新能源汽车动力电池回收分析
作者:郭明波 杨亚鲜
来源:《市场周刊·市场版》2017年第12期
2015年11月30日中国国家主席*出席气候变化巴黎大会开幕式,并在开幕式上发表题为《携手构建合作共赢、公平合理的气候变化治理机制》的重要讲话。并郑重做出中国承诺:中国在在“国家自主贡献”中将于2030年左右让CO2排放达到峰值并争取提前实现,2030年单位国内生产总值CO2排放同比2005年减少60%-65%,非化石能源占一次能源消费比例达到20%左右等。
一、新能源汽车及动力电池的发展趋势 (一)新能源汽车的发展趋势
为实现2030年的二氧化碳排放标准,中国大力发展新能源汽车将是未来的一条必走之路,新能源汽车定将迎来大发展阶段。同时,混合动力汽车会作为过渡车型,纯电动和燃料电池汽车将成为未来新能源汽车发展方向。
在中国产业调研网发布的题为《2016—2022年中国纯电动汽车行业发展研究分析与发展趋势预测》报告中指出未来纯电动汽车将加快进入市场,并在2020—2030年初具规模;在政策利好、需求支持和技术进步等因素的推动下,纯电动车将会迎来更进一步的发展。 (二)动力电池的发展趋势
动力电池作为新能源汽车的储能装置,是新能源汽车产业发展的关键,在新能源汽车发展的带动下,我国动力电池产业也将显著发展。
根据前瞻产业研究院的《中国动力电池PACK行业发展前景预测与投资分析报告》整理数据表明,中国在2015年动力电池产值380亿元,同比增长262%,其产值接近数码锂电池。在2016年动力电池产值为645亿元,首次超过传统数码锂电池的规模,一跃成为锂电池消费结构中占比最大领域。
二、新能源汽车动力电池回收的必要性分析
我们知道新能源汽车的电池、电机和电控系统是它的三大关键组成部分。其中动力电池是最重要的一环,完全可以说就是新能源汽车的“心脏”。目前市场上动力电池主要有铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池、锂电池、磷酸铁锂电池及燃料电池五大类。
由于环境及续航等原因,目前市面上混合动力汽车所用的电池体系中唯一被实际验证并被商业化、规模化的电池体系是镍氢电池。当前,混合动力电池99%的市场份额被镍氢动力电池
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所拥有。传统的铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池本身技术比较成熟,但是它们用在汽车上作为动力电池则存有较大问题。导致越来越多的汽车厂商选择采用锂电池作为新能源汽车的动力电池。当前许多知名汽车制造商都致力于开发动力锂电池汽车,比如美国的福特、日本的丰田、韩国的现代等。而目前国内汽车制造商比亚迪、吉利、奇瑞等企业也尝试在自己的混合动力和纯电动汽车当中搭载动力锂电池。新能源汽车有应对环境污染和能源紧张的优势,假如动力电池在其报废之后不能得到有效的回收,会造成环境污染和资源浪费,这样就违背了发展电动汽车的初衷。
下面本文就以镍氢电池和锂电池为例来从回收新能源汽车电池对环境的意义、回收电池再利用的经济意义和回收电池对资源保护的意义的三个方面来分析和研究。 (一)回收新能源汽车动力电池对环境的意义
动力电池对环境和人类健康造成严重危害,主要原因是存在有害物质Hg、Cd、Zn、Ni、Cu和Pb等金属以及酸、碱电解质溶液产生的化学反应。如果我们对废旧动力电池不做任何的处理,这些电池在自然环境中腐烂后渗出的重金属进入土壤和河流,对土壤和地下水构成严重威胁,并且最后通过食物链危害人类的健康。根据有关数据显示,一节纽扣电池能够污染60万升水,一节一号电池烂在土地里,可以使一平方米的健康土地永久的失去利用价值。动力电池回收还关系到政府建设低碳经济和环境友好型社会,是创建美丽中国的不可缺少的一块关键拼图。
(二)回收新能源汽车动力电池再利用的经济意义
废弃动力锂电池具有明显的资源性,其中钴和锂的市场价值最高。而且组成锂离子电池的正极、负极、隔膜及电解质等材料中含有可观的有价金属。不同的动力锂电池正极材料当中含有的有价金属成分并不相同,当中潜在价值最高的金属为钴、锂、镍等。如果新能源汽车的动力电池能得到合理回收利用,定将成为创造收入和降低成本的一个主要途径。
当前新能源汽车行业及未来3-5年仍将处于高速发展期,随着电动汽车技术的不断更新和产业集中度的不断提高,未来动力电池回收行业仍将经历较快发展。根据计算,从废旧动力锂电池中回收钴、镍、锰、锂及铁和铝等有价金属所创造的市场规模将在2018年开始爆发,达到52亿元,2020年达到136亿元,有望在2023年超过300亿元。对回收电池的企业来说,动力电池的回收蕴藏着巨大的商机,经过有效的回收处理,可以为电池生产厂商节约原材料成本。
(三)回收新能源汽车动力电池对资源保护的意义
据美国地质调查局统计显示,截至2014年的勘探,全球钴的储量约为720万吨,其中刚果(金)、澳大利亚、古巴三国的钴矿资源居全球前三位,分别占世界储量的47%,15%和7%。反观我国的钴储量8万吨,只占全球钴储量的1.11%,是钴资源相当稀少的国家。与此同
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时,我国镍资源情况也不容乐观,我国的镍资源储备量占全球总储备量的比例非常小,美国地质调查局(USGS)调查的数据显示,在全球镍资源储备量持续增高的趋势下,而我国镍资源占全球镍资源比例开始出现下降的趋势,在2014年我国镍资源仅占全球的3.7%,镍资源明显不足。 三、总结
因此,根据我国动力电池市场现有的实际情况以及环境需求,我们应当鼓励企业大力发展新能源汽车的动力电池回收与利用工作,提高动力电池的再利用价值。
(作者单位:1、重庆交通大学经济与管理学院;2、昆明理工大学艺术与传媒学院)
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