全球求解動(dòng)力電池回收利用難題

　　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、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Redwood Materials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的動(dòng)力電池合資企業(yè)Ultium Cells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)汽車制造商起亞汽車及其電池供應(yīng)商SK Innovation將合作發(fā)展動(dòng)力電池回收利用項(xiàng)目。據(jù)悉，SK Innovation為起亞汽車的EV6等電動(dòng)車型提供鋰離子電池。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。SK Innovation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)汽車技術(shù)協(xié)會(huì)研究員金世燁表示，隨著電動(dòng)汽車的加快普及，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。