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特斯拉引燃“电池回收”之路

2020-09-24 13:19:48 电气技术

近日,特斯拉官网上线了电池回收服务,表示其分布在世界各地的服务中心可以处理不再满足客户使用需求的任何电池。报废的锂离子电池不会做填埋处理,可100%回收利用,届时可提取有价值的材料供再使用。对于电池更换问题,特斯拉动力电池的续航里程目前在30~50万公里之间,到服务中心更换新电池则仅需3000~7000美元(约合人民币2~4.8万元)。

近年来,新能源汽车的产量和保有量不断攀升,最早投入使用的大量动力锂离子电池将很快达到其使用寿命。据IDTechEx的最新报告“锂离子电池回收:2020—2040”预估,到2020年将废弃33万吨锂离子电池。随着第一批电动汽车电池的使用寿命开始接近尾声,可回收电动汽车电池在未来几十年内呈指数级增长,自2025年起报废的电动汽车电池将超过消费电子电池。

随着电动汽车需求的增长,越来越需要汽车生产的电池制造设施。在彭博新能源财经(BNEF)“2020年第一条锂离子电池供应链排名”中,中国控制着全球80%的原材料提炼、77%的电池容量和60%的组件制造,国内电池需求为72GW•h。日本和韩国分别排名第二和第三,尽管两国在电池和组件制造领域均处于领先地位,但在原材料精炼和采矿方面的影响力却不及中国。

目前,对于原材料资源并不丰富的欧洲和美国的大型电动汽车市场来说,他们则越来越依靠外部原材料和电池供应,并正在积极寻求发展国内关键材料的供应,包括锂离子电池中的关键材料。据BNEF称,这导致了欧洲电池厂的蓬勃发展,其余的供应链也正在慢慢进入该地区。

据Wood Mackenzie预测,到2025年全球锂市场将超过100万吨碳酸锂当量(LCE),到2030年将需要增加130万吨适合用于电池行业的镍、160万吨的石墨烯。据分析,鉴于大多数电池金属的现货价格目前处于低迷状态,矿场通常需要更高的价格来刺激新的供应,如果不是短期内供应大量的电动汽车,依靠矿山开发的自然周期来增加对原材料的投资,以加速促进电动汽车的普及似乎并不是最佳的选择。

因此,寻找替代金属来源,包括通过回收利用二次供应,回收制造的废料或报废电池将成为一种关键资源,可实现某种形式的供应多样化。据了解,锂离子电池中含有大量的镍、钴、锰等金属,其中电极材料是电池中最精华的部分,它会占到电池成本的60%以上,因此具有最高的回收价值。电极材料中高价值的锂、钴、镍、锰等金属被逐步提炼出来,可以被单独销售给电池制造企业,也可以推向其他更广阔的应用市场。

据统计,2019年特斯拉送去回收的锂离子电池金属包括1000吨镍、320吨铜及110吨钴。对于任何一家电动车制造企业来讲,贵金属原材料的采购成本势必占用了大量的公司资金流,如果能从废弃的锂离子电池中将贵金属回收,无疑能大大减轻电池企业的原材料采购负担,而回收电池材料的成本远低于购买和运输新材料的成本。

据了解,对于绝大多数消费类设备中使用的锂钴氧化物电池,其内在价值相对较高,仅从回收钴和铜中回收就可以获利。事实上,在短期和中期内,旧的消费电子产品可能是钴的重要来源,尽管在囤积、收集和分销方面具有一定的挑战。

而电动汽车电池将更易于跟踪、收集和管理,但由于每千瓦时使用的钴量较少,电动汽车电池的材料价值(以美元/千克计)较低。基于此,许多公司正在开发和商业化各种回收工艺及其组合,以从锂离子电池中回收更多材料,以获取尽可能多的价值。

在《特斯拉影响力报告2019》中已表明,特斯拉已经与世界各地的第三方回收商合作,回收废旧锂离子电池中有价值的金属,并在位于内华达州的超级工厂开发一种独特的电池回收系统。通过该系统,锂、钴等关键金属的回收将会被最大化,铜、铝等电池中含有的其他金属也会被回收,所有金属将再度优化成为新电池生产所需的材料。

特斯拉表示,希望用回收材料生产新电池以节省资金,同时也能减少将报废电池运到海外第三方回收公司所需的费用和造成的污染。对于纯电动汽车的潜在用户来说,更换电池带来的成本压力很大程度影响着他们的购车积极性,如果这一问题能够妥善解决,将极大地增强新能源汽车的成本优势和群众购买力。

动力电池回收,正日益成为全球新能源汽车产业链中企业争相布局的热点。据ReportLinker预测,全球电池回收市场规模预计将在2020—2024年增长57.7亿美元(约合人民币404亿元),年均复合增长率将达9%。国际能源署预计,2030年左右全球锂离子电池回收市场将增长到200亿欧元(约合人民币1648亿元)。

客观上来说,动力电池设计制造本身就很复杂,其退役之后的回收拆解也对技术要求很高,若形成自动化拆解生产线,就需要高成本投入。就目前来看,正规回收企业由于前期投入大,需要数量足够多、价位足够低的回收电池来摊薄成本,但目前这一点还比较难以实现。而特斯拉从一开始就建立了一套从生产到回收,到再利用各环节有效衔接的电池全生命周期的闭环,其电池都可追溯且基本上都能够回收。

业内人士指出,作为新能源汽车行业的标杆,特斯拉此番正式推出电池回收业务,有望加速动力电池回收行业的高速发展。而为让电池回收市场步入健康发展轨道,回收企业需加大研发力度,提高回收处理技术水平,优化工艺,降低成本,使动力电池回收材料和再利用电池出厂具有经济可行性和安全性。

同时,政府还要提供更为具体的路径,国家层面要有统一的战略布局,并出台具有较强约束力的专项法律法规;完善电池种类减量化、型号使用统一化、可溯源化等技术标准,降低电池回收和再利用难度。搭建动力电池回收利用服务平台,帮助企业降低回收利用过程中的成本,推动电池回收产业可持续发展。




责任编辑: 李颖

标签: 特斯拉 “电池回收”

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