新能源汽车行业的最后一公里现在怎么样了?

2018-07-12 05:57
资源再生 2018年6期
关键词:动力电池锂电池新能源

加油站一句诙谐的广告语经常会引起人们的注意,“我们充分理解您的生命毫无价值,但是石油真的很贵”。石油,作为黑色黄金,自古以来,就是宝贵资源。

有趣的是,在地缘政治中,谁得到了石油,就得到了胜利。这是前美国国务卿基辛格最著名的语句。

近年来,新能源跻身成为能源家族中的重要成员。随着新能源的发展,最大的石油企业夸张地预测,到了本世纪末,别指望买上石油汽车。是的,现在的趋势是,在汽车行业,新能源将逐渐取代传统能源。尽管现在来看,新能源只是迈出了一小步。

彭博新能源财经(BNEF)近日发布的长期预测报告显示,由于新能源汽车带来的巨大冲击,内燃机(汽油机和柴油机)汽车的销量预计在2025年左右开始下降。到2040年,全球新能源汽车的销量将达到6000万辆,相当于全部轻型车(乘用车和皮卡)市场的55%。

BNEF数据显示,目前中国已经有超过30万辆新能源公交车投入运营。据了解,深圳拟于7月31日前修订《深圳市网络预约出租汽车经营服务管理暂行办法》,禁止非纯电动车辆新注册为网络预约出租车。同时,全市存量7500辆燃油巡游出租车将在今年12月31日前更换为纯电动车,基本实现巡游出租车纯电动化。年底以前,全市将新建出租车快速充电桩5200套以上。

新能源汽车的繁荣离不开政府的大力支持。

但是在新材料在线承办的2018中国宁波新材料产融高峰论坛上,澳大利亚国家工程院刘科院士表示,“我们的判断是两三年内国家都会停下去(对新能源汽车的补贴),全世界上千亿企业都不是靠补贴出来的,必须要有自己的竞争力。”

材料是核心

据了解,2016年中国新能源汽车销量50万台,在2017年增加到77万辆,仅仅有27万辆的增长,而在今年五月,国际股中锂股却翻四倍。“新能源汽车的材料成本不断上升,技术却没有一个大跃步。”刘科院士说。

不同动力锂电池元素含量

在新能源汽车中,动力电池占据了50%的位置。钴、镍,是动力电池的重要的材料。在动力电池结构中,以普遍采用的523材料体系的三元电池为例,一吨电池内含钴27.4千克,含镍68.5千克,含锂14.4千克,直接经济价值达2.3万元。

据了解,钴金属作为伴金属,是在开采铜、镍金属矿产时的副产品。这几种材料需要采取地下大量的稀有金属,而非洲的产量占据全球市场的一半以上。

我国是最大的钴消费国,80%左右的钴用于电池生产。但是情况不乐观的是,美国国家地质局发布的统计数显示,2015年中国已探明钴资源储量为8 万吨,占全球总储量比例的1.12%,进口依赖度在90%以上。

全球探明镍基础储量约8100万吨,资源总量14800万吨。我国镍矿产量相对较少,但产量相对稳定,2007-2016年产量维持在 6.84-10万金属吨之间,产量占比保持在3.8%-5.7% 之间,占全球同期镍矿的比例保持在3.8%-5.7%之间。正如刘科院士所说,“材料才是核心”,随着新能源汽车的供给上升,需要源源不断的材料。

有专家估算:照目前的开采速度,镍矿还可支持开采46年,铜矿31年,石油30年。其余大部分矿物资源也都在百年以内开采完毕。

在这其中,再生资源的作用逐步凸现出来。由废旧合金、电池等废旧铜、镍终端产品中电解回收的阳极泥中提炼的金属钴,占据了13%的比例。

变废为宝是一个好办法

变废为宝是一个预防资源枯竭的好办法。

“格林美通过开采城市矿山,每年回收钴金属5000吨,超过了中国钴开采量。”格林美相关人士表示,随着未来三元动力电池的扩产,钴金属的来源将主要来自回收领域。

格林美的资源化循环产业链是“废电池与钴镍钨稀有金属废弃物-钴镍钨粉体-动力电池材料”。据了解,公司每年通过回收循环再造的钴金属量占公司钴产品原料的30%,其余约70%则通过海外进口获得。

据了解,电动汽车动力电池的使用寿命通常为5-8年,从2017年起我国将迎来首批动力电池退役潮。到2020年,我国动力锂电池的报废量将达32.2GWh,约50万吨;到2023年,报废量将达101GWh,约120万吨。

这门生意是一片蓝海,不少大公司纷纷布局。

上市公司启迪桑德已布局动力电池回收行业,在桑顿新能源中控股28%。宁德时代也早有布局。2015年取得广东邦普控制权(通过子公司宁德和盛持股69.02%)并将其纳入合并范围。目前,广东邦普已成为全国领先的锂电池材料三元前驱体的供应商。2016年1月20日,格林美与邦普签订了《正极材料前驱体委托加工战略合作协议》,合同期限为2 0 1 6年1 0月1日至2 0 2 1年9月3 0日,合同标的为镍钴锰氢氧化物(三元正极材料前驱体),标的涉及金额约为7亿元人民币/年。

稀有金属远在天边,近在眼前。这家坚持“城市矿山就是新能源材料”的企业正在废旧动力电池回收市场暗自发力。

2018年5月,格林美和宁德时代达成了战略合作,这位动力电池行业的大佬宁德时代不久之前过会,并在6月11日深交所上市。同样是今年5月,格林美还与北汽鹏龙签署战略合作框架协议,双方将对新能源汽车动力电池开展深度合作。

技术是关键

众大佬纷纷布局,群雄逐鹿,其实动力电池的回收技术才最为关键。

业界人士普遍认为,电池回收涉及多方利益,也涉及到电池放电、破拆、分选、除杂等多个步骤,回收技术不成熟,回收成本高是最大的难题。

电池中的镍、钴、锰等重金属,以及电解液、含氟有机物都是重污染物,而且废旧的三元锂电池仍旧有着300-1000V的电压,如果操作不当会导致二次污染以及爆炸等安全事故。因此动力电池回收这门生意,有着极高的门槛。

据了解,三元锂电池在回收理论上是有利可图的,因其含有大量的钴、镍等金属,但是碳酸铁锂电池回收成本依旧高昂。

不过,德国的研究结果表示,当废旧锂电池到达一定量时,进行资源化利用才具有一定的盈利空间。比如用湿法工艺处理三元系锂电池的经济平衡点为年处理量4200吨,估计在德国要等到2020年;磷酸铁锂电池年处理量要6800吨,在德国要等到2026年。

来源:国金证券

使用火法冶炼法则需对炉渣进行处理,因此在环境影响方面显示CO2排放和非可再生累积能力需求上是负面的。但是湿法冶炼方案显示各种环境影响是正面的。以我国应用最多的湿法冶金技术为例,除整体回收率偏低外,回收中产生的强酸、强碱、氨水等极易造成污染。

北汽新能源相关负责人对此同有感触。“国内还未建立成熟的动力电池回收体系,一些企业虽有涉及,投入却超出电池价值,缺乏盈利点,经济性欠佳。”

“再利用分为预处理过程,分离过程和产品制备过程三个板块。预处理主要是将锂离子电池进行提活,通过低温或者隔绝的方式,让电池破碎或失去本身的化学活性,分解过程就是通过物理或化学方法,后续就是产品制备。”中国电池联盟杨清雨表示,用化学的方式对最终的产物进行提纯,这种方式提纯的效果相对比较好,但是工艺流程比较长,整体的成本也会偏高一些。

新能源汽车退役后的动力电池仍具有80%的能量,宝马公司利用峰谷电机制,将剩余电量用于储能。这就是业内所说的梯次利用。

在梯次利用中,最关键的难点在于溯源技术。据了解,退役电池的类型、规格、工艺等各不相同,且串并联成组形式、应用车型、使用时间及工况都存在多样性,造成拆解复杂。

近日,工信部发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》(以下简称《暂行规定》),提出将对规定实施之日起新获得《道路机动车辆生产企业及产品公告》的新能源汽车产品和新取得强制性产品认证的新能源汽车产品(含进口新能源汽车)实施溯源管理。

《暂行规定》将于今年8月1日起实施。《暂行规定》指出,我国将建立“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”。此平台将对动力蓄电池生产、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。

在未来建立一个电池的全生命跟踪生态,从而使废旧电池的梯次利用和稀有金属的提炼更具有实施可能性。

来源:新材料在线

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