动力电池“退役潮”将至回收利用水平亟待提升
2023-09-26中国发展研究基金会产业链绿色转型课题组
中国发展研究基金会“产业链绿色转型”课题组
近年来,我国新能源汽车销量、年均复合增长率、累计保有量均为全球第一,未来3—5年将迎来新能源汽车动力电池大规模集中“退役潮”。新能源汽车动力电池回收利用关系到国家镍、钴、锂等重要战略资源安全、环境安全和绿色低碳发展,对新能源汽车产业发展至关重要,提高其有效回收利用水平迫在眉睫。
中国发展研究基金会“产业链绿色转型”课题组调研发现,目前我国新能源汽车动力电池回收已基本实现“应收尽收”,但梯次利用与再生利用水平还有待提升,回收环节与利用环节衔接机制仍待加强,标准体系需进一步完善,行业技术与商业模式需进一步创新。建议完善动力电池回收利用标准体系,规范市场准入要求,强化技术研发与统筹规划,完善生产者责任延伸制度,加强市场激励,提升监管能力,多管齐下提高动力电池有效回收利用水平。
新能源汽车动力电池有效回收利用的紧迫性
近年来,我国新能源汽车动力电池产业发展居世界前列,其回收利用的重要性日益凸显。结合动力电池标准使用寿命来看,我国即将迎来大规模动力电池“退役潮”。在全球动力电池市场竞争愈发激烈的背景下,亟须进一步提高动力电池的回收利用水平。
(一)应对集中“退役潮”的需要
2015—2022年,我国新能源汽车保有量持续攀升,从58万辆迅速发展到1310万辆(如图1所示)。根据《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》目标要求,到2025年,新能源汽车销量占比将达到25%左右。未来新能源汽车保有量的高位增长预示着动力电池报废存量同步增长。据有关机构分析,营运类新能源汽车动力电池平均寿命为6—11年,非营运车辆动力电池平均寿命为10—12年,据此测算,我国已进入动力电池退役报废加速期。未来3—5年将迎来大规模的新能源汽车动力电池“退役潮”。
图1 2015-2022年我国新能源汽车保有量
(二)保障战略资源安全的需要
我国锂资源禀赋不佳和钴、镍资源匮乏问题突出,锂矿、钴矿、镍矿储量仅占全球总储量的7%、1%、3%,大量依赖进口,对外依存度分别高达79%、97%、92%。退役动力电池作为三类锂离子电池中的重要品类,富含锂、钴、镍等金属,其规模化回收和高值化利用将有助于缓解锂、钴、镍等重要战略资源短缺问题,推动锂等资源行业绿色低碳高质量发展。据高工产业研究院(GGII)预计,2025年我国通过回收动力电池可再生的锂、钴、镍资源量分别约占相应需求量的27.7%、55.5%、28.7%,可有效降低对外依存度,保障重要战略资源供给安全。
(三)维护环境安全的需要
动力电池不规范回收利用会引发严峻的环境风险。一方面,动力电池储存不当、回收检测与拆解技术工艺不成熟、拆解操作与运输过程不规范等容易引起电池爆炸事故;另一方面,动力电池含有的钴、镍、铜、锰、有机碳酸酯等化学物质若处理不当,将会泄露和富集到水、土壤环境中,给人类健康和生态环境带来不可逆转的损害。
(四)汽车行业低碳转型的需要
据测算,退役锂电池回收再生工艺路线生产1吨产品三元正极材料的碳排放量较原矿工艺路线减少近40%(如图2所示)。退役动力电池规模化、高值化利用将是汽车行业碳减排的主要抓手,能有力助推汽车产业低碳转型发展。
图2 三元锂电池产品碳足迹示例
(五)应对贸易壁垒风险的需要
从国际环境看,欧盟《新电池法》明确要求,到2030年,动力电池中钴、铅、锂、镍再生原材料含量占比需分别达到12%、85%、4%、4%。这势必将对我国动力电池产品出口贸易形成实质性的外部贸易壁垒,亟须加快动力电池低碳高效循环利用以提前布局应对即将来临的绿色贸易壁垒。
新能源汽车动力电池回收利用已有一定基础
近年来,国家工业和信息化部会同有关部门积极推动动力电池回收利用工作,在政策和市场两个层面均取得了积极进展,形成了较好的动力电池回收利用基础。
(一)相关政策体系基本建立
截至目前,国家已密集出台了66项规范动力电池回收利用行业健康发展的相关政策性文件,动力电池已被纳入生产者责任延伸制试点范围内,回收网络体系雏形初现,统一编码、追踪溯源和动态监控管理机制不断完善。工业和信息化部会同有关部门积极推动动力电池回收利用工作,陆续出台《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》《新能源汽车动力蓄电池回收服务网点建设和运营指南》等政策文件,发布了动力电池产品规格尺寸、编码规则、拆解规范、余能检测等国家标准。推动动力电池全国统一编码,并建立国家溯源管理平台和全生命周期的溯源监测机制。
(二)市场体系雏形初步形成
截至目前,工业和信息化部已先后公布了四个批次共计84家符合《新能源汽车废旧电池综合利用行业规范条件》的企业名单和一万多家新能源汽车动力蓄电池回收服务网点。从回收利用情况看,2022年我国回收利用的废旧动力电池达到了10.2万吨,2023年1—5月份回收利用了11.5万吨,回收步伐明显加快。
新能源汽车动力电池有效回收利用面临的关键难题
新能源汽车动力电池回收利用已具备较好的回收基础,根据官方统计,在回收环节新能源汽车动力电池已基本实现“应收尽收”,但在利用环节,尚缺少足够的梯次利用和再生利用企业,相关技术及规范也有待进一步完善。
(一)衔接机制有待进一步完善
目前,新能源汽车动力电池回收利用企业经营准入条件主要依据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》规定的《危险废物经营许可证》《再生资源经营许可证》以及《排污许可证》等要求,已注册的超6.4万家企业中,2021年新增注册企业超2.4万家,占比约为37%;注册资本在1000万元以上的企业数量占比约为20%。但在目前注册的企业中,回收类企业占比较高,开展梯次利用及再生利用的企业较少。动力电池回收环节与利用环节衔接机制有待进一步完善。
(二)闭环回收与利用体系有待完善
动力电池闭环回收利用主体涉及电池生产企业、汽车生产企业、电池租赁公司、汽车和电池经销商、二手车市场、车辆年检企业、汽车拆解企业、电池梯次利用企业与再利用企业等,且商业模式也较为复杂。目前,梯次利用及再生利用企业是实现“应收尽收”的主要力量,但回收环节有较多企业在盲目扎堆,动力电池被回收后,并非所有都能被运送到梯次利用与再生利用企业进行有效利用,产业链上下游主体协作仍有待加强。
(三)相关标准体系有待进一步完善
现有动力电池产品的设计思路、材料选择、电芯级别、模组级别以及封装技术不尽相同,电池规格尺寸多样,这些都增加了电池材料拆解、梯度利用和再生利用的提取难度。有的企业缺乏安全、环保处置利用标准化技术,尚不能够完全满足动力电池规范化回收利用的实际要求。另外,动力电池再生料使用标准和全生命周期碳减排核算标准体系尚属空白,不能满足动力电池低碳回收利用的需要。
(四)技术水平参差不齐
动力电池种类繁多,拆解工艺差异较大,处理过程也相对复杂和难度大。不少动力电池回收利用企业仍依靠手工拆解技术和传统回收工艺进行简单的回收处置与再利用,拆解效率较低,精细度较差,容易混入铜、铝、塑料等杂质,金属回收率低。同时,动力电池退役判定标准及检测技术、可梯级利用电池剩余价值评估技术、单体电池的自动化拆解和材料分选技术等产业化关键性技术不够成熟,不利于回收拆解利用的规模化和高效化。
(五)政策支撑体系不健全
动力电池不规范回收利用会产生负的环境外部性,需通过合适的政府干预来实现外部性问题内部化。现有动力电池回收利用缺乏有效的财政、金融政策手段予以引导和支持行业健康发展。需要强制性措施来确保动力电池生产者责任延伸制的回收主体切实有效履行其法定责任,明确规定对企业违规行为的问责与处罚机制,增强监管威慑效果。
(六)商业模式创新不足
动力电池原材料价格浮动影响动力电池回收利用空间,在市场环境不稳定的情况下,一旦原材料价格下降和电池生产技术路线改变,将直接影响动力电池的回收利用可持续性。因此,应借鉴成功经验,实现具有可持续性的动力电池回收商业模式创新。如,德国的共同回收系统(GRS)基金商业模式在促进便携式电池回收方面发挥了重要作用;我国电子废弃物回收利用基金商业模式也取得了显著成效。
新能源汽车动力电池回收利用的政策建议
动力电池回收利用是一项复杂的系统工程,应积极发动各相关利益主体共同发力、协同推进,进一步完善动力电池回收利用制度体系,不断激发技术和商业模式创新,提高有效回收利用水平。
(一)完善动力电池回收利用标准体系建设
加快完善动力电池设计、生产、使用、废弃、循环等全过程绿色标准技术规范。根据应用需要,进一步提升《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》(GB/T 34013-2017)标准的执行力。建立动力电池全生命周期碳足迹核算标准体系,降低动力电池环境风险和碳排放,实现行业减污降碳协同增效。健全动力电池生产再生料使用行业、团体标准体系,增强动力电池国际贸易的绿色竞争力。
(二)规范动力电池回收利用产业市场准入要求
进一步增加动力电池回收企业注册资金规模、产能规模和产品质量资级要求,规范动力电池回收利用市场准入要求,推动行业市场主体高质量发展。进一步完善《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》,并将其上升为行业行政许可。除继续扩大认定企业数量外,建立动态化、有退出机制的企业信息公开机制,健全市场信用体系。
(三)强化动力电池回收利用技术研发和统筹规划
对动力电池回收利用的检测、绿色设计、柔性拆解、梯次利用及再生利用的共性与关键性技术难题进行重点攻关,推动动力电池主流技术研发的政策引导和统筹规划,形成动力电池回收拆解和利用的成熟技术方案,有效促进动力电池的规范化、规模化、高值化回收利用。
(四)完善动力电池回收生产者责任延伸制度
在现有新能源汽车动力电池生产者责任延伸制度基础上,进一步明确动力电池生产者,新能源汽车生产与销售者、使用者,拆解企业、综合回收利用企业等各市场参与者的回收利用职责。建立动力电池闭环回收利用参与主体之间的资源信息互通、共享机制,消除信息孤岛和信息不对称。加大教育宣传力度,积极培育和引导使用者参与动力电池的规范化回收。
(五)加大规范化回收动力电池的市场激励
积极推动规范化回收商业模式创新,借鉴国内外成功经验,建立有效的动力电池回收产业基金制度,提升规范化回收水平。积极鼓励退役动力电池储能电站参与电力调峰,引导回收利用规模持续扩大。加大对动力电池回收利用的政策倾斜力度,增强规范化回收企业的市场参与积极性。通过绿色金融信贷、低碳信用抵押等金融措施为规范化回收企业拓宽融资渠道和降低融资成本,提升规范化回收主体的市场竞争力。
(六)提升动力电池回收利用的监管能力
加大企业回收利用资质和危险品运输资质的监管力度。充分运用电池大数据平台和物联网、区块链等信息技术,提升电池回收监管的数字化技术水平。对动力电池回收生产者责任延伸落实不到位的汽车生产企业、电池生产厂家等建立约谈诫勉制度。