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动力电池最大的风险浮现了!

2020-11-05 浏览次数:1,462 次 中国能源报

“从2015年到2050年,世界锂年耗率将持续提高,在此期间将消耗511万吨锂。这一消费总量占到陆地锂储总量的1/3以上。基于该预计,陆地上剩余的锂储量或在2080年耗尽。”在中国工程院院士郑绵平看来,随着我国新能源汽车产业的快速发展,动力电池所需的金属材料已出现告急——镍、钴资源匮乏,对外依存度较高,存在安全风险,“现有资源能否保障锂电池行业持续发展,值得探讨。”

那么,上述问题该如何破解?在技术创新和回收利用上有哪些突破点?记者就此展开了采访。

动力电池上量催生更多原材料需求

动力锂电池包括磷酸铁锂电池、镍钴铝三元电池和镍钴锰三元电池。镍钴锰三元电池由于能量密度更高、续航里程更长,成为动力电池市场上最普遍使用的电池种类。

近年来,全球电动汽车浪潮带动了动力电池行业的快速发展。2018年,动力电池需求量为142GWh,预计到2030年,这一数据将增长至2.3TWh,占全部电池需求量的近90%。随着动力电池产量的急剧增长,金属原材料的需求也水涨船高。

据了解,每生产一块锂电池,需要开采至少八种金属矿产。其中,用量最大的是锂、钴、镍和锰。镍具有磁性及良好的可塑性、延展性,用作催化剂;钴具有铁磁性、抗拉强度、机械加工性能;锰是过度金属元素,具备强还原性。

郑绵平预测,2035年,我国镍需求量将达202万吨,电池用镍占比为50%;2018—2035年,钴需求量累计或达170万吨。但这些金属资源产量和储量高度集中在非洲、南美和澳洲。例如,锂主要生产、储量国是澳大利亚和智利;钴主要分布在刚果(金);镍主要集中在印度尼西亚和巴西。我国70%的锂、80%以上的镍和钴都依赖进口。这种跨区域的原料供应存在潜在风险——如何稳定材料价格和高质量供应,成为全产业面临的共同挑战。

钴的价格就曾出现过剧烈波动。2017年,钴价从32美元/公斤上涨至75美元/公斤,年增长114%。2018年更是一度达到95美元/公斤。钴价高不可攀,被业内形象地称之为“钴奶奶”。

为掌握原料供应主动权,国内动力电池企业早已跨界布局。2010年比亚迪斥资2亿元买下西藏矿业旗下锂矿资源;宁德时代于2018年通过加拿大时代获得北美镍业25.38%的股权。今年8月,宁德时代又宣布围绕主业,以证券投资方式对境内外产业链上下游优质上市企业进行投资,投资总额近200亿元。

业内人士认为,在动力电池领域,谁优先把控了上游资源,谁就在未来市场竞争中更具话语权。

多因素致我国锂产能利用率偏低

事实上,我国是锂资源大国,但为何还依赖进口?

资料显示,我国锂资源主要分布在四川、青海和西藏三省区,受制于交通和地理位置等原因,短时间内大规模开采利用的可能性较低。

“西藏扎布耶盐湖2006年就建立了我国第一个锂产业,但因管理等原因,至今未能达成。目前塞尔汗和东、西台吉乃尔盐湖均未达到预期产量。”郑绵平坦言,虽然我国锂资源丰富,但利用率相对较低,锂提取的膜和吸附剂等关键技术均来自国外,在萃取、抗腐蚀方面还有待进一步提升。

天能电池集团锂电池回收高级研究员唐小林同样向记者坦言,在四川甘孜州等地,锂矿管理存在问题,加上部分矿产品位较低、提炼成本较高,自产产能无法满足本土动力电池激增的需求。

“整体来看,我国锂、钴、镍资源开采和回收技术处于世界领先水平。”业内人士坦言,随着新技术的不断涌现,金属原材料的价格将进一步降低。国内一些企业已经掌握了废旧电池定向循环回收技术,率先破解了废料还原的行业难题,电池回收已达到分钟级全自动化拆解水平。

记者了解到,目前,废旧电池中钴、镍的提取工艺相对成熟,回收率可达90%以上。相比之下,锂的提取则需要更昂贵的有机溶液,成本较高,其回收率约50%左右。

郑绵平建议,动力电池行业要进一步致力于基础和关键技术的创新攻关,同时加强对国内外锂、镍、钴资源调查勘探的投入,摸清国内外资源的家底和潜力,立足国内“两种资源、两种市场”,使我国优势锂电资源(稀土、石墨)具有世界话语权,锂、镍、钴有足够来源和反制能力。

回收再利用亟待规范

基于有限的资源,回收再利用现有动力电池被业内认为是降低原料金属供应风险的有效途径。

中汽研数据显示,今年我国动力电池累计退役量将达25GWh,预计到2025年将达到116GWh。规模如此庞大,吸引了不少企业扎堆布局动力电池回收再利用。

“但形势不太好,企业收不到料。”业内人士向记者直言,目前从事动力电池回收再利用的企业数量过多,而电池报废时间比想象中更长,电池一层层梯次利用下来,到报废回收有7、8年的周期。一些企业宣称产线产能规模可观,但实际产能只有宣传量的1/3,甚至1/10。

回收材料没有经济性,也在一定程度上压制了企业的热情。“废旧动力电池回收的价格很高,是新电池的7折左右,到拆解环节已经没什么利润了。”唐小林介绍,目前电池回收多以三元电池为主,其锂含量是磷酸铁锂电池含锂量的一倍左右,且磷酸铁锂没有镍、钴资源可回收。因此,只有在锂价格维持较高水平时,回收磷酸铁锂电池才有经济性,其盈亏平衡线在4万元/吨左右。

唐小林坦言,动力电池拆解回收种类繁多、拆解工艺差异较大,且评估、分选具有一定技术门槛。行业确实存在部分小商小贩操作不规范问题,甚至手动拆解动力电池,安全隐患较大。

今年10月,工信部发布《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法》(征求意见稿)要求对报废的动力电池梯次利用进行规范管理。在回收再利用方面,业内人士建议,政府应完善生产者责任延伸制度相关法规,建设电池产业循环经济,并提高企业准入门槛,规范动力电池回收途径。

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