當(dāng)新能源汽車“爆發(fā)式增長(zhǎng)”時(shí),作為產(chǎn)業(yè)的重要一環(huán),退役動(dòng)力電池的回收卻暗藏風(fēng)險(xiǎn)。業(yè)內(nèi)人士指出,到2020年我國(guó)動(dòng)力電池累計(jì)退役量約20萬(wàn)噸,其中相當(dāng)比例流入小作坊等非正規(guī)渠道,帶來(lái)安全和環(huán)境隱患。
大量退役動(dòng)力電池流入“黑市”
隨著汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化成為行業(yè)共識(shí),“智能汽車大戰(zhàn)”異常火熱。拼搶入口端“船票”的同時(shí),新能源汽車生命周期末端的處理再利用,卻亂象頻頻。
在“價(jià)比三家”后,近期,一位新能源車主以1萬(wàn)多元的價(jià)格,售賣了自己新能源汽車的電池。一位二手車市場(chǎng)工作人員對(duì)記者說(shuō),這些廢舊動(dòng)力電池仍有較大經(jīng)濟(jì)價(jià)值,不少流入拆車廠及小作坊,大多沒(méi)有專業(yè)的電池分解設(shè)備。
中國(guó)汽車技術(shù)研究中心數(shù)據(jù)顯示,2020年我國(guó)動(dòng)力電池累計(jì)退役量約20萬(wàn)噸(約25GWh),2025年累計(jì)退役量約為78萬(wàn)噸(約116GWh)。
為保障動(dòng)力電池回收,工信部2018年發(fā)布了《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》,要求汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)承擔(dān)動(dòng)力蓄電池回收的主體責(zé)任。2018年至今,共27家企業(yè)進(jìn)入工信部符合“新能源汽車廢舊動(dòng)力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件”的名單,俗稱“白名單”。
不過(guò),在多重因素作用下,退役的動(dòng)力電池大半沒(méi)有流入正規(guī)渠道,反而被一些無(wú)資質(zhì)、環(huán)保成本低的小廠“高價(jià)”搶購(gòu)走了。“因?yàn)槌杀局萍s,很多正規(guī)車企和電池處理企業(yè)都存在報(bào)廢動(dòng)力電池回收難的困境。”北京理工大學(xué)深圳汽車研究院副研究員張哲鳴說(shuō)。
“各大主機(jī)廠都在開(kāi)展電池回收業(yè)務(wù),但主機(jī)廠真正回收到的退役電池并不多。”廣汽集團(tuán)總經(jīng)理馮興亞說(shuō)。
而金澳集團(tuán)董事長(zhǎng)舒心則表示,消費(fèi)者對(duì)電池回收的渠道信息不了解,主動(dòng)上繳退役電池的動(dòng)力不足,導(dǎo)致大量退役電池未進(jìn)入回收環(huán)節(jié)。
避免“爆發(fā)式增長(zhǎng)”帶來(lái)“爆發(fā)式污染”
新能源汽車動(dòng)力電池的安全回收利用事關(guān)重大。有專家表示,1塊20克質(zhì)量的手機(jī)電池可使1平方公里土地污染50年左右,更大更重的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池,含鎳、鈷、錳等重金屬,電解液中的六氟磷酸鋰在空氣環(huán)境中容易水解產(chǎn)生五氟化磷、氟化氫等有害物質(zhì),或?qū)Νh(huán)境帶來(lái)更大威脅,但當(dāng)前動(dòng)力電池回收市場(chǎng)仍存在多重難題。
首先,行業(yè)不規(guī)范導(dǎo)致“劣幣驅(qū)逐良幣”。格林美股份有限公司是27家“白名單”企業(yè)之一,公司副總經(jīng)理張宇平說(shuō),正規(guī)企業(yè)的規(guī)范投入、環(huán)保投入占不少成本,而非規(guī)范企業(yè)、小作坊在這方面幾乎是零投入,可以用更高的價(jià)格買走電池,形成行業(yè)的不公平競(jìng)爭(zhēng)。
退役動(dòng)力電池仍有不小價(jià)值,如5萬(wàn)元的動(dòng)力電池退役后還價(jià)值上萬(wàn)元。記者在閑魚(yú)平臺(tái)上搜索發(fā)現(xiàn),一款標(biāo)價(jià)數(shù)千元的二手磷酸鐵鋰電池,有156人“想要”。
綜合電池交易服務(wù)平臺(tái)“電池之家”的產(chǎn)品經(jīng)理簡(jiǎn)義暉說(shuō),當(dāng)前動(dòng)力電池回收主要是賣方市場(chǎng),賣方多數(shù)希望價(jià)高者得,而非企業(yè)是否正規(guī)有資質(zhì)。
其次,電池回收收集難。電動(dòng)車售賣后物權(quán)發(fā)生轉(zhuǎn)移,難以對(duì)電池回收進(jìn)行強(qiáng)制規(guī)定。同時(shí),報(bào)廢動(dòng)力電池貨源分散,國(guó)內(nèi)還沒(méi)有建立起完整的電池回收體系,廢舊電池統(tǒng)一收集存在難度。長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)母叱杀荆步o車企及回收企業(yè)回收廢舊電池帶來(lái)困難。
第三,政策制度有待完善。一些業(yè)內(nèi)人士表示,雖然國(guó)家相繼頒發(fā)了一系列法律法規(guī),但具體的實(shí)施細(xì)則并不是很明確,企業(yè)在實(shí)際經(jīng)營(yíng)中存在困擾。
動(dòng)力電池的回收亂象,無(wú)疑帶來(lái)了巨大的環(huán)境污染隱患。張哲鳴說(shuō),在動(dòng)力電池拆解破碎、有價(jià)金屬提取過(guò)程中,一些“小作坊”不對(duì)產(chǎn)生的廢氣、廢液、廢渣進(jìn)行處理,甚至任意排放。因?yàn)榧夹g(shù)不到位,廢舊電池資源化利用效率低,存在資源浪費(fèi),在拆解過(guò)程中還存在爆炸風(fēng)險(xiǎn)。
張宇平認(rèn)為,我國(guó)在2015年后迎來(lái)了新能源汽車熱潮,一般動(dòng)力電池會(huì)在5年至6年后退役,在未來(lái)幾年行業(yè)將進(jìn)入發(fā)展“高峰期”,新能源汽車爆發(fā)式增長(zhǎng)帶來(lái)的安全和污染威脅需要引起重視。
“綠色出行”更要“綠色更新”
今年的政府工作報(bào)告提出,要加快建設(shè)動(dòng)力電池回收利用體系。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,近年來(lái)我國(guó)新能源汽車行業(yè)發(fā)展迅猛,但目前動(dòng)力電池的回收網(wǎng)絡(luò)還不健全,應(yīng)建立由車企、電池企業(yè)、回收企業(yè)、物流企業(yè)等協(xié)同聯(lián)動(dòng)的回收矩陣,提高電池回收率,為推動(dòng)新能源汽車這一戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。
基于此,應(yīng)建立電池從“生”到“死”的全過(guò)程可追溯體系。舒心認(rèn)為,動(dòng)力電池回收行業(yè)的發(fā)展,電池的流向管控至關(guān)重要,建議利用區(qū)塊鏈技術(shù)建立國(guó)家級(jí)的動(dòng)力電池管控信息系統(tǒng),做到全程可追溯。
張宇平說(shuō),當(dāng)前回收利用主要有兩種方式,一是動(dòng)力電池梯級(jí)利用,二是再生利用。例如,電池容量在40%至80%以上時(shí),可供其他行業(yè)二次使用;當(dāng)電池容量在40%以下時(shí)拆解電池,回收原材料。但從實(shí)際情況來(lái)看,每臺(tái)新能源車的使用情況不同,回收的電池品質(zhì)參差不齊。他建議,有關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)引導(dǎo),同時(shí)企業(yè)加強(qiáng)研發(fā)投入,擴(kuò)展新能源汽車動(dòng)力電池梯級(jí)利用的應(yīng)用場(chǎng)景。
不少業(yè)界專家還建議,完善標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范秩序。比如,動(dòng)力電池的回收利用,需要強(qiáng)化生產(chǎn)者責(zé)任延伸制;同時(shí),加強(qiáng)對(duì)動(dòng)力電池非法拼裝、簡(jiǎn)易拼裝的打擊力度,對(duì)動(dòng)力電池回收的安全、環(huán)保問(wèn)題進(jìn)行規(guī)范,明確高壓線。
“只有建立完整、高效的電池回收體系,才有可能真正解決電池回收難問(wèn)題。”張哲鳴說(shuō)。
用技術(shù)創(chuàng)新確保電池安全
試,而且可以做到只冒煙、不起火,讓811電池包的安全水平遠(yuǎn)超國(guó)標(biāo)要求。”該負(fù)責(zé)人說(shuō)。
實(shí)際上,安全是所有車企的“生命線”,各車企都采取了多種措施確保安全。例如,上汽乘用車負(fù)責(zé)人介紹,他們的電池嚴(yán)格按照“美國(guó)安全標(biāo)準(zhǔn)UL-2580”和“ASIL D汽車電子電氣最高安全等級(jí)”設(shè)計(jì),達(dá)到IP67和IP69K雙重防水等級(jí);還擁有第二代EDU智能電驅(qū)變速箱、綠芯90kW高效永磁同步電機(jī)、第二代HCU混合動(dòng)力中央控制器等先進(jìn)技術(shù),能給到用戶安全保障。
創(chuàng)新技術(shù)將確保電池安全
近幾年,多家車企和動(dòng)力電池企業(yè)通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新大大提高了新能源汽車的安全性。
“我們將來(lái)的電池會(huì)非常安全,可以生產(chǎn)‘不燃燒的電池’,有些電池正在往這個(gè)方向努力,比如比亞迪公司的刀片電池。而且大家都在研發(fā)固態(tài)電池,等固態(tài)電池技術(shù)成熟并大規(guī)模推廣后,火災(zāi)基本就不會(huì)再發(fā)生了。”國(guó)家新能源汽車創(chuàng)新工程專家組組長(zhǎng)王秉剛說(shuō)。
2020年,比亞迪推出刀片電池。比亞迪品牌及公關(guān)事業(yè)部總經(jīng)理李云飛介紹,刀片電池的體積比能量密度提升了50%,通過(guò)了行業(yè)內(nèi)最嚴(yán)苛的針刺試驗(yàn),把電動(dòng)車安全提升到一個(gè)新高度。同時(shí),刀片電池具有出色的循環(huán)性能,使用壽命達(dá)到百萬(wàn)公里,不含鎳、鈷等稀少的金屬。
奇瑞汽車相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,目前正在開(kāi)發(fā)新一代的半固態(tài)電池,通過(guò)獨(dú)特的微電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),減緩了短路時(shí)內(nèi)部隔膜受熱收縮率;同時(shí)工藝過(guò)程減少了毛刺和金屬顆粒的污染,降低了電池發(fā)生內(nèi)短路的風(fēng)險(xiǎn);通過(guò)新一代半固態(tài)厚電極的創(chuàng)新設(shè)計(jì),減少了非活性材料的使用,提升了鋰離子電池的能量密度,能量密度可達(dá)到300Wh/kg以上。
“安全性是靠設(shè)計(jì)、制造和使用的全流程來(lái)保障的。”王耀說(shuō),今后應(yīng)在整車設(shè)計(jì)上努力提高安全設(shè)計(jì)技術(shù)水平和電池?zé)峁芾淼陌踩A?要在制造工藝上保證材料純度、維護(hù)校準(zhǔn)生產(chǎn)設(shè)備、提高工藝精度和一致性;要在測(cè)試驗(yàn)證中足額足量保證設(shè)計(jì)定型和可靠性耐久性試驗(yàn)進(jìn)度;要在車輛充電使用、維修保養(yǎng)環(huán)節(jié)加強(qiáng)產(chǎn)品生命周期管理與質(zhì)量回溯,通過(guò)多種措施確保安全。
□記者 余蕊 李唐寧 北京報(bào)道
純電動(dòng)汽車已經(jīng)成為我國(guó)新能源汽車發(fā)展的主流,與此同時(shí),安全問(wèn)題也成為許多消費(fèi)者關(guān)心的重點(diǎn)。
火災(zāi)事故比例遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)燃油車
被推上風(fēng)口浪尖的特斯拉,一波未平,一波又起。日前,廣州增城一輛特斯拉在東江大道北撞上右側(cè)水泥墻后起火自燃,再次引發(fā)了輿論和公眾對(duì)純電動(dòng)汽車安全的擔(dān)憂。
但數(shù)據(jù)顯示,整體來(lái)看,新能源汽車火災(zāi)事故比例遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)燃油車。
“2018至2019年,相關(guān)部委開(kāi)展了新能源汽車火災(zāi)事故的專門調(diào)查,發(fā)現(xiàn)我國(guó)每萬(wàn)輛新能源汽車發(fā)生火災(zāi)事故約0.8起,但連續(xù)幾年,每萬(wàn)輛傳統(tǒng)燃油車發(fā)生火災(zāi)事故在2.2起至4起之間。”中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)常務(wù)副理事長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)張進(jìn)華說(shuō),因此應(yīng)該對(duì)新能源汽車的安全性充滿信心。
新能源汽車國(guó)家監(jiān)測(cè)與管理平臺(tái)數(shù)據(jù)顯示,新冠肺炎疫情發(fā)生前,2019年我國(guó)新能源汽車著火事故率是0.049‰,而根據(jù)公安部等有關(guān)部門公布的數(shù)據(jù),傳統(tǒng)燃油車的年火災(zāi)事故率約為0.1‰至0.2‰。
“而且,我國(guó)的新能源汽車著火事故率顯著低于國(guó)外的事故率。”中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)助理兼技術(shù)部部長(zhǎng)王耀說(shuō)。
保證電池安全需從系統(tǒng)安全著手
電池、電控和電機(jī)是新能源汽車核心的三電系統(tǒng),大多數(shù)起火事故主要由三電系統(tǒng)故障導(dǎo)致。
“隨著市場(chǎng)上長(zhǎng)續(xù)航里程車型的大量上市,采用高能量密度的三元電池成為市場(chǎng)發(fā)展的一個(gè)重要方向。從已報(bào)道的大部分新能源汽車火災(zāi)事故分析來(lái)看,這些車輛大多采用了三元材料體系。”王耀說(shuō)。
那么,三元電池的安全性是否無(wú)法得到保證呢?答案并非如此。
“如今新能源汽車的安全問(wèn)題,已經(jīng)由單純的電池安全逐漸轉(zhuǎn)到系統(tǒng)安全層面,通過(guò)全系統(tǒng)各類安全措施去提高安全性,能夠?qū)崿F(xiàn)三元電池安全問(wèn)題在一定程度上的可防可控。”王耀說(shuō)。
從2017年開(kāi)始,寧德時(shí)代已經(jīng)連續(xù)四年衛(wèi)冕全球動(dòng)力電池裝機(jī)量冠軍,在寧德時(shí)代看來(lái),電池安全是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,貫穿于電池的整個(gè)使用過(guò)程中。
該公司負(fù)責(zé)人介紹,材料方面,寧德時(shí)代已開(kāi)發(fā)出高穩(wěn)定性正極材料和高安全電解液,電池耐高溫邊界提高了40℃。電芯方面,設(shè)計(jì)了高集成的防內(nèi)短路電極,大幅提升極端情況下的強(qiáng)魯棒性。電池管理系統(tǒng)方面,可基于電池的物理化學(xué)特性,精確掌控溫度、電壓、電流等安全邊界,第一時(shí)間識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)并預(yù)警。
“寧德時(shí)代研發(fā)的自隔離安全技術(shù),可以有效防止熱擴(kuò)散,這項(xiàng)技術(shù)使811三元電池系統(tǒng)不僅可輕松通過(guò)熱擴(kuò)散測(cè)
換電模式“競(jìng)速”仍需標(biāo)準(zhǔn)化開(kāi)道
□記者 李唐寧 余蕊 北京報(bào)道
在新能源汽車保有量快速增長(zhǎng)的背景下,補(bǔ)能效率較高的換電模式快速“熱”了起來(lái)。已有多家企業(yè)表示,將開(kāi)展換電模式的研發(fā)及布局。專家認(rèn)為,標(biāo)準(zhǔn)化是換電模式發(fā)展亟待突破的瓶頸問(wèn)題。
多家車企布局換電模式
在近日舉行的2021年上海國(guó)際車展上,換電運(yùn)營(yíng)企業(yè)奧動(dòng)新能源展示了如何以新一代技術(shù)實(shí)現(xiàn)多品牌車型共享?yè)Q電,并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了20秒換電實(shí)車演示。近年來(lái),還有多家企業(yè)進(jìn)軍換電市場(chǎng),換電模式似乎已經(jīng)開(kāi)啟了“競(jìng)速”階段。
記者初步統(tǒng)計(jì),東風(fēng)、蔚來(lái)、北汽、長(zhǎng)安、上汽、吉利、宇通客車、國(guó)金汽車、南方電網(wǎng)、中國(guó)石化等相關(guān)企業(yè)相繼表示將布局換電模式。根據(jù)中國(guó)充電聯(lián)盟的數(shù)據(jù),截至2021年3月,全國(guó)已投入運(yùn)營(yíng)換電站613座,其中奧動(dòng)新能源307座、蔚來(lái)192座、杭州伯坦科技164座。蔚來(lái)還計(jì)劃在今年之內(nèi),將該公司全國(guó)換電站的總數(shù)量增加到500座。
寧德時(shí)代相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)記者表示,該公司已攜手蔚來(lái)推出車電分離模式,并在此基礎(chǔ)上推出BaaS(電池租用服務(wù))業(yè)務(wù),目前正在構(gòu)建基于車電分離模式下的電池租購(gòu)、換電運(yùn)營(yíng)、梯次利用回收等,打造電池全生命周期服務(wù)閉環(huán)。
江鈴汽車股份有限公司副總裁劉淑英認(rèn)為,換電模式是電動(dòng)汽車充電模式的補(bǔ)充,目前還處于推廣初期,主要用戶為高端車型及運(yùn)營(yíng)車輛。“江鈴汽車也會(huì)陸續(xù)推出換電車型。”劉淑英說(shuō)。
業(yè)內(nèi)專家分析認(rèn)為,2019年下半年以來(lái),國(guó)內(nèi)新能源汽車銷量增速放緩,補(bǔ)貼大幅度退出,導(dǎo)致當(dāng)前制造成本難以消化,整車銷售價(jià)格仍然偏高。同時(shí),由于充電基礎(chǔ)設(shè)施效率不足、自有停車位欠缺、電網(wǎng)擴(kuò)容難度較大等,充電樁建設(shè)不及預(yù)期,于是車電分離的換電模式更加受到關(guān)注。
換電模式既存在優(yōu)勢(shì)也面臨困難
事實(shí)上,換電模式之所以能引起關(guān)注,根源還在于其相較于充電模式的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
“讓整車和電池徹底分開(kāi),可以給用戶帶來(lái)非常巨大的好處。”上海蔚來(lái)汽車有限公司電源管理副總裁沈斐表示,換電模式下,用戶不用擔(dān)心電池衰減和壽命問(wèn)題,將來(lái)可以充分享受電池升級(jí)技術(shù)帶來(lái)的紅利。
“蔚來(lái)到目前為止已經(jīng)銷售了超過(guò)10萬(wàn)輛車,在70%的用戶有家庭充電樁的前提下,用戶已經(jīng)累計(jì)換電200多萬(wàn)次,每個(gè)用戶平均換電20次。這說(shuō)明用戶換電的頻率還是比較高的,也說(shuō)明用戶很認(rèn)可換電的模式。”沈斐說(shuō)。
換電模式給消費(fèi)者最直觀的感受可能是新能源汽車價(jià)格的下降。目前,電池成本約占到電動(dòng)車成本的25%至40%。寧德時(shí)代相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,通過(guò)換電模式實(shí)現(xiàn)車電分離,可使電動(dòng)車購(gòu)置成本低于同級(jí)別的燃油車,解決買車貴的問(wèn)題;換電模式可采用小電量電池包,電池租賃費(fèi)加上電費(fèi)的成本為同等級(jí)燃油車的1/3至1/4,可有效降低使用成本。
不僅如此,換電模式下電池充電時(shí)間較為靈活,可以更好配合電網(wǎng)運(yùn)營(yíng),甚至可能進(jìn)一步發(fā)揮調(diào)峰作用,降低電費(fèi)成本、提高用電效率。
不過(guò),換電商業(yè)模式也存在亟待突破的瓶頸,其中,標(biāo)準(zhǔn)化成為最大難題。
“電池要做到全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,阻力太大了。”有業(yè)內(nèi)人士直言,目前國(guó)內(nèi)換電模式?jīng)]有形成統(tǒng)一格局,車企之間的電池技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格千差萬(wàn)別,換電站建設(shè)也處在“單打獨(dú)斗”階段,電池大規(guī)模流通存在障礙。同時(shí),換電站運(yùn)營(yíng)成本高、回報(bào)周期長(zhǎng)等也是令投資人擔(dān)憂的問(wèn)題。
推廣換電模式需推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)
那么,換電模式會(huì)成為新能源汽車發(fā)展的主流嗎?政策層面上,《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》指出,“鼓勵(lì)開(kāi)展換電模式應(yīng)用”。
專家表示,換電和充電應(yīng)該是細(xì)分市場(chǎng)的差異化選擇,而不是體系內(nèi)的對(duì)抗。預(yù)計(jì)換電模式在運(yùn)營(yíng)端可能會(huì)持續(xù)壯大,在消費(fèi)者端還需要不斷探索,未來(lái)一段時(shí)間內(nèi),可能會(huì)以充電為主,換電為輔。
“不應(yīng)把換電模式和充電模式對(duì)立起來(lái)。”沈斐建議,用戶密度相對(duì)比較大的地方,或者是高速服務(wù)區(qū)等用戶對(duì)時(shí)間要求比較高的地方,可以做換電站。“而用戶停留時(shí)間比較長(zhǎng)的地方,如小區(qū)或者寫(xiě)字樓,該建充電樁的還是要建充電樁。”他說(shuō)。
專家表示,換電技術(shù)現(xiàn)階段更適合作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)的運(yùn)營(yíng)車輛,比如出租車或者網(wǎng)約車。這些車輛在設(shè)計(jì)制造之初可以保持較大的統(tǒng)一性,電池標(biāo)準(zhǔn)化難度不大,而且在車電分離、電池租賃模式下,運(yùn)營(yíng)公司購(gòu)車、用車成本都有可能降低。
“促進(jìn)換電模式發(fā)展,首先要加速電池的標(biāo)準(zhǔn)化。”中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)助理兼技術(shù)部部長(zhǎng)王耀說(shuō)。
國(guó)家新能源汽車創(chuàng)新工程專家組組長(zhǎng)王秉剛認(rèn)為,公共領(lǐng)域應(yīng)依據(jù)不同車輛的需求,合理布局充換電設(shè)施。“換電模式下一步怎么發(fā)展,要從實(shí)際出發(fā)。同時(shí),我們?nèi)绻笠?guī)模發(fā)展換電,一定要解決好標(biāo)準(zhǔn)化的問(wèn)題,例如實(shí)現(xiàn)大家共用換電站,減少土地的占用。”王秉剛說(shuō)。