廢料原料完美對接,資源有效循環(huán)利用,如何才能實現(xiàn)?
中汽協(xié)發(fā)布數(shù)據(jù)顯示,2022年12月,我國動力電池裝車量36.1GWh,同比增長37.9%,環(huán)比增長5.5%。2022年,我國動力電池累計裝車量294.6GWh,累計同比增長90.7%。
未來,隨著動力電池需求量不斷攀升,鋰電池生產所需的關鍵金屬材料將出現(xiàn)更大缺口。當無限的消費需求和有限的生產資源之間的矛盾日益突出,動力電池生產原材料的問題何解?
答案藏在“定向循環(huán)”四個字中。
定向循環(huán),是指通過特殊的技術手段或處理方式,使失效物質恢復到其原本物質客觀存在的屬性和特征的還原過程。2009年,邦普循環(huán)創(chuàng)新性地推出定向循環(huán)核心技術。
簡單來說,退役電池富含豐富的鋰電池生產所需的關鍵金屬資源,通過定向循環(huán)技術,將其重新制備成電池材料,可以減少對原礦的開采以及對金屬進口的依賴,保障關鍵材料的穩(wěn)定供應。相比從原礦中開采,對廢舊電池金屬的資源化利用所產生的成本更低、效率更高,更具想象空間和經濟效益。
在動力電池回收領域,廣東邦普循環(huán)科技有限公司(下稱“邦普循環(huán)”)以占據(jù)全國半壁江山的廢舊動力電池回收占比,成為全國第一。
從生產、回收再到生產,從原料、廢料再回到原料,一個“從哪里來再到哪里去”的定向路徑已經形成,一個資源循環(huán)利用的綠色閉環(huán)正在加速構建。
依托定向循環(huán)的邦普循環(huán),如何一步步做到市場占有率高達50%,實現(xiàn)全國第一?未來還有哪些新的想象空間?
踐行“定向循環(huán)”理念
俗話說,羅馬不是一天建成的。邦普循環(huán)的成就,得益于其十多年來對“定向循環(huán)”理念的踐行。
在循環(huán)經濟領域中,定向循環(huán)理論是指面向退役的產品,在生命周期的末端,通過特定的技術方式,讓它回到生命周期的起點。
在動力電池領域,定向循環(huán)是指將廢舊電池經過前處理、濕法冶煉等工序,還原成制造動力電池需要使用的材料的過程,制造廠商可直接使用經處理而來的電池原材料,從而制造高質量動力電池。
這一過程中,綠色低碳、核心金屬材料總回收率、還原后的材料質量等指標,是極為關鍵的指標。
經過定向循環(huán)技術制備的正極材料具有儲能密度高、循環(huán)壽命長、性價比高、加工性能好等優(yōu)點,在市場上的表現(xiàn)更為亮眼。
事實上,定向循環(huán)理論不僅是一種可以應用于回收利用行業(yè)的創(chuàng)新型技術工藝,更是一種可以應用于整體產業(yè)鏈上的商業(yè)模式。
目前邦普與電池廠商、汽車廠商、4S店等上下游企業(yè),合作共建了221個廢舊電池回收網點,已覆蓋全國超過200座城市。該模式一方面能發(fā)揮協(xié)同效應,與產業(yè)鏈上下游達成合作共贏,保障邦普廢舊電池的回收量,穩(wěn)定再生材料的供應鏈;另一方面,可以充分利用廢舊電池資源,減少原生料投入,間接減少碳排放,助力“雙碳“目標實現(xiàn)。
邦普循環(huán)通過定向循環(huán)理論,實現(xiàn)“產品—廢料—產品”全生命周期循環(huán),成功將廢舊電池再生為電池材料,從而反哺原生電池制造業(yè),創(chuàng)造了良好的的經濟和社會效益。
科技創(chuàng)新構建護城河
作為最早在回收行業(yè)研究“定向循環(huán)”技術的企業(yè)之一,邦普循環(huán)早在2009年便已創(chuàng)新性地推出“定向循環(huán)”核心技術。
隨后,圍繞著“定向循環(huán)”這一關鍵詞,邦普循環(huán)誕生了一系列技術成果、研究報告、專利授權,并參與到省級、國家級的行業(yè)標準制定當中:
《廢舊電池定向循環(huán)關鍵技術及其產業(yè)化》、《廢舊電池定向循環(huán)關鍵技術》、《廢棄鋰電池資源化利用及其定向循環(huán)動力級電池材料技術研究》、《湖南邦普公司動力電池定向循環(huán)項目價值與風險研究》、《定向循環(huán)理論在循環(huán)經濟領域的應用研究》……
基于“定向循環(huán)”,邦普循環(huán)目前已擁有領先的工藝技術優(yōu)勢、專利優(yōu)勢與產品優(yōu)勢,這也成為邦普實現(xiàn)行業(yè)領先的重要原因。
工藝技術方面,邦普循環(huán)已掌握定向循環(huán)核心技術,經科技成果鑒定,多項技術達到國際領先水平。
具體來看,針對退役鋰電池循環(huán)利用過程中自動化水平低、有價資源回收路徑長、前驅體制備均勻性差、鋰電材料性能不足且成本高等行業(yè)瓶頸,邦普循環(huán)經過多年的技術、裝備創(chuàng)新,提出了全新技術模式,突破了關鍵核心技術瓶頸,建成產業(yè)化工程。
當前,邦普循環(huán)已形成了電池循環(huán)利用產業(yè)化基地,電池產品核心金屬材料總回收率達到99.3%。
專利與標準制定方面,邦普循環(huán)披露的數(shù)據(jù)顯示,截至2022年底,邦普循環(huán)已參與制修訂廢舊電池回收、電池材料等相關標準293項,其中發(fā)布180項;申請專利1950件,授權專利525件。
2022年,邦普循環(huán)還通過了《企業(yè)知識產權管理規(guī)范》國家標準的監(jiān)督認證,相繼獲得了“第二十三屆中國專利獎”“ 第九屆廣東省專利獎”和“2022年度國家知識產權優(yōu)勢企業(yè)”等榮譽稱號。
產品方面,邦普循環(huán)使用協(xié)同萃取技術,高效率、低損耗,實現(xiàn)不分離提純鎳鈷錳溶液,通過定向短流程高質量合成,形成車用鎳鈷錳酸鋰正極材料和鎳鈷錳氫氧化物。
如今,邦普循環(huán)產品獲得國家重點新產品、廣東省名優(yōu)高新技術產品、廣東省名牌產品等榮譽稱號,并榮獲廣東省科技進步獎一等獎、中國有色金屬工業(yè)協(xié)會科學技術獎一等獎、中國循環(huán)經濟協(xié)會科學技術獎一等獎。
不僅如此,邦普循環(huán)在科技創(chuàng)新方面還在不斷進階。近年來,邦普循環(huán)積極探索深層次的產學研合作模式,與多家高校及科研院所合作,建立戰(zhàn)略伙伴關系,共同開展人才培養(yǎng)和產學研合作,引進高端研發(fā)人才,專門主導技術研發(fā)工作。
通過縱向構建開源與自研相互貫通的雙路徑科研通道,橫向形成相對獨立且流程相互銜接的研發(fā)模塊,打造雙通道多格子技術研發(fā)體系,積極應對市場需求變化及產業(yè)技術的升級,打造一個內外部雙通道的研發(fā)體系。
環(huán)境友好、政策加持
此前學者對廢舊電池進行的生命周期評估(LCA),大多數(shù)是針對鈷酸鋰電池。但是,在動力電池領域,鈷酸鋰電池由于成本較高、安全性較差、循環(huán)壽命一般且材料穩(wěn)定性不太好,通常不用作動力型電池。
因此,對市場主流的鎳鈷錳酸鋰電池進行回收,并進行LCA,更具實際應用意義。
據(jù)維科網鋰電了解,產業(yè)化制備鎳鈷錳三元系鋰離子電池正極材料有4種工藝:定向循環(huán)法、傳統(tǒng)濕法回收、傳統(tǒng)火法回收和原礦冶煉法回收。
這4種工藝在致癌物、大氣有機污染、大氣無機污染、溫室效應、臭氧層破壞、生態(tài)毒性、酸化及富營養(yǎng)化、礦產資源耗竭和化石燃料耗竭等9個方面對環(huán)境的影響各不相同。
對4種回收方法進行生產鎳鈷錳酸鋰的實驗結果如下(來自學術論文《廢舊動力電池回收的環(huán)境影響評價研究》,原材料皆包含3330kg廢舊動力電池):
重點來了。從致癌物、大氣有機污染、大氣無機污染、溫室效應、臭氧層破壞、生態(tài)毒性、酸化及富營養(yǎng)化、礦產資源耗竭和化石燃料耗竭等9種影響類型對4種制備鎳鈷錳酸鋰的工藝進行LCA,特征化結果如下圖所示:
從上圖可知,定向循環(huán)、傳統(tǒng)濕法回收各類環(huán)境影響類型均為負值,表明兩種工藝在9種影響類型下均對環(huán)境友好。
更直觀的做法是將9個環(huán)境因素整合成對人類健康損害、生態(tài)系統(tǒng)損害及資源損害3大方面的影響,從而得出4種工藝制備鎳鈷錳酸鋰的環(huán)境指標分數(shù)。結果顯示,定向循環(huán)、傳統(tǒng)濕法回收、傳統(tǒng)火法回收和原礦冶煉環(huán)境指標分數(shù)分別為-11883、-1552、57、25896。
顯然,定向循環(huán)是4種工藝中對環(huán)境最友好的工藝,并且環(huán)境指標分數(shù)是第二位傳統(tǒng)濕法回收的7.66倍!
基于對環(huán)境的友好,“定向循環(huán)”理念得到了國家政策與行業(yè)標準的支持。
在政策方面,截至2022年8月5日,共有不少于2個國家政策的內容涉及“定向循環(huán)”,全部持鼓勵態(tài)度,分別是生環(huán)部發(fā)布的《廢電池污染防治技術政策》以及工信部發(fā)布的《產業(yè)關鍵共性技術發(fā)展指南(2017年)》。具體如下圖:
在行業(yè)標準方面,邦普循環(huán)牽頭起草了《廢舊小型二次電池回收處置要求》《車用動力電池回收利用再生利用第2部分:材料回收要求》等多項與“定向循環(huán)”相關的標準,定義了定向循環(huán)術語,詳細說明了定向循環(huán)回收處理技術。
定向循環(huán)助力未來發(fā)展
資源是行業(yè)發(fā)展的重要前提,資源利用水平決定著行業(yè)未來的發(fā)展空間。
邦普循環(huán)提出的“定向循環(huán)”技術和商業(yè)模式,構建了資源有效循環(huán)利用的綠色閉環(huán),助力產業(yè)鏈進一步發(fā)展與降碳。
從行業(yè)看,“定向循環(huán)”可節(jié)約金屬資源,保障電池核心材料的供應穩(wěn)定。隨著新能源汽車的市場需求不斷擴大,鋰電池生產所需的關鍵金屬材料也存在較大缺口。而退役電池則富含這些金屬資源。通過定向循環(huán)技術能將其重新制備成電池材料,減少對原礦的開采以及對金屬進口的依賴,可保障關鍵材料的穩(wěn)定供應。
從企業(yè)看,“定向循環(huán)”可幫助企業(yè)降低成本,推動新能源汽車進一步普及。相比從原礦中開采金屬資源,對廢舊電池金屬的資源化利用所產生的成本更低、效率更高,這將有利于電池企業(yè)降本提效,進一步推動新能源汽車整體成本的下降。
從節(jié)能減排角度看,“定向循環(huán)”可促進行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標。廢舊電池的資源化利用是新能源汽車產業(yè)節(jié)能減碳、響應“雙碳”目標的重要途徑,開發(fā)廢舊電池的資源化利用技術,有利于減少廢棄電池的環(huán)境污染,提高金屬資源的利用率,促進行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
邦普循環(huán)相關人員舉例指出,“要實現(xiàn)前段廢料與后端原料的銜接,必須要有一個前提條件,即整個過程必須是從廢舊電池到正極材料的定向循環(huán)路徑,如果僅僅是將廢舊電池制成黑粉或者鹽,因為沒有到達尾端,就無法實現(xiàn)把前端的廢料通過技術改進變成后端的原料?!?/p>
總結
當前,回收利用行業(yè)作為循環(huán)經濟的重要組成部分,是改善資源、環(huán)境問題的重要戰(zhàn)場。
2020年9月,我國在聯(lián)合國大會上宣布我們的“雙碳”目標。
2021年3月,“加快建設動力電池回收利用體系”出現(xiàn)在2021年的國家政府工作報告中。
2021年7月,《關于印發(fā)“十四五”循環(huán)經濟發(fā)展規(guī)劃的通知》,提到將加強新能源汽車動力電池溯源管理平臺建設、完善動力電池回收利用溯源管理體系等內容。
作為動力電池回收中對環(huán)境友好、順應國家“3060碳中和”政策的定向循環(huán),正在為全球環(huán)境做出巨大的貢獻。

