在電動(dòng)汽車快速發(fā)展的同時(shí),大量動(dòng)力電池開始不斷退役。這些電池如何回收利用以減少對(duì)環(huán)境的污染,成為各國正在面對(duì)的緊迫問題。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)汽車銷售的快速增長(zhǎng),以及汽車生產(chǎn)商面臨由燃油車向電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)變的壓力不斷加大,全球不少國家和地區(qū)均在加快動(dòng)力電池產(chǎn)能的布局。
目前,美國正計(jì)劃在2030年之前實(shí)現(xiàn)大部分美國制造的汽車轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?dòng)汽車,在2040年完全淘汰燃油車。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年之前歐洲的新車銷售將全部轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?dòng)汽車。
根據(jù)市場(chǎng)研究公司MarketsandMarkets的數(shù)據(jù),鋰電池的需求在過去五年迅速增長(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)汽車發(fā)展將是主要的驅(qū)動(dòng)力。
歐洲各國政府目前正在加大力度支持動(dòng)力電池項(xiàng)目的發(fā)展,以確保未來仍然可以保持在汽車制造領(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,德國大眾汽車近期已經(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。美國電動(dòng)汽車廠商特斯拉也計(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?/strong>
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),有一些國際機(jī)構(gòu)已經(jīng)在預(yù)警相關(guān)礦物原材料未來將面臨短缺。國際能源署日前表示,各國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題都不相同。國際能源署稱,總的來說,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)正越來越不成比例。
國際能源署的報(bào)告建議,各國政策制定者應(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)舉措包括通過美國國際開發(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。美國能源部已經(jīng)獲準(zhǔn)通過“先進(jìn)技術(shù)車輛生產(chǎn)貸款項(xiàng)目”投資170億美元來支持相關(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,目前美國國內(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,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。該公司位于美國內(nèi)華達(dá)州的首個(gè)回收處理工廠已經(jīng)開始運(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)開始合作利用廢舊動(dòng)力電池,并表示將會(huì)通過能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)來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)力電池還可以減少廢舊電池被掩埋的數(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)將在未來數(shù)年迎來快速增長(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。
一些國家的政府也在通過各種形式支持相關(guān)的創(chuàng)新活動(dòng)。據(jù)韓聯(lián)社報(bào)道,韓國政府目前正在通過“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150萬美元)來進(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年開始,韓國將出現(xiàn)大量動(dòng)力電池退役的局面,到2030年,大約有10萬輛電動(dòng)汽車的電池需要更換。金世燁說,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。
評(píng)論