动力电池回收之痛

真正创新的产品,只影响世界,不影响地球。

9月11日,苹果发布了新iPhone 11。新手机的一个主要元部件Taptic Engine 100%使用回收稀土制成。虽说目前使用的还不是从自家手机上回收的稀土,但是苹果在资源回收上一直都非常积极。

2018年4月,苹果推出了一台名为Daisy的拆解机器人。Daisy从16年开始服役的Liam机器人手中,接走了拆解手机的工作。Daisy能够以每小时200部的速度,拆解15种不同的iPhone机型。

根据苹果官方数据,2018财年,苹果转化了超过4.8万吨电子废弃物。苹果的环境政策和社会事务副总裁丽莎·杰克逊在接受媒体采访时表示,今年4月以来,苹果通过“以旧换新”计划,已经回收了大约900万台iPhone手机。苹果的两台Daisy机器人正在拆解回收其中的100万台旧手机。

按照苹果自己给出的表格(见下),100万台手机仅钴回收就有望达到7.9吨。另外,苹果也表示已经将Daisy回收的钴返回上游产业链,用于制造全新的苹果电池。

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Daisy机器人听起来是个美好的故事,科技创新应用于环保循环领域,顺带还能带来经济效益,一举多得。

那么现在占据着钴、镍、锂等有价金属的新能源汽车电池回收领域,也这么美好吗?

“一点都不美好,现在仅仅处于温饱,我这还算好的,好多没有稳定来料的厂子连饭都不吃上咯,美好的日子已经过去了,哎!”建约车评采访的一位做拆解回收的业内人士老赵(化名)说。

所谓美好的日子,老赵进一步补充说“前两年,钴价高的时候,‘阿猫阿狗’都能赚钱,现在人家赚够了,行情又不好,好多人都改行了,剩下我们还在这苦哈哈坚持。”

而稳定的来料,一般指的是动力电池厂加工过程中产生的废料、不合格品,并不是现在外界特别关注的退役动力电池。“到使用年限的报废电池没多少量,靠那点量都得饿死。”老赵说。

像老赵这种在城市里做拆解电池生意的,被称为新时代“城市淘金人”。他们通过各种手段拿到动力电池废料,然后通过拆解、粉碎、筛选,淘出来的是货真价实的含有价金属的电极粉,这些粉就是他们在城市里淘出来的矿。

老赵的同行们大多数都集中在中国的深圳。为什么是深圳?老赵说“深圳做消费电子电池回收起步早、做的大,动力电池回收就延续了呗。”

而经营老赵他们这档子事,被外界称为“小作坊”。言下之意,并不正规,更不要谈环评和资质。近两年,由于环保的压力和钴、锂等金属价格不断下挫,再加上回收企业产能的扩张,“小作坊”们难以为继。“正规的企业都扛不住,除了动力电池厂商的下游企业,有稳定的来料,其他的活得都不太好。”老赵说。

按老赵的话说,大规模的退役动力电池潮还没有出现,这方面的来料还很少。这不禁让人思忖,媒体、政府、社会等多方关注的废旧动力电池,什么时候才能成为电池回收企业的有效供给和中坚力量?

根据工信部节能与综合利用司司长高云虎近期表示,截至2019年7月底,我国新能源车产量累计超过373万辆,动力蓄电池总装配量超过176GWh。据估算,到2020年,退役动力蓄电池将达24GWh。

前瞻产业研究院也有报告显示,仅以拆解回收废旧动力电池中金属元素的价值估算,中国动力电池回收市场规模目前已超过50亿元,2020年预计将突破100亿元,2023年会达到250亿元的规模。

各方面的数据,让人怎么看,这都是一个诱人的“城市矿山”,很难让人不心动。

上世纪八十年代,日本东北大学教授南条道夫提出“城市矿山”理论。之后,原田幸明对日本“城市矿产”中金属储存量进行了测算,得出来一个让人惊掉下巴的数据,日本多种金属占世界总储量的比例较大,如金16%、银22%、铟30%、铜8%,日本从某种意义上来说属于“资源大国”。

中国没有相关的数据,我们无法知道按照这个思路,中国还能不能算是“贫钴贫镍”国。但是,“城市矿山”可能远没有我们想象的那么容易开采。

首先,报废电池的收集难题。

9月4日,在“2019年动力电池回收与梯次利用年度峰会”上,工信部节能与综合利用司司长高云虎介绍,目前已有89家汽车生产企业在全国设立了5116个动力蓄电池回收服务网点。

以现在可以回收的电池体量,庞大的回收网络只能算是提前布局,还远远达不到规模经济。

然后是物流问题。新电池生产时,电池厂商一般靠近整车厂,并且规格统一,运输相对难度小,成本低,而废旧电池的物流情况与此截然相反。废旧电池规格不统一,需要对带电情况做处理,逆向物流成本高、难度大。

所谓逆向物流是指,从客户手中回收用过的、过时的或者损坏的产品和包装开始,直至最终处理环节的过程。一般来说,有以下特点:

1、逆向物流所产生的时间、地点及数量是难以预见的

2、由于地点较为分散和无序,不可能一次性集中的向接受地点转移

3、参差不齐的运输标的,在包装、运输方面提出了新的考验,也降低了效率

汽车召回就是一种逆向物流,看看各家的召回成本,实在是让人挠头。

电池属于第九类危险品,严格按照国家第九类运输标准运输,车辆必须要有九类运输资质,驾驶员和押运员也必须有从业资格证。如果再加上包装要求,老赵坦言,“这个包装和运费就直接把这一单的利润全部吃光。”

最后,回收企业拿到废旧电池之后,需要把电池包拆解成模组,模组再到电芯。因为各电池厂家型号不一样,可以称得上千差万别,很难做自动化拆解,一般是人工拆解,效率不高。

“关键是现在电池质量越做越好,我们拆起来越来越费劲。”老赵认为电池拆解只会越来越头疼,“上游的动力厂商很少在生产就考虑到拆解,为拆解做设计,他们一般都不考虑我们的感受。”

报废动力电池在回收处理前也必须进行充分的放电处理,将残余电量释放,一般常用的方法有导电盐放电、低温放电、穿孔放电。低温需要用液氮,使电池失去活性,但成本较高,回收企业一般不采用。导电盐放电、穿孔放电是常用的放电手段。

动力电池经使用后,电解液成糊状,很难使用机器设备将电池内芯完好的分离成正负极片和隔膜。回收企业一般会进行电芯单体无害化处理,拆解破碎,筛选后得到正极粉、负极粉等。

“打极粉也有很有学问,如果控制不好温度,很有可能会诱发爆炸。”老赵说

完成拆解粉碎后,再利用湿法冶金技术,使用大量的化学试剂,提取其中镍、钴、锂等金属盐资源。

以上的难题还仅限于成本和效率问题,更让人崩溃的是电池回收如果处理稍有不慎,还会有二次污染的危险。

电池中的电解液溶质六氟磷酸锂(LiPF6)属于有毒物质且易潮解,受热到60度时便会开始分解成五氟化磷(PF5),而且LiPF6极易与空气中的水分发生水解反应,产生氟化氢气体(HF),PF5和HF均为剧毒气体。另外,溶剂如果处理不好也会造成水污染。

有价金属提取所使用的湿法冶金,会用到大量强酸,产生大量高盐高COD、氨氮排放,当我问到环保问题时,老赵表示“污染肯定是避免不了的,正规企业还是能控制在范围之内的。”

即使会出现如上的规模不经济和环境不经济(也称外部不经济或社会不经济),中国目前仍然是世界上动力电池回收做的比较好的国家之一。

不,没有之一。

来自伦敦的一个研究咨询公司Circular Energy Storage在一份报告中指出,2018年全球一共回收了9.7万吨锂离子电池,这些电池的寿命超过50%,回收率达到了报废电池的50%以上。其中,中国约为6.7万吨,韩国为0.18万吨。

调查报告称,中国有30多家公司回收电池废料和二次生产。这些公司采用的技术几乎都是湿法冶金技术,并生成硫酸钴、硫酸镍或碳酸锂等产品,而一些公司也在使用回收工艺生产NCM电池或NCA电池正极。

世界范围内,回收动力电池没有人比中国人更有经验。

显而易见,英国人的报告并没有包含中国广大的“小作坊”,而应该是仅包含了合规企业。

2017年1月,我国出台《生产者责任延伸制度推行方案》,明确了废旧动力电池回收的责任主体是动力电池厂商及整车厂商。

2018年7月,工信部发布电池回收白名单,首批企业有:衢州华友钴新材料有限公司(衢州华友)、赣州市豪鹏科技有限公司(赣州豪鹏)、荆门市格林美新材料有限公司(格林美)、湖南邦普循环科技有限公司(湖南邦普)、广东光华科技股份有限公司(光华科技)。

白名单的五大企业,除了邦普循环,在“小作坊”老赵们的眼中,也略显尴尬。

首先,成本高。大企业在环保、设备、厂房、人员等方面投入不菲,而各项开支需要一定的规模才能摊的平。

其次,摊子铺的大。不同于动力电池企业靠近主机厂的布局模式,动力电池回收企业因为供给分散,且电池运输的复杂性及运费较高,需要在全国的主要电动车市场布局。

最后,目前废料和退役电池的供给远远不能匹配其产能,导致回收业务出现亏损。

“这个行业有一些专门炒废料的‘二道贩子’,他们拿到电池厂商的废料之后再加价卖给我们,正规企业开工难的时候也得找他们买。“老赵说。

“就算是退役电池,截胡的也不少,好多人会拿来做梯次利用,甚至拆掉做小型车,卖到非洲去。”

“邦普有宁德时代的来料,情况和其他公司不一样啦。”

老赵的话不禁让人疑惑,如果电池回收这个行业真的有那么不堪,这么多企业特别是大企业们为什么还有动力做这件事呢?

如果要起底回收这个行业,还真的有一家标杆企业。这家企业在拿破仑时代就已经存在,经过200多年,历久弥新。

比利时优美科,是全球最大的金属回收企业,并从2011年开始涉及正极材料生产。其主营业务为汽车催化剂和正极材料,这两个产品都可以从废旧材料中提取原材。

优美科在2018年回收利用材料在原材料中占比已经达到了58%。2018年其营收33亿欧元,72%营收来自新能源材料和回收业务,回收业务占比46%。从比例上看,优美科的业务真正实现了生产到回收的闭环,这是中国企业一直期望达到的。

中国有一家企业曾经以优美科为对标对象,叫格林美。格林美在2012年提出“做中国的开采城市矿山的优美科”的战略口号。

格林美号称是全球最大的三元前驱体制造企业、全国第一的贵金属循环利用企业。2018年其营收达到了138.78亿,其中再生资源板块业务占比为12.42%。而电池回收作为再生资源板块的子模块,具体营收数据在财报中并没有体现。

再生资源的毛利率也是其各个板块中最小的,为13.69%。同时,再生资源业务还涉及到依据财综[2012]34号办法的拆解基金补贴,2019年6月底,格林美财报上这项补贴的期末余额显示为8.63亿,年末账龄为3年以内。

尽管回收业务还未到大规模盈利阶段,但是格林美投资产能的决心依旧不小。格林美已建成武汉、荆门、无锡三条废旧动力电池包绿色拆解线,可年处理废旧动力电池包25万套。

2012年至2105年,我国新能源汽车销量分别为1.2万辆、1.76万辆、7.47万辆和33.1万辆。2016年50.7万辆,2017年77.7万辆,2018年125.6万辆。

按照5年报废期计算,明年理论上潜在的报废规模在33.1万辆左右,而格林美一家的产能就基本上可以做到全覆盖。

更不要谈,国内还有这么多的合规企业以及“小作坊”,动力电池回收企业产能目前已经过剩。

我国规定电池回收责任主体是主机厂和动力电池厂,但因为大多数主机厂不具备制造电芯的能力。所以在电池拆解回收再利用上,主机厂既没有优势,也没有业务协同效应。

车企通常授权给电池企业或者第三方回收企业的方式回收废旧电池。动力电池厂最了解电池构造,具备动力电池拆解回收的技术优势。同时,也可以和其电池材料业务做上下游协同。

论回收能力和协同效应,其次就是电池材料厂商,特别是正极材料企业,正极材料天天和各种金属打交道,具备提取金属的工艺技术。另外,三元锂电池的正极回收材料可以很高效的制作三元前驱体,前驱体是制作正极材料的重要前置材料。

前驱体可以直接影响正极材料的性能,但是前驱体制造的代价也是非常高昂的。

“一吨产品有二十吨的废水,现在前驱体制造商都上环保水处理系统了,不然哪都不让做。”一位正极材料业内人士说,“一万吨前驱体的水处理系统成本有3、4千万,这是个不小的环保成本。”

前驱体可能是从电池材料到电池包的制造过程中最污染的环节之一,再加上电池回收的潜在污染,基本上带有前驱体生产的企业都不被当地市民所欢迎。

9月12日,长期受困于多家工业化工企业造成的空气污染和化工污染,格林美所在的荆门市打响了污染防治“百日攻坚”战。

2018年7月3日,工信部节能司发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》。管理规定指出,按照相关要求建立“新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台”,对动力蓄电池生产、销售、使用、报废、回收、利用等全过程进行信息采集,对各环节主体履行回收利用责任情况实施监测。

2019年9月11日,工信部对《新能源汽车动力蓄电池回收服务网点建设和运营之难》开始征求意见。

随着相关部门政策法规愈加完善、环保及补贴机制的健全,相信我们的电池企业都可以实现格林美的slogan“资源有限循环无限”。

打开苹果网站,环境责任里赫然写着两行大字“真正创新的产品,只影响世界,不影响地球。”


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