動力電池回收,是金屬材料的博弈
2024/12/27 17:04:31 標簽:中國傳動網
以一個簡單的對比為例:汽油和柴油作為熱機的燃料,一旦注入汽車油箱,便會不可避免地且往往非常迅速地消耗殆盡,同時還會產生多種污染物。相比之下,電池則展現出了截然不同的環保潛力。
隨著新能源汽車行業的蓬勃興起,一個與之緊密相關的新興領域——動力電池回收,正逐漸進入人們的視野并日益受到重視。動力電池回收行業的興起,背后有多重因素推動。新能源汽車市場的快速增長,使得動力電池需求量激增,同時也帶來了退役電池數量的急劇增加。
這些退役電池中含有稀有金屬資源,回收再利用不僅可以緩解資源緊缺問題,還能減輕環境壓力。政府政策的引導和支持,為動力電池回收提供了法律保障和政策導向,促進了行業的規范發展。同時,市場需求的增長也為行業帶來了廣闊的發展空間。
動力電池回收的多元考究
關于電動汽車動力電池回收,存在一個普遍的誤解,即認為電池無法回收,最終只能被填埋。然而,事實并非如此,電動汽車電池的回收對于環境可持續性具有至關重要的意義,尤其是考慮到電池在車輛中的使用壽命結束后(目前估計為15至20年)的處理問題。
電動汽車電池的回收過程確實復雜,涉及多種方法、挑戰和技術難題。這主要源于電池設計的多樣性和化學成分的復雜性。由于電動汽車電池缺乏標準化,拆卸和回收工作變得既費力又成本高昂。此外,電池中含有危險材料,若處理不當,可能會對環境和安全構成威脅。
過去,有統計數據顯示只有5%的電池組件被回收,但這一數據既過時又不準確。自2010年地球之友報告提出這一數據以來,回收行業已經取得了顯著進步。2019年《循環能源存儲》報告指出,這一數字已上升至50%,并且有望在未來五年內進一步改善。
事實上,歐洲已經設定了電池廢料中材料回收的最低再利用水平,例如鋰的再利用率到2027年需達到50%,到2031年需達到80%;而鈷、銅、鉛和鎳的目標甚至更高,到2027年需達到90%,到2031年需達到95%。
從鋰離子電池中回收的材料具有巨大的價值。例如,鈷每噸價值超過30,000美元,而鋰每噸價格約為10,000美元。回收這些金屬不僅帶來了有利可圖的商業機會,而且還減少了對環境有害的采礦活動的需求。據估計,到2030年,回收電池材料市場的價值可能超過60億美元。
一種新興的回收技術是“直接回收”,該技術旨在保留電池中陰極和陽極材料的功能,而非將其完全分解。這種方法涉及將這些材料與其他組件分離,然后進行清潔和翻新,之后可以重新部署到新的電池單元中。
這種方法降低了能源消耗和回收成本,并減少了浪費。然而,材料在回收過程中存在污染和降解的風險,可能會影響新電池的效率。同時,其他組件如電解質、隔膜和外殼材料仍需采用其他方法進行分離和回收。
盡管電動汽車電池回收的經濟可行性具有挑戰性,因為成本較高,但目前正在考慮制定相關法規。這些法規要求電池組件進行詳細標記,以方便回收。通過監管框架和生產者責任延伸計劃,電動汽車制造商越來越多地被要求負責回收電池。
在某些地區,如歐盟(根據“電池指令”)和中國,電動汽車制造商甚至必須達到特定目標并負責收集電池。在美國,加利福尼亞州也實施了相關法律。
12月24日,工業和信息化部正式發布了《新能源汽車廢舊動力電池綜合利用行業規范條件》(2024年本),旨在進一步規范新能源汽車廢舊動力電池的綜合利用行為,以更好地適應行業發展的新態勢。該規范對梯次利用和再生利用的管理要求進行了細化,并明確強化了綜合利用過程中的安全與環保責任。
規范中特別強調,要大力推動正負極材料、隔膜、電解液等關鍵部件的再生利用技術、設備及工藝的研發與應用,以期提升廢舊動力電池的再生利用效率和水平。
具體而言,規范設定了以下目標:破碎分離后的電極粉料回收率需達到98%以上,且雜質鋁、銅的含量均需控制在1.5%以下;在冶煉過程中,鋰的回收率應不低于90%,鎳、鈷、錳的回收率則需達到98%以上;碳酸鋰生產的單位產品綜合能耗需控制在2200千克標準煤/噸以下;若采用材料修復工藝,則回收利用的材料質量之和占原動力電池所含目標材料質量之和的比重應不低于99%;此外,工藝廢水的循環利用率也應達到90%以上。
回收電動汽車電池對環境的影響是深遠的。首先,它減少了原材料開采的需求。其次,回收可以防止有害的電池廢物最終進入垃圾填埋場。通過實現循環經濟,即重復使用舊電池中的材料,生產新電動汽車電池的碳足跡也顯著減少。
由于對原材料供應、地緣政治競爭以及對更高效資源管理的需求的擔憂,回收顯然將在未來的電動汽車電池供應鏈中發揮重要作用。汽車行業有望看到回收技術不斷進步,從而緩解原材料限制和稀缺的威脅。但由于我們仍處于電動汽車及其電池技術開發的早期階段,未來可能會面臨挑戰。
市場供需錯配下的電池金屬
2023年至2024年,對于電池金屬行業而言,無疑是充滿挑戰的一年。鋰、鎳和鈷的價格在2023年經歷了暴跌,并在2024年持續穩步下滑。面對低價的壓力,這個曾經爭相擴大新供應的行業開始關閉礦山并推遲項目計劃。
而且,電動汽車領域的未來發展道路比預期更為坎坷,因為重要銷售地區的需求未能達到市場預期。這一困境部分源于新產能在不合時宜的時候大量涌入,導致供應嚴重過剩。而2025年價格能否回升,將取決于供應端是否能展現出足夠克制。
盡管全球電動汽車市場仍在擴張,數據顯示,11月全球電動汽車銷量再創新高,達到180萬輛,前11個月的全球銷量相比2023年增長了25%,這一表現令人矚目。然而,這些積極消息背后隱藏著電池金屬行業的兩個不容忽視的問題。
首先,中國依然是電動汽車的主要驅動力,而西方市場則在努力積聚動力。盡管11月中國銷量創下了月度新高,但美國和加拿大的銷量同比增長僅10%,歐洲銷量甚至更低。西方消費者仍然需要更多激勵措施才能從內燃機轉向電動機。
第二個問題是,許多電動汽車消費者,特別是中國市場,更傾向于選擇混合動力汽車或插電式混合動力汽車,而非純電動汽車。這些車型的電池容量約為純電動汽車的三分之一,這意味著所有金屬陰極的輸入量也相應減少。
相關數據顯示,磷酸鐵鋰電池的市場份額持續上升,這在一定程度上抵消了鋰需求的下降。去年,磷酸鐵鋰電池在中國電動汽車總銷量中占比達到三分之二。磷酸鐵鋰電池比富含鎳的化學物質更便宜,且中國電池制造商已提升其性能,比如某些車型單次充電續航里程超過1000公里。
然而,這對于鎳、鈷和錳市場來說卻是個壞消息。據咨詢公司稱,10月份新電動汽車銷售中使用的鋰量接近48000噸,同比增長28%。然而,鎳、錳和鈷的使用量增長卻分別僅為10%、4%和2%,這反映了向混合動力汽車的轉變以及電池化學組合的變化。
電動汽車行業的需求低于預期,尤其是中國以外地區,而電池金屬領域的供應卻在激增。必和必拓公司的Nickel West本應是該公司的綠色金屬展示中心,但由于印度尼西亞大規模生產過剩導致價格低迷,該公司于10月份關閉了該業務。
中國鎳生產商已實現技術飛躍,能夠將印尼相對低品位的鎳礦石加工成高純度的一級鎳。有機構預計,今年中國和印尼的鎳產量將增長30%。至少印尼當局已表現出供應不平衡的跡象,限制采礦配額并暫停批準新的加工廠。
全球最大的鈷生產商中國洛陽鉬業集團報告稱,今年1月至9月鈷產量為84700噸,高于去年同期的37000噸。中國許多的鋰生產商都是垂直整合的,這意味著它們可以通過加工鏈下游的收益來抵消上游的損失。
有咨詢公司表示,即使考慮到西方運營商的眾多價格損失,預計2025年鋰供應仍將連續第三年超過需求。供應過剩應從去年的接近10%縮減至需求的1%以下,這可能會限制價格進一步下跌。相比之下,鎳和鈷市場的供應過剩可能會變成結構性的,除非生產與需求能夠更加緊密地結合起來。
鑒于這種負面的供需動態,業內預判,預計本輪磨底之路會較為漫長,高成本項目逐步出清仍需時間。隨著需求的恢復,特別是未來如果儲能領域快速增長拉動鋰需求的釋放,使供需平衡達到新的拐點,鋰價才有可能企穩上漲,預計鋰價下一輪上行周期可能要在2025年以后出現。
供稿:OFweek 鋰電網
本文鏈接:http://www.isshing.com/content.aspx?url=rew&id=5530
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