美国为何选择在此时布局废旧锂离子电池回收

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自上世纪90年代初开始商用化以来,锂离子电池的使用越来越广泛。如今,从笔记本电脑、移动电话到电动汽车、储能设备,锂离子电池几乎无处不在。在达到电池使用的寿命后,随之而来的,是废弃锂离子电池数量以惊人的速度增加。有研究预测,到2030年,全球报废的锂离子电池将达到1100万吨以上。

2月18日是美国的全国电池日,许多美国人会换掉家里旧电池,送到回收中心。而为庆祝这一非官方节日,美国能源部宣布,正式启动阿贡国家实验室电池回收研发中心建设,同时启动锂离子电池回收奖项目,以推动锂基电池中关键材料的回收。美国为何选择在此时布局废旧锂离子电池回收呢?

美电动车电池退役在即,废旧电池回收率不足

目前,美国废旧锂离子电池的回收率不足5%,这一问题若不能得到有效解决,无论是对民众身体健康,还是对自然生态环境,都将造成不良影响。因此,借助美国的电池日契机,美能源部在阿贡国家实验室设立电池回收研发中心,意在开发具有成本效益优势的回收工艺,以尽可能多地从废旧锂离子电池中回收锂、钴等有价值材料。而启动锂离子电池回收奖项,旨在鼓励美国企业就废旧锂离子电池的收集、储存、运输以至最终的回收利用寻找创新的解决方案。能源部将为该奖项提供总计550万美元的奖励资金。

能源部希望,通过研发中心和回收奖两个项目,推动新技术开发,最终达到能从废旧电池中回收90%关键材料的目标,以减少美国在锂、钴等关键电池材料方面对外国的依赖。

有鉴于全球对锂电池原料需求不断攀升,为了因应潜在供应短缺的风险,促使美国政府着手发展回收电池技术,透过回收电动车、手机等装置的锂电池,盼能取得更稳定且可靠的原料来源。

美国能源部宣布,在国家安全考量下,将斥资1,500万美元在芝加哥附近的阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)展开三年的研发计画。此研究案将结合阿贡、橡树岭国家实验室、国家再生能源实验室及数家大学之力,合作开发最新技术,希望赶上中国在制造与回收锂电池的实力。

美能源部旗下的能源效率和再生能源办公室官员西蒙斯表示,美国仰赖他国供应锂、钴、镍、石墨等金属以及电池成品,实在不利于国家安全,因为这些来源国之中,有些并非亲密盟友。

锂盐主要产于少数南美、非洲国家以及澳洲,钴矿则大多来自刚果。近期与美国贸易关系紧张的中国,则是锂电池的生产重镇,中国已积极回收电池以取得锂原料,减少对锂原料的进口依赖。

锂电池需求持续增加,也是美政府投入研发回收技术的原因。能源部成立的最新回收中心ReCell Center主任史班根柏格(Jeff Spangenberg)表示,美国车厂未来十年大举投入打造电动车,加上目前电动车电池也接近使用年限,因此美能源部认为现在是展开电池回收的时机。

史班根柏格说:我们进行过很多分析,如果不进行回收,我们的材料将会用尽。如果我们能从回收材料取得稳定供应源,这将大幅降低风险。

Creation Inn雇问、锂电池产业研究员梅林(Hans Eric Melin)表示,在美国回收锂电池实在没道理,她表示:当地无法使用这些材料,除非你要卖到中国,因为那里才是电池生产地。

那么,卖到中国会有人要吗?

中国电池回收利用布局早,美入局难

在电池回收利用方面,中国走在了美国前面。

为解决好新能源汽车动力蓄电池回收利用问题,工业和信息化部会同有关部门于2018年组织中国铁塔股份有限公司等开展动力蓄电池梯次利用,发挥动力蓄电池回收利用主渠道作用,在商业模式构建、关键技术研发、标准规范研究及信息化平台建设等方面加强创新。

长期以来,铁塔公司的基站备用电源主要使用铅酸电池,每年采购铅酸电池约10万吨。铁塔公司于2015年开始,陆续在12个省市3000多个基站开展梯次利用电池替换铅酸电池试验,充分验证了梯次利用安全性和技术经济性可行。

近期,铁塔公司宣布,停止采购铅酸电池,大力推广锂电池梯次利用。铁塔公司加快基站梯次利用示范推广,2018年已停止采购铅酸电池,统一采购梯次利用电池。截至2018年底,已在全国31个省市约12万个基站使用梯次电池约1.5GWh,替代铅酸电池约4.5万吨。铁塔公司与中国一汽、上汽集团等11家汽车生产企业合作规划构建回收渠道,并在上海、湖北、广东等区域率先实施;与再生利用企业合作优化退役动力蓄电池电池回收利用流程,确保报废梯次利用电池的集中回收和无害化处置。

此外,铁塔公司推动产学研用合作,牵头行业突破了电池成组、容量综合评估等一批梯次利用关键技术,统一了电池管理系统通信接口及协议要求,推进梯次利用的智能化和标准化。企业形成了《梯次电池产品技术规范书》《梯次电池包装、运输及仓储管控要求》等相关技术规范,牵头制定行业标准《通信基站梯次利用车用动力电池的技术要求与试验方法》,填补国内通信行业梯次利用技术规范空白,引领梯次利用技术进步。

铁塔公司已经发挥了重要的示范带动作用。据铁塔公司规划,2019年其将继续扩大梯次利用电池使用规模,预计应用梯次利用电池约5GWh,替换铅酸电池约15万吨,预计可消纳退役动力蓄电池超过5万吨。在17个省市地区建设回收服务网点150个,并发展备用电源综合解决方案等多种应用模式,突破残值评估、快速检测等一批关键共性技术,健全优化技术标准规范体系。

事实上,除了中国铁塔,国内也有很多锂电池产业链的相关公司已在电池回收利用方面布局,因此,如果美国打算将回收后的原材料卖给中国,也许有点困难。

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