。在这项合作中,宝马将专注于电池开发,Northvolt会在瑞典建立电池生产设施,Umicore将专注于材料循环和回收。

  去年3月,日产宣布与住友在日本Namie建立日本首家动力电池回收厂,该工厂将由两家公司的合资企业4R能源公司运营。工厂回收和再加工的电池将为电动车、大型储能系统和电动叉车提供世界上第一种可更换的再加工电池。丰田也在探索动力电池的潜在应用,该公司已与日本中部电力公司合作,建立了一个大容量的蓄电池系统。

  日系主机厂们正在共同致力于一个回收项目。据报道,日本主机厂协会(JAMA)和日本经济产业省公布了一项由日本主机厂们发起的联合项目,旨在收集使用过的锂电池,并建立一个回收系统。由汽车产业在东京成立的“日本汽车回收伙伴关系”(JapanAutoRecyclingPartnership)将负责这个项目,回收设施最初将在北海道、秋田、茨城县、爱知、冈山、广岛和山口等7个县建立。

  美国的三大(FCA、福特和通用)也正在动力电池回收业务方面进行着合作。去年11月,三家的合作组织美国先进电池联盟(USABC)授予了伍斯特理工学院(WPI)108万美元(真抠门儿啊~),用于锂电池回收第二阶段使用的项目。此前,USABC在2016年2月就给过WPI一个100万美元的合同,以扩大和开发其在PHEV电池正极材料的回收。三家早在2016年就对电池回收进行了投资,反映出主机厂们为建立稳定的电池和电池材料供应链的危机感。

  材料供应商和电池供应商也加大了对这一领域的关注。据报道,Umicore计划在未来10年加大对电池回收能力的投资。该公司目前的废电池回收能力约为7,000吨,相当于约15-20万台电动车的电池。而该公司也看到了电动车及PHEV在未来几年内会激增的趋势,正在加紧扩大规模。同时也有传闻说三星SDI也计划入股一家回收技术公司,并签署了一项长期的钴供应协议。

  材料回收

  随着对动力电池需求的不断增长,引发了一场关于钴和锂等原材料的市场争夺。这些原材料供应掌握在包括澳大利亚、智利、阿根廷和中国在内的少数几个国家,使得供应链在本质上处于寡头垄断状态,因此许多主机厂将电池回收视为避免过度依赖有限的原材料来源的方法之一。根据FT2017年9月发表的一份报告,加拿大电池回收公司Li-Cycle估计,锂电池中的锂、钴、铜和石墨等原材料中近90%都可以从旧电池中回收。然而,回收材料的效果将在很大程度上取决于回收方法的成熟程度。钴的提取将是未来的一大重点。多年来,因为原材料供应源的紧张,极大地推高了这些原材料的价格,尤其是钴和锂的价格。钴的价格从2016年1月的每吨2.35万美元跃升至2018年3月的9.5万美元。之后价格略有回落,目前徘徊在每吨5.5万美元左右。

  目前,原材料的价格上涨令人担忧。然而,目前许多电池供应商都在朝着“无钴化”的方向努力。在这种情况下,钴元素的后续处理将更为不明朗。根据德国HIU(HelmholtzInstituteUlm)和卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的一项研究,2050年钴的需求可能是目前探明储量的两倍。据研究人员称,这引起了人们对未来锂电池的短缺和价格上涨的强烈担忧。

  供应链的限制和价格上涨等因素可能会推动电池供应商转向其他原材料,这些原材料更容易获得,性能特征类似于作为电荷载体的锂和作为正极重要原材料之一的钴。研究人员考虑的一些可能的替代材料是钠、镁、锌、钙和铝,这些被统称为“后锂系统(Post-lithiumSystem)”。而释放后锂系统的潜力,开发这些创新的、高能量的电池,使其走向市场成熟是非常重要和紧迫的。

  2019年1月,欧盟宣布将资助一项开发可充电镁电池(RMB)的E-Magic项目。该项目由Cidetec基金会协调,目标是开发密度超过400Wh/kg的RMB,成本低于100欧/kWh。欧盟将奖励670万欧元给E-Magic项目,该项目将持续到2022年底。镁电池被视为是锂电池的一种可行替代品,更安全、更便宜。根据HIU的研究,镁电池在充电过程中形成的枝晶较少,这是使用锂金属负极时面临的主要安全挑战。它的制造成本也较低,因为它与空气的反应速度低于锂金属,因此更容易加工。

  就目前而言,回收主流电池材料的努力有望获得重大进展。最近,AmericanManganese(美国一家专业金属公司)因其锂电池回收技术,收到了美国专利局的“许可通知”。这种新型的回收技术可以回收钴、镍、锰、铝和锂等正极材料,同时可以重新用于制造新电池的正极材料。

  政府的角色

  到目前为止,电动车市场的增长很大程度上依赖于政府的政策,从鼓励买家到为销售端的鼓励。预计主要市场的政府将在动力电池回收和再利用方面采取类似的做法。2018年3月,欧盟委员会与雷诺等合作伙伴签署了一项名为《从电动车到回收:电动车的良性循环》(FromE-Mobilitytorecycling:thevirtuousloopoftheelectricvehicle)的创新协议,以解决动力电池的回收再利用问题。该协议将着眼于在欧盟和国家层面上,推进动力电池的二次使用,并找出其中可能存在的立法和监管障碍,以及克服这些障碍的方法。

  中国政府也通过了相关的临时法规,要求主机厂负责建立回收废旧电池的设施。根据规定,主机厂必须建立回收渠道和服务网点,以便旧电池可以被收集、储存和转移到专业的回收商。法规中还要求新能源电池生产商提供拆解和恢复产品的技术信息,并向主机厂提供必要的培训。据ChinaDaily2018年2月的报道,工信部计划与国家质检局共同建立统一的信息跟踪平台,加强动力电池相关信息的共享和跟踪。

  目前,该行业需要关注两个关键领域。首先,电池需要有一个标准化的设计,这将使电池回收更加系统和易于普及;其次,从废旧电池中提取和再利用材料的整个过程必须在经济上可行。

来源:CE5E能源咨询网 作者:CE5E能源咨询网 编辑: 王文丽       
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