全球求解動(dòng)力電池回收利用難題
來(lái)源：中國(guó)網(wǎng) 發(fā)布時(shí)間：2021-07-05 09:37:36
在電動(dòng)汽車(chē)快速發(fā)展的同時(shí),，大量動(dòng)力電池開(kāi)始不斷退役。這些電池如何回收利用以減少對(duì)環(huán)境的污染,，成為各國(guó)正在面對(duì)的緊迫問(wèn)題,。同時(shí)，在生產(chǎn)動(dòng)力電池所需金屬等原材料日益緊缺的當(dāng)下,，不少大型汽車(chē)廠商和初創(chuàng)企業(yè)也在抓緊布局,，希望動(dòng)力電池回收利用能夠成為應(yīng)對(duì)供應(yīng)短缺的有效途徑,，各方均寄望相關(guān)產(chǎn)業(yè)能夠加速發(fā)展,。
動(dòng)力電池產(chǎn)能迅速擴(kuò)大
隨著電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)售的快速增長(zhǎng),，以及汽車(chē)生產(chǎn)商面臨由燃油車(chē)向電動(dòng)汽車(chē)轉(zhuǎn)變的壓力不斷加大，全球不少國(guó)家和地區(qū)均在加快動(dòng)力電池產(chǎn)能的布局,。
目前,，美國(guó)正計(jì)劃在2030年之前實(shí)現(xiàn)大部分美國(guó)制造的汽車(chē)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?dòng)汽車(chē)，在2040年完全淘汰燃油車(chē),。歐洲環(huán)保團(tuán)體運(yùn)輸和環(huán)境組織的一份報(bào)告稱,，如果歐盟引入更加嚴(yán)格的溫室氣體排放監(jiān)管政策并為充電樁建設(shè)提供足夠支持，在2035年之前歐洲的新車(chē)銷(xiāo)售將全部轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?dòng)汽車(chē),。
根據(jù)市場(chǎng)研究公司MarketsandMarkets的數(shù)據(jù),，鋰電池的需求在過(guò)去五年迅速增長(zhǎng)，2025年相關(guān)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從2020年的442億美元增長(zhǎng)至944億美元,，電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展將是主要的驅(qū)動(dòng)力,。
歐洲各國(guó)政府目前正在加大力度支持動(dòng)力電池項(xiàng)目的發(fā)展，以確保未來(lái)仍然可以保持在汽車(chē)制造領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)地位,。據(jù)法新社報(bào)道,，根據(jù)運(yùn)輸和環(huán)境組織的數(shù)據(jù)，歐洲目前正計(jì)劃新建38座超級(jí)電池工廠,，年產(chǎn)能預(yù)計(jì)總共將達(dá)到1000千兆瓦時(shí),，投資額將達(dá)到400億歐元（約合480億美元），2029年至2030年將能實(shí)現(xiàn)計(jì)劃產(chǎn)能,。
不少大型汽車(chē)制造商也在不斷加大對(duì)動(dòng)力電池的投資,。據(jù)法新社報(bào)道，德國(guó)大眾汽車(chē)近期已經(jīng)向瑞典初創(chuàng)企業(yè)Northvolt公司投資23億歐元,，并計(jì)劃新建另外五座動(dòng)力電池工廠,。新汽車(chē)巨頭斯特蘭蒂斯公司目前正在建造兩座動(dòng)力電池工廠。美國(guó)電動(dòng)汽車(chē)廠商特斯拉也計(jì)劃在柏林新建動(dòng)力電池超級(jí)工廠,，預(yù)計(jì)2030年之前的產(chǎn)能將會(huì)達(dá)到250千兆瓦時(shí),。
原材料供應(yīng)或?qū)⒍倘?/p>
動(dòng)力電池工廠的大量建設(shè)將對(duì)金屬等原材料的供應(yīng)提出更高要求，汽車(chē)生產(chǎn)商必須設(shè)法保障生產(chǎn)電池所必需的原材料的供應(yīng),。據(jù)了解,，動(dòng)力電池占據(jù)著電動(dòng)汽車(chē)大部分成本，而鋰,、鎳,、鈷等主要金屬又占據(jù)著動(dòng)力電池大部分成本。歐盟委員會(huì)預(yù)計(jì),，到2030年,，對(duì)鋰的需求將增長(zhǎng)18%，對(duì)鈷的需求則將增長(zhǎng)五倍,。
考慮到需求的大幅增長(zhǎng),，有一些國(guó)際機(jī)構(gòu)已經(jīng)在預(yù)警相關(guān)礦物原材料未來(lái)將面臨短缺。國(guó)際能源署日前表示,，各國(guó)政府需要確保清潔能源技術(shù)所需的關(guān)鍵礦物原材料的供應(yīng),，否則可能面臨供應(yīng)瓶頸，損害電動(dòng)汽車(chē),、風(fēng)力發(fā)電等項(xiàng)目的發(fā)展,。國(guó)際能源署的報(bào)告稱，從鋰,、鎳,、鈷、錳,、石墨等生產(chǎn)電池所需的原材料到生產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)和風(fēng)力渦輪機(jī)的稀土元素,，清潔能源需要眾多種類的原材料，而每一種礦物原材料所面臨的問(wèn)題都不相同,。國(guó)際能源署稱,，總的來(lái)說(shuō)，能源領(lǐng)域?qū)τ陉P(guān)鍵礦物原材料的需求在2040年之前將增長(zhǎng)6倍,，目前全球不斷增強(qiáng)的氣候變化應(yīng)對(duì)行動(dòng)與關(guān)鍵礦物原材料的供應(yīng)正越來(lái)越不成比例,。
國(guó)際能源署的報(bào)告建議,，各國(guó)政策制定者應(yīng)采取行動(dòng)確保關(guān)鍵礦物原材料的穩(wěn)定供應(yīng)，并制定長(zhǎng)期的減排目標(biāo),。該機(jī)構(gòu)還建議各國(guó)政府促進(jìn)新技術(shù)的發(fā)展,，并更多投資回收領(lǐng)域以緩解主要的供應(yīng)壓力。
美國(guó)白宮近日明確表示,，必須與盟友一起確保生產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)所需的金屬等原材料的供應(yīng),，在國(guó)內(nèi)進(jìn)行處理時(shí)也需要考慮到環(huán)保等因素。據(jù)路透社報(bào)道,，相關(guān)舉措包括通過(guò)美國(guó)國(guó)際開(kāi)發(fā)金融公司擴(kuò)大投資電動(dòng)汽車(chē)金屬項(xiàng)目,，以及采取新措施來(lái)支持從電池回收中獲取供應(yīng)。拜登政府還將成立工作組來(lái)確定動(dòng)力電池中所使用的礦物質(zhì)可以在哪里被生產(chǎn)和處理,。美國(guó)能源部已經(jīng)獲準(zhǔn)通過(guò)“先進(jìn)技術(shù)車(chē)輛生產(chǎn)貸款項(xiàng)目”投資170億美元來(lái)支持相關(guān)的項(xiàng)目,，將聚焦電池制造商融資、關(guān)鍵礦物質(zhì)回收和處理等領(lǐng)域,。報(bào)道稱,，確保銅、鋰等動(dòng)力電池原材料的供應(yīng)是拜登龐大電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展計(jì)劃目前遇到的主要障礙之一,，目前美國(guó)國(guó)內(nèi)的采礦項(xiàng)目正面臨著廣泛的監(jiān)管障礙和環(huán)保方面的阻力,。
歐盟委員會(huì)副主席馬羅什·謝夫喬維奇3月份表示，在動(dòng)力電池生產(chǎn)方面,，歐洲應(yīng)當(dāng)努力實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略獨(dú)立性,，希望歐洲可以在2025年以前實(shí)現(xiàn)自給自足。據(jù)法新社報(bào)道,，目前歐洲正在研發(fā)的新一代動(dòng)力電池技術(shù),，希望降低對(duì)鋰離子電池技術(shù)的依賴，歐盟委員會(huì)今年1月已投資29億歐元支持相關(guān)研發(fā),。歐洲還希望建設(shè)更加環(huán)保的電池工廠,，歐盟官員目前正在制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以規(guī)范電池原材料的提取以及廢舊電池如何回收等,。
不過(guò),，惠譽(yù)咨詢公司的分析師奧利弗·蒙蒂克認(rèn)為，歐洲或許要到2040年才能建立起一個(gè)“涵蓋大部分電池原材料在歐洲提取,、精煉,、處理、生產(chǎn)的完整的閉環(huán)供應(yīng)鏈”,。蒙蒂克表示,，盡管德國(guó)和捷克擁有可持續(xù)的鋰金屬儲(chǔ)量，但是歐盟仍然應(yīng)當(dāng)從可靠的合作伙伴那里獲取供應(yīng)，以確保供應(yīng)安全,。
電池回收需加速發(fā)展
動(dòng)力電池被認(rèn)為是決定電動(dòng)汽車(chē)行駛里程和性能表現(xiàn)的關(guān)鍵因素之一,，但隨著使用年限的增加，其性能將出現(xiàn)明顯的下滑,，所需充電時(shí)間將延長(zhǎng)且行駛里程會(huì)縮短,。有業(yè)內(nèi)人士表示,，目前動(dòng)力電池的推薦使用年限一般是5至10年,。隨著大量電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)投入使用，不久的將來(lái)需要更換的動(dòng)力電池?cái)?shù)量將會(huì)迅速飆升,，環(huán)境保護(hù)和資源再利用的需求將快速增長(zhǎng),。
有專家表示，對(duì)于一些還能夠使用的動(dòng)力電池,，可以用于其他要求得以降低的場(chǎng)景,，比如用于能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)（ESS）。對(duì)于不能夠繼續(xù)使用的動(dòng)力電池,，則可以考慮進(jìn)行回收,，再利用其中的金屬元素等資源。目前,，開(kāi)采和加工生產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)所需的鋰,、鈷和鎳等金屬往往需要跨越數(shù)個(gè)大洲，運(yùn)輸距離經(jīng)常超過(guò)2000公里,。因此,，回收和利用廢舊電池中的原材料是一種更加高效和可持續(xù)的方式，能夠有效減輕發(fā)掘新礦,、開(kāi)采和加工處理等領(lǐng)域的負(fù)擔(dān),。
汽車(chē)和電池制造商以及一些初創(chuàng)企業(yè)已經(jīng)在探索各種處理廢舊動(dòng)力電池的方法，一些新的產(chǎn)業(yè)和商業(yè)模式正在形成,。
據(jù)美國(guó)CNBC報(bào)道,，特斯拉前首席技術(shù)官（CTO）施特勞貝爾在2017年創(chuàng)立了RedwoodMaterials公司，該公司聚焦于處理電子垃圾,，其業(yè)務(wù)包括回收利用廢舊電池,，然后向汽車(chē)制造商和電池生產(chǎn)商提供從中提取的原材料。該公司位于美國(guó)內(nèi)華達(dá)州的首個(gè)回收處理工廠已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn),，能夠回收利用廢舊電池中95%的鎳,、鈷、鋁和石墨,，以及超過(guò)80%的鋰,。施特勞貝爾表示，面對(duì)動(dòng)力電池需求的快速增長(zhǎng)，目前的原材料供應(yīng)將難以滿足需求,，必須加快“食物鏈頂端領(lǐng)域”的投資,，比如原材料的開(kāi)發(fā)和回收利用等領(lǐng)域，而回收利用是一種非常高效的途徑,。在盈利問(wèn)題上,，施特勞貝爾表示，公司目前仍然處于發(fā)展的初期,，投資設(shè)備和技術(shù)仍然需要消耗大量的資本,，但從長(zhǎng)期來(lái)看，隨著技術(shù)和規(guī)模的不斷改善,，公司的業(yè)務(wù)將會(huì)實(shí)現(xiàn)非?？捎^的利潤(rùn)。
據(jù)媒體報(bào)道,，LG能源解決方案公司和通用汽車(chē)的動(dòng)力電池合資企業(yè)UltiumCells將與電池回收公司Li-Cycle合作,，從今年開(kāi)始回收電池。Li-Cycle表示,，其回收利用技術(shù)可實(shí)現(xiàn)鋰離子電池中所有材料80％至100％的回收,。
據(jù)韓聯(lián)社報(bào)道，韓國(guó)汽車(chē)制造商起亞汽車(chē)及其電池供應(yīng)商SKInnovation將合作發(fā)展動(dòng)力電池回收利用項(xiàng)目,。據(jù)悉,，SKInnovation為起亞汽車(chē)的EV6等電動(dòng)車(chē)型提供鋰離子電池。早在2020年3月,，這兩家公司就已經(jīng)開(kāi)始合作利用廢舊動(dòng)力電池,，并表示將會(huì)通過(guò)能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)來(lái)合作處理和再利用廢舊動(dòng)力電池，或者回收廢舊動(dòng)力電池中的金屬,，這將有助于降低生產(chǎn)成本,。SKInnovation還表示，除了潛在的經(jīng)濟(jì)效益,，回收廢舊動(dòng)力電池還可以減少?gòu)U舊電池被掩埋的數(shù)量,，從而降低對(duì)土壤和地下水的污染。
動(dòng)力電池中原材料回收相關(guān)市場(chǎng)預(yù)計(jì)將在未來(lái)數(shù)年迎來(lái)快速增長(zhǎng),。CNBC的報(bào)道稱,，有數(shù)據(jù)顯示，全球鋰回收市場(chǎng)將由2019年的15億美元上漲至2030年的181億美元,。
有專家表示,，動(dòng)力電池回收利用產(chǎn)業(yè)要想加速發(fā)展，還需要電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)和政府進(jìn)行更加緊密的合作,，以幫助收集各種不同型號(hào)和性能的電池,，加快推進(jìn)相關(guān)科研項(xiàng)目,，制定出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)化廢舊電池回收和利用程序,，早日逆轉(zhuǎn)目前廢舊電池回收利用率較低的局面,。
一些國(guó)家的政府也在通過(guò)各種形式支持相關(guān)的創(chuàng)新活動(dòng)。據(jù)韓聯(lián)社報(bào)道,，韓國(guó)政府目前正在通過(guò)“監(jiān)管沙盒”的方式,，部分放松對(duì)于廢舊電池的監(jiān)管，以允許汽車(chē)制造商和電池生產(chǎn)商利用這些電池來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品,、服務(wù),、營(yíng)銷(xiāo)和商業(yè)模式等的創(chuàng)新。韓國(guó)貿(mào)易,、工業(yè)和能源部計(jì)劃在2024年之前投資13億韓元（約合150萬(wàn)美元）來(lái)進(jìn)行舊電池利用方式的實(shí)驗(yàn),，比如利用于可再生能源項(xiàng)目中。
韓國(guó)汽車(chē)技術(shù)協(xié)會(huì)研究員金世燁表示,，隨著電動(dòng)汽車(chē)的加快普及，從2026年開(kāi)始,，韓國(guó)將出現(xiàn)大量動(dòng)力電池退役的局面,，到2030年，大約有10萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)的電池需要更換,。金世燁說(shuō),，電池回收利用產(chǎn)業(yè)要想加速發(fā)展，還需要加快廢舊電池收集等標(biāo)準(zhǔn)的建立,，加快相關(guān)處理技術(shù)的研發(fā),，并細(xì)化對(duì)于電池質(zhì)量和性能的要求。
責(zé)任編輯：沙莎
