借鉴国外发展经验加快完善我国动力电池回收体系
2024-07-05谭俊彬
谭俊彬
摘 要:随着电动汽车市场的迅速扩大,退役动力电池数量激增,资源回收、环境保护压力增大,动力电池回收现已成为各国关注的“蓝海赛道”,由于历史进程、文化传统和政策导向的不同,形成了立法强制型、生产者责任延伸型、联盟合作型、技术导向型等截然不同的发展路径。本文梳理上述四大路径后认为,我国动力电池回收体系建设亟需取长补短,借鉴不同发展路径的特色经验,从加快实施强制性动力电池回收政策、着力强化先进技术的研发创新、健全全国动力电池全生命周期的信息溯源系统、推动后端回收与前端生产联动等方面入手加快发展步伐。
关键词:动力电池 回收体系 经验
1 全球动力电池回收产业发展的基本形势
从需求端来看,在经济和政策双驱动下,动力电池回收市场规模快速增长。随着早期投放市场的电动汽车逐渐达到设计寿命,动力电池“退役潮”即将来临。根据SNE Research市场调查分析,全球电动汽车报废数量将从2025年的56万辆增加到2040年的4227万辆。其中,全球废电池再利用市场预计2030年将增长到500亿美元、2040年将增长到1700亿美元、2050年将增长到4400亿美元。此外,新兴的储能系统领域,运营商对退役动力电池经过检测、分类和重组后,可应用于电力储能系统,如电网调峰、分布式储能、微电网等对退役电池的梯次利用需求旺盛。通信基站领域,退役电池可作为通信基站的备用电源,尤其是在偏远地区或紧急情况下的供电保障,对成本效益高的退役电池有稳定需求。再生材料市场,回收后的锂、钴、镍、锰等电池材料作为原料重新进入电池制造供应链,满足电池原材料市场的部分需求,降低对初级矿产资源的依赖。
从供给端来看,行业整体技术水平的加速迭代与创新,为产业提供了广阔发展空间。回收企业、电池制造商与汽车厂商、技术与设备供应商等不断研发和应用先进的电池回收技术,持续提高回收率、降低成本、减少环境污染,构建了精细化拆解、湿法冶金、梯次利用等多元化的技术供给体系。如,日本以“再利用、再转售、再制造、再循环”为理念的“4R Energy”公司树立了梯次利用的典范。同时,随着全球电池回收产业规模的迅速扩大,供给端企业数量也在不断增加,纷纷投资建设规模化、自动化回收生产线,扩大回收产能,以应对即将到来的退役电池高峰。“互联网+回收”、生产者责任制等商业模式创新以及回收利用产业联盟等推动产业链上下游协同发展,促进信息共享、技术交流与合作项目落地,供给端企业与需求端、保障端深度合作,构建电池全生命周期管理的闭环产业链,推动技术持续迭代升级。
从保障端看,资源与环境双重压力下,各国积极完善产业发展机制。废旧动力电池若处置不当会对环境造成严重污染,同时,通过回收提取关键金属可以缓解原材料供应紧张,因此,动力电池回收利用成为必然选择。美国《资源保护与回收法》、德国《电池回收指令(200666EC)》、日本《报废汽车循环利用法》等相关政策法规对电池回收设定了具体要求,为动力电池回收产业提供制度保障。此外,国际电工委员会等相关组织和各国均发布了IEC 62660等电池回收标准,为产业提供规范化的操作指南,对电池回收过程中的有害物质含量、回收率、标签都提出了明确要求。社会参与方面,各国政府积极引导巴斯夫、宁德时代、Hydrovolt等相关企业布局电池回收项目,设立数十万个电池回收点开展回收,方便公众参与。世界环境日、地球一小时等活动也广泛宣传电池回收的重要性,提升公众环保意识,形成了良好的社会氛围。
2 国外支持动力电池回收的主要做法
立法强制型。以欧盟、美国等为代表。强调政府通过详尽的法律法规,设定回收率目标,规定回收流程和标准,并辅以严格的执法机制,确保电池回收工作的高效、规范进行。从明确的法规制度看,欧盟早在1991年就开始发布一系列指令以促进废旧电池的回收利用。2006年,欧盟通过了电池指令(2006/66/EC),对动力电池的监管从电池回收扩展至“标识、回收、利用”三方面。2023年,欧盟正式颁布的《新电池法》(2023/1542)制定了详尽的动力电池全生命周期管理回收法规体系。美国动力电池回收已构建了从联邦到州再到地方健全的法律制度,包括《含汞和可充电电池管理法》《纽约州充电电池法》《加州充电电池回收法案》《电池产品管理法》等。从回收目标与要求看,欧盟《新电池法》对废旧电池回收设定了更严格的回收目标:要求轻型交通工具电池2028年最低回收率达到51%,2031年达到61%。此外,提出原材料最低回收率、废料回收率在2027年均超50%的目标。美国《纽约州充电电池法》要求所有销售可充电电池(包括动力电池)的零售商必须免费接收消费者退还的废旧电池,并确保这些电池得到适当回收或处置。《加州充电电池回收法案》要求动力电池生产商应在当地建立回收网络,并确保回收的电池数量占前一年销售的同类电池数量比重逐年递增。
生产者责任延伸型。以德国、法国、瑞典等为代表。明确动力电池产业链各主体的责任分工,依托基金和押金机制等建立由生产商、销售商、消费者等构建的回收系统。从责任划分看,各国通过立法明确电池生产者在回收过程中的主导地位,加强产品在产品设计、生产和销售阶段对废弃物管理和资源回收问题的考虑,推动电池的绿色设计和生产。如,早在1994年,瑞典首创了“生产者责任制”方案。德国《循环经济与废物管理法》规定,动力电池生产商需对废旧电池的收集、处理和回收全链条负责。即电池生产商不仅需设立或参与回收网络、提供便捷的回收服务,还要确保回收目标的达成和支付相关处理费用。从回收体系构建与运行看,生产商积极打造电池回收“逆向物流”,在全国范围内设立足够多的零售店、服务中心等回收站点,确保消费者能够方便地将废旧电池送回。同时,结合线上平台、邮寄服务等方式提供多元化的回收渠道。德国成立了GRS基金和超过17万个回收点,鼓励电池生产商与汽车制造商发挥“领头羊”作用,积极与其他相关方开展合作,通过共享资源、分摊成本、提高回收网络的覆盖效率完善回收体系。此外,通过实施电池编码制度,对电池进行唯一标识,便于追踪其生命周期信息,也为体系的调整提供数据支持。
联盟合作型。以韩国、西班牙为代表。政策联动、产业协同等多措并举,共同构建了公私合作的高效动力电池回收体系,推动了资源循环利用。政策联动方面,2019年韩国发布《资源循环利用法》修订案,为动力电池回收提供法律保障,鼓励公共部门、电池生产商等多方共同参与,确保回收体系有效运转。通过欧盟资助的循环经济示范项目,西班牙推动跨区域合作,鼓励各地根据本地资源条件与产业特色,构建分布式回收网络,结合回收网络制定符合实际情况的动力电池回收规划,确保退役电池能在当地或邻近地区得到有效处理。产业协同方面,韩国注重产学研一体化合作,政府与三星SDI、LG化学等电池制造商、现代汽车等汽车制造商以及电力公司等组建“电池联盟”,共同投资建设全国范围内的回收网络、研发回收技术、制定回收标准等。这种模式下,公私双方共享风险与收益,有助于调动各方积极性,实现高效协同。西班牙鼓励政企合作打造循环经济产业园区,吸引电池制造、回收、再利用等相关企业入驻,形成闭环产业链。园区内回收企业间共享设施、交换副产品,实现资源最大化利用和环境污染最小化。
技术导向型。以日本、比利时等为代表。以技术创新为重点,积极推动电池回收技术的商业化和产业化,不断提升动力电池回收的效率和环保性。以技术创新驱动产业发展。长期以来,为了支持技术研究,日本从基本法、综合法、专门法三个层面出台相应法律给予生产企业相应补助,提高企业回收技术开发的积极性。松下、本田、日产等在电池再生利用过程中,侧重于精细化拆解、高效提取与资源再生。例如,运用机械分选技术,结合人工智能识别和机器人操作,精准分离电池组件,减少人工干预和安全风险。日本企业与科研机构开展密切合作,通过产学研一体化项目,共同攻克了高效分离电解质等回收技术难题,并及时将研究成果转化为产业应用。以技术创新打造闭环经济实践。比利时优美科等企业研发的火法回收处理技术,通过高温熔炼能够高效、环保地处理废旧锂离子电池。如,比利时霍博肯优美科回收工厂年处理能力达到0.7万吨,相当于3.5万节动力电池,为全球客户提供专业回收服务,是全球最大的电池回收设施之一。以技术创新为基础,比利时积极倡导并实施“城市矿产”理念,将废旧电池视为城市矿藏,通过高效回收技术,将其中的宝贵资源重新投入生产过程,减少了对新资源的需求和环境污染。
3 启示与建议
3.1 加快实施强制性动力电池回收政策,进一步明确各类主体的责任及义务
建议以我国已发布的《生产者责任延伸制度推行方案》为基础,参照欧盟《新电池法》等,加快制定针对动力电池回收利用的强制性法律法规,涵盖电池设计、生产、销售、使用、回收、再生利用、处置等全生命周期管理,明确规定生产者、销售者、使用者、回收企业、处置企业等各类主体在动力电池回收过程中的法律责任,包括但不限于数据上报义务、回收责任、环境损害赔偿责任等,确保权责清晰、可执行性强。推广押金退还制度、政府补贴与奖励等,通过实施回收配额、碳信用等经济手段,积极引导生产者、消费者主动参与回收,提高回收材料的再利用率。同时,对于违反法规的行为,设定明确的行政处罚措施和经济处罚标准,如罚款、暂停或吊销相关许可、公开曝光等,必要时纳入刑法范畴,对严重违法行为追究刑事责任,增强法规的威慑力。
3.2 着力强化先进技术的研发创新,积极推广安全、环保、高效的回收利用技术
积极引导企业、科研院所携手加大对废旧动力电池检测、剩余价值评估、健康状态评价、电池拆解技术等关键环节的研发投入,设立专项研发基金,提供税收优惠、贷款贴息等政策扶持,激发各方创新活力,推动关键技术研发与突破。鼓励共建联合实验室、工程技术研究中心等创新平台,加快技术、设备升级换代,提升电池回收利用的整体效率,并借助规模效应来有效压降回收成本,从根本上破解成本高昂、效益偏低的行业困局。选取具有代表性的企业或地区,持续推动电池回收利用示范项目建设试点,验证新技术的可行性和经济性,形成可复制、可推广的成功模式,带动全行业技术升级。加强电池回收利用技术专业人才培养,设立相关专业课程,举办技术培训和研讨会,提高从业人员技术水平和综合素质,为产业发展提供人才支撑。
3.3 健全全国动力电池全生命周期的信息溯源系统,构建产品基础数据库
建议依托《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》,联合相关主管部门、中国电池工业协会等行业协会、国家动力电池创新中心等科研院所、宁德时代等电池生产商及比亚迪等整车企业,打造动力电池“生产-使用-收集-梯次利用-再生”一条龙产业链,共同构建全国动力电池全生命周期数字化管理信息溯源系统。制造环节,通过从供应商汇集产品相关的企业数据、出厂数据等。实车使用中,将电池管理系统(BMS)的运行数据与电芯数据进行后台传输,实现对动力电池产品全生命周期的数据采集。回收环节中,通过大数据平台评估形成动力电池“数字护照”,每条数据均包含功能单位、过程描述、数据来源、时间地理技术范围和数据清单等内容,再通过智能分析评价,形成电池残值等级,并对等级普遍相对较低的企业开展诊断服务。基于信息系统,实现对退役电池全生命周期数据的深度挖掘与实时监控,精确评估电池寿命、一致性及安全性等核心特性,有助于拓展梯次利用场景,并对非法拆解和改装形成信息追溯的门槛和数据监管“围栏”。
3.4 加强产业前后端在标准化等方面的联动,提高退役动力电池高效利用程度
持续完善废旧电池分类、健康状态评估、回收处理技术、再生产品质量控制等动力电池回收利用关键环节的相关标准,推动标准化、易拆解、易回收。结构设计方面,为提升动力电池的可持续性,应加强对结构的标准化管理,以实现易于标准化、拆解和回收。引导后端回收企业与前端生产企业协同开展易回收的动力电池产品设计,尽量统一电池类型和规格标准。加快实施模块化设计和生产方法,力求在电池类型和规格上达成一致,从而形成标准化且环保的封闭产业链,包括设计制造、分级利用、拆解回收及循环再利用等环节,同时提高自动化水平。产品组分方面,加强动力电池绿色设计的基础研究,通过对比分析功能属性、材料选择和生产工艺等设计要素对后续回收利用的影响,从安全、环保和易拆解性等方面识别关键因素并进行优化设计,减少有害物质的使用,探索使用绿色环保可再生新材料,同时提升报废电池可拆解性能。
参考文献:
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