鋰電池報廢潮逼近，強(qiáng)力規(guī)范不到位將引發(fā)新一輪污染
時間:2017-12-22 18:14來源:第一財經(jīng) 作者:林春挺
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深圳——透過玻璃窗，一顆顆拇指大小、圓柱形的銀色金屬體，正從一臺日本進(jìn)口的自動化機(jī)器里蹦出來，在隨后的生產(chǎn)線上，它們又整齊地被匯聚成一排，就像錫兵方陣那樣，一排排的顆粒金屬體，在一路走完20多個工藝流程后，它們將變?yōu)橐粋�強(qiáng)有力的機(jī)器心臟——成為動力電池組，以驅(qū)動電動汽車走向更遙遠(yuǎn)的未知遠(yuǎn)方。
這便是2017年12月1日，記者在深圳市比克動力電池有限公司(下稱“比克公司”)生產(chǎn)線上所看到的一幕，這家目前擁有4000名員工的電池公司，正因新能源汽車產(chǎn)業(yè)的龐大需求而迅速擴(kuò)張動力電池產(chǎn)能。
兩年前，比克公司的電池產(chǎn)品中，只有一半是新能源汽車動力電池，但到現(xiàn)在，動力電池已占據(jù)公司90%的產(chǎn)品比例，而它在鄭州，還有一家比深圳總部更大的工廠，正日以繼夜地生產(chǎn)著新能源汽車動力電池。
在此背后，則是政策上對新能源汽車不斷加大的支持力度，以及政府官員支持新能源汽車發(fā)展的表態(tài)，公開數(shù)據(jù)顯示，到2020年，中國新能源汽車總銷量累計將達(dá)到500萬輛，其中，2020年產(chǎn)銷將會達(dá)到200萬輛——足足比2016年翻了4倍。
有多少新能源汽車，就會有多少驅(qū)動它的動力電池。
對于這個正處于迅猛擴(kuò)張期的動力電池市場，它目前所處業(yè)態(tài)究竟如何?在環(huán)保領(lǐng)域，未來被淘汰的動力電池，又是否會步鉛蓄電池隨意傾倒的后塵等等，過去一個月，記者走進(jìn)新能源汽車動力電池王國以探究竟。
“動力電池”快步飛奔
“隨著新能源汽車的快速增長，未來將是動力電池最好的十年。”比克公司發(fā)展規(guī)劃中心副總裁李丹對記者說。
從深圳北站出發(fā)，一路向東，穿過風(fēng)光美好的沿海鹽壩高速，抵達(dá)比克公司總部需要一個多小時車程。相比于熱鬧的深圳市區(qū)，在龐大的廠區(qū)外面，不僅人煙稀少也分外安靜，但走進(jìn)車間，卻是另外熱火朝天的景象。
價值上百萬的日本進(jìn)口自動化設(shè)備，正不知疲倦地制造出一顆顆拇指大小、圓柱形的動力電池(電芯)，轉(zhuǎn)眼間，它們又一排排地出現(xiàn)在自動傳送帶上，而從“來料攪拌”到最后的“打包入庫”，一顆動力電池的生產(chǎn)，共需要來料檢測、涂布、模切、卷心入殼、注液、焊接頂蓋、抽氣、自放電測試等20多個工藝流程。
其中，“來料攪拌”第一環(huán)節(jié)尤為重要。比克公司車間一名技術(shù)工人對1℃記者說，環(huán)境是否足夠干凈，來料是否合格，直接影響到電池的質(zhì)量。
在車間之外，工作人員則正在緊張地為那些剛剛生產(chǎn)出來的電池打包，由幾輛只有走近才能聽得見噪聲的叉車搬運(yùn)，送往另一個車間進(jìn)行組裝，一顆顆電池(電芯)組裝后，就成成了一個電池模組，若干個電池模組再組裝后，又變成了一個電池包。
組裝完成的電池包，將最后由比克公司運(yùn)送到客戶手中。就像做心臟移植手術(shù)那樣，這些電池包又會被安置在江淮、東風(fēng)、眾泰、華泰、海馬、獵豹汽車、北汽福田等車企生產(chǎn)的新能源汽車體內(nèi)——讓它們跑起來。
比克公司機(jī)器不停運(yùn)轉(zhuǎn)之間，則是整個動力電池產(chǎn)業(yè)的快步飛奔。
比克公司提供的數(shù)據(jù)顯示，目前它的深圳及鄭州基地均可實(shí)現(xiàn)日產(chǎn)達(dá)100萬只(顆)動力電池。到2017年底，因為智能制造升級，它的整體產(chǎn)能將達(dá)到8GWh，而2016年，中國汽車動力電池總產(chǎn)能為30.8GWh。
公開數(shù)據(jù)顯示，2016年全國動力電池市場份額中，比克公司排名第六，在它前面的五名分別為寧德時代、比亞迪、沃特瑪、國軒高科和力神，其中，寧德時代(23.3%)和比亞迪(22.5%)兩者總和則幾乎占了整個市場的半壁江山。
但與未來相比，目前國內(nèi)汽車動力電池總產(chǎn)能仍有突進(jìn)的空間，高工產(chǎn)研鋰電研究所則預(yù)測說，2020年中國汽車動力鋰電池產(chǎn)量將達(dá)到141GWh，這相當(dāng)于未來3年，汽車動力電池產(chǎn)能將翻近5倍。
對于未來的增長前景，比克公司給出的是年均復(fù)合增長率40%。而比亞迪在惠州、深圳坑梓的兩個動力電池基地，到2020年，它的產(chǎn)能要從2016年的10GWh增3倍，變?yōu)?4GWh。剛剛挑戰(zhàn)比亞迪成功，晉升中國動力電池行業(yè)“一哥”的寧德時代，2020年電池總產(chǎn)能則會達(dá)到50GWh。
不同路線與競爭對手
與對電壓要求并不高的老年代步車、兩輪電動車，往往鉛蓄電池就可滿足動力需求不同，汽車需要更強(qiáng)的電力，新一代的動力電池隨之出現(xiàn)，包括比克公司所生產(chǎn)的動力電池在內(nèi)，它都屬于能量密度高、電壓高、重量輕、體積小的鋰離子電池，這也是目前國內(nèi)市場的主流動力電池。
即便如此，僅在鋰電池序列，它也有四條細(xì)分路線，不僅“鋰”路線眾說紛紜，褒貶不一，“鋰”電之外，它也有潛在競爭對手不確定的威脅存在。
記者查閱的大量資料顯示，以動力電池所選用正極材料來區(qū)分，汽車動力電池中的鋰離子電池，就分為磷酸鐵鋰電池、三元材料電池、鈷酸鋰電池和錳酸鋰電池四種，其中國內(nèi)又以磷酸鐵鋰電池和三元材料電池為主。
因涉足鋰電池行業(yè)較早，目前比克公司就擁有“磷酸鐵鋰”和“三元材料”兩條技術(shù)路線，早在2006年，它便在中國生產(chǎn)出第一顆磷酸鐵鋰電池，但目前，它所走卻是三元材料路線。
“相對來說，三元材料比磷酸鐵鋰的密度更高，靈活性更好。”李丹對記者說，“10年前，我們就判斷三元材料是未來的技術(shù)路線了。”
據(jù)李丹介紹，三元材料鋰電池能量密度方面優(yōu)勢明顯，且可以為汽車節(jié)省空間，它主要供應(yīng)中高端乘用車，磷酸鐵鋰則首先用在大巴上，原因是大巴空間大，客車是它的市場。
另據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心數(shù)據(jù)，2016年中國生產(chǎn)的新能源汽車中，磷酸鐵鋰電池總配套量占比72.26%，其中72%供應(yīng)給純電動客車;三元電池總配套量占比22.91%，其中的73%供應(yīng)給純電動乘用車。
但到2017年，這一比例正在急速變化。 中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會秘書長劉彥龍表示，從2017年上半年的總量來看，三元材料電池占比已經(jīng)超過了磷酸鐵鋰電池，預(yù)計全年二者占比將相當(dāng)。
安全度上，三元材料電池優(yōu)于磷酸鐵鋰電池，公開統(tǒng)計顯示，從2011年至今，中國境內(nèi)至少發(fā)生過22起新能源車火災(zāi)事故，其中由磷酸鐵鋰電池引發(fā)的火災(zāi)高達(dá)20起，而由三元材料鋰電池引發(fā)的只有2起。
相比于比克公司最終選擇三元材料鋰電池路線，公開資料顯示，動力電池行業(yè)排名前兩位的寧德時代和比亞迪，選擇的仍是“磷酸鐵鋰”和“三元材料”同時發(fā)展。這也意味著，鋰動力電池中的不同技術(shù)路線，仍將會繼續(xù)存在。
鋰動力電池不確定性的另一面，在于新技術(shù)的崛起。“作為新興行業(yè)，鋰離子動力電池行業(yè)的技術(shù)更新速度較快，且發(fā)展方向具有一定不確定性。”寧德時代在其招股書上如此說道。
何為新技術(shù)?被稱為“鋰離子電池之父”的古迪納夫，2017年即宣稱，固態(tài)電池有了新突破，用固態(tài)傳導(dǎo)物質(zhì)取代易燃的液態(tài)電解液，將解決許多煩惱。
古迪納夫上述表態(tài)，對應(yīng)的是目前的鋰離子動力電池均是液態(tài)的現(xiàn)狀。從技術(shù)上來講，固態(tài)電池不僅可以傳導(dǎo)更大電流，也會提升電池容量，封存也會變得更加容易，一旦它轉(zhuǎn)為現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，勢必對目前行業(yè)格局造成顛覆。
雖然尚未商業(yè)化，但這種顛覆目前看起來為時并不遠(yuǎn)。日本豐田汽車公司即預(yù)計在2020年開始銷售固態(tài)電池汽車，無獨(dú)有偶，英國戴森公司也將推出固態(tài)電池汽車的日期定在了2020年。
不僅是固態(tài)電池，另一種新的電池技術(shù)，氫燃料電池也已經(jīng)取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。2016年10月25日，由東方電氣集團(tuán)與成都一家客車公司聯(lián)手打造的氫燃料電池城市客車正式下線。這也是東方電氣集團(tuán)首臺燃料電池動力系統(tǒng)的城市客車。
氫燃料電池的優(yōu)勢在于，它不僅能量轉(zhuǎn)換效率高，并且只產(chǎn)生水和熱，對環(huán)境無污染。在2017年的一次相關(guān)論壇上，科技部部長萬鋼表示，氫能燃料電池目前在壽命、可靠性、使用性能上基本達(dá)到車輛使用要求，中國已初步掌握了相關(guān)核心技術(shù)，基本建立了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的燃料電池汽車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺。
“比克已經(jīng)注意到了技術(shù)的變化。”李丹說，“我們一直在觀察和跟進(jìn)。”
潛在污染之憂
與鉛酸電池等傳統(tǒng)電池相比，鋰動力電池具有更好的電能優(yōu)勢，同時它又不含鉛、鎘等對人類和環(huán)境具有重大危害的重金屬，被許多業(yè)內(nèi)人士津津樂道也在此，但這并不意味著它沒有潛在的環(huán)境污染威脅。
記者調(diào)查顯示，鋰動力電池的污染威脅，在于它報廢之后的后端處理環(huán)節(jié)。如果回收處置不當(dāng)，它也極有可能重蹈當(dāng)年鉛酸電池覆轍，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
記者獲得的多方資料顯示，盡管鋰動力電池不含廣受詬病的鉛、鎘等重金屬，但從技術(shù)工藝上來講，除了“鋰”，它的電解液中，仍然有鎳、鈷、錳等重金屬，電解液，含氟有機(jī)物也有污染。此外，報廢之后，它仍有300-1000V不等的高壓，在回收、拆解、處理過程中操作不當(dāng)，還是可能會有起火爆炸、重金屬污染、有機(jī)物廢氣排放等多種問題。
以鋰動力電池電解液中的六氟磷酸鋰為例，它在空氣環(huán)境中容易水解產(chǎn)生五氟化磷、氟化氫等有害物質(zhì)，對人體、動植物有強(qiáng)烈腐蝕作用，因此要特別注意溶劑和六氟磷酸鋰的處理。
另有不愿透露姓名業(yè)內(nèi)人士對記者表示，鋰電池在資源再生循環(huán)利用過程中，經(jīng)過熱解、粉碎等物理預(yù)處理和浸出、萃取等化學(xué)處理后，只能得要鎳、鈷、錳萃余液，要想進(jìn)一步提純，必須引入大量的氨水來進(jìn)行處理，如此一來，必然排出有害的含氨廢液。
進(jìn)一步，過量的含氨廢液排入水體，將導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，造成水中生物大量死亡，而高濃度氨氮廢水被氧化生成的硝酸鹽和亞硝酸鹽則對人類的健康造成極大的威脅。
更為致命的是，動力電池報廢高峰，也將在隨后幾年到來。
據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心預(yù)測，到2020年，中國電動汽車動力電池累計報廢量將達(dá)到12萬—17萬噸。而其他研究機(jī)構(gòu)預(yù)測的數(shù)據(jù)則更高，屆時報廢量將超過24.8萬噸，這大約是2016年報廢量的20倍。
包括李丹在內(nèi)的諸多業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，中國首批動力電池將會在2018年前后出現(xiàn)大規(guī)模退役，在未來3到4年內(nèi)，動力鋰電池將會出現(xiàn)“報廢潮”。
“數(shù)量非常大，而且動力電池和一般的日用電池完全是兩個數(shù)量級的概念。”國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新工程專家組組長王秉剛此前對記者說，與相對環(huán)保的生產(chǎn)環(huán)節(jié)不同，后期“一旦處理不好，有可能是一場新的環(huán)保災(zāi)難。”
這也對鋰動力電池的回收，提出了新挑戰(zhàn)。
問題何解?國內(nèi)最大、致力于動力電池回收的廣東邦普循環(huán)科技有限公司副總裁余海軍對記者說，要做好報廢電池的回收，在于做到“從哪里來又回到哪里去”，這也就是“定向循環(huán)”的模式。
進(jìn)一步，通過對廢舊新能源汽車拆解及電池回收再利用，在避免廢舊電池污染土壤的同時，還能提升電池利用效率、創(chuàng)造新的利潤空間，降低新能源汽車的成本。動力電池在資源再生循環(huán)利用過程中，可以再次得到國內(nèi)依賴進(jìn)口的鎳、鈷、錳等稀缺原材料。
而面對2020年，業(yè)內(nèi)普遍所預(yù)計的，鈷、鎳、錳、鋰等金屬回收市場規(guī)模將超過上百億元，類似于比克公司這樣的動力電池制造企業(yè)也在行動。
以比克公司為例，它將計劃總投資2億元，建設(shè)占地3萬平方米的“廢舊新能源汽車拆解及回收再利用”項目，預(yù)計2017年項目建成并達(dá)到年綜合處理2萬輛報廢汽車及3萬噸動力電池的能力。
余海軍表示，有序的動力電池回收，前提條件是三碼合一，即電池編碼、汽車VI碼和回收編碼，將這些錄入國家平臺，才能保證電池報廢以后的流向可控。
但目前，中國采用的是生產(chǎn)者責(zé)任延伸制，大部分電池生產(chǎn)者生產(chǎn)的廢料、邊角料，都在“誰生產(chǎn)，誰負(fù)責(zé)”要求下，內(nèi)部處理完畢，而不必向外部披露信息。對此，余海軍建議，中國是否可以借鑒國外的信息公開模式，將產(chǎn)業(yè)鏈上的所有環(huán)節(jié)涉及信息向社會公開，從而促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
王秉剛等受訪者另外表示，國內(nèi)已經(jīng)制定政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，全部為引導(dǎo)性或推薦性指導(dǎo)文件，對于正規(guī)的動力電池回收企業(yè)均有參考指導(dǎo)作用，但對于非正規(guī)的貿(mào)易商來說很難起到約束作用，對于此，國家應(yīng)該出臺有足夠支撐力、約束力和強(qiáng)制力的法律法規(guī)。
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