電池回收利用打上碳足跡 綠色技術引領未來
2023-11-03 167
近(jin)日,格林美旗下荊門動力電(dian)池再(zai)生(sheng)技術有限(xian)公司的(de)(de)電(dian)池級碳酸鋰(li)產(chan)品(pin)獲得產(chan)品(pin)碳足跡(ji)認證證書(shu),這份(fen)證書(shu)不僅為(wei)后續(xu)格林美的(de)(de)再(zai)生(sheng)電(dian)池級碳酸鋰(li)做了科學權威(wei)認證,更是幫助(zhu)下游企業走向世界的(de)(de)一份(fen)“綠色(se)通(tong)行證”。
圖(tu)1 廢(fei)料制備的電(dian)池級碳酸鋰碳足跡認(ren)證
從格林美剛發布的(de)(de)三季(ji)報來看,動力電(dian)池(chi)回(hui)(hui)收利用業務在今(jin)年(nian)競爭激烈的(de)(de)環境下,仍然取得大幅增長,電(dian)池(chi)回(hui)(hui)收量同比(bi)實現54%的(de)(de)增長,這(zhe)份成績(ji)單(dan)相比(bi)其(qi)他同行(xing)更加耀眼,讓(rang)我們對此進(jin)行(xing)解讀,探尋綠色增長之路。
圖1 格林美2023年3季(ji)度電池(chi)回(hui)收利用業務數(shu)據
資源(yuan)稀缺 循環(huan)利用(yong)是王道 動(dong)力(li)電池回收(shou)利用(yong)前景無限
隨著新能(neng)源汽(qi)車(che)動(dong)力(li)蓄電(dian)池裝機量的(de)(de)快速攀升,全(quan)球鋰、鈷、鎳金屬資源稀(xi)(xi)缺(que)及供需(xu)緊張程(cheng)(cheng)度呈(cheng)現(xian)快速上升的(de)(de)趨(qu)勢(shi)。根據中汽(qi)數(shu)據預測,鈷的(de)(de)稀(xi)(xi)缺(que)程(cheng)(cheng)度最高,其次為鋰,最后是鎳,資源的(de)(de)稀(xi)(xi)缺(que)程(cheng)(cheng)度預計在(zai)2035年(nian)后進(jin)一步加(jia)劇,可開采的(de)(de)Li、Co、Ni分別只能(neng)支撐當年(nian)需(xu)求(qiu)量35年(nian)、14年(nian)和36年(nian)。并且隨著全(quan)球電(dian)動(dong)化戰(zhan)略轉(zhuan)型的(de)(de)加(jia)速,資源短缺(que)問題日益(yi)突出。中國汽(qi)車(che)工程(cheng)(cheng)學(xue)會預測2023年(nian)我國退役(yi)動(dong)力(li)電(dian)池將(jiang)達到(dao)104萬噸,2030年(nian)預測將(jiang)達到(dao)350萬噸。
圖(tu)3 中國汽車工程(cheng)學會(hui)全球動(dong)力電池(chi)退(tui)役量預測
通過對廢舊動(dong)(dong)力(li)電(dian)池(chi)的循環利用,可有(you)效解決資源枯(ku)竭的問題。根(gen)據全球新能源汽(qi)車(che)銷售預(yu)(yu)測(ce)分(fen)析,預(yu)(yu)計(ji)2025年(nian)全球累計(ji)退(tui)役(yi)動(dong)(dong)力(li)電(dian)池(chi)281萬(wan)噸(dun)(約325GWh),通過回(hui)收(shou)(shou)全球動(dong)(dong)力(li)電(dian)池(chi)可再生的鋰(li)、鈷(gu)、鎳、錳資源量分(fen)別約占當(dang)年(nian)需求量的28%、28%、23%、42%。據國(guo)際能源署(IEA)預(yu)(yu)測(ce),到(dao)2030年(nian),全球汽(qi)車(che)保(bao)有(you)量將(jiang)達(da)到(dao)18億量左(zuo)右,電(dian)動(dong)(dong)汽(qi)車(che)保(bao)有(you)量將(jiang)達(da)到(dao)1.4億輛(liang)。華安(an)證券預(yu)(yu)測(ce),未(wei)來伴(ban)隨著動(dong)(dong)力(li)及儲能電(dian)池(chi)的大規模退(tui)役(yi),預(yu)(yu)計(ji)2030年(nian)退(tui)役(yi)電(dian)池(chi)量將(jiang)達(da)437GWh,可回(hui)收(shou)(shou)碳酸鋰(li)、磷酸鐵(tie)、硫酸鎳、硫酸鈷(gu)分(fen)別為(wei)23萬(wan)、39萬(wan)、346萬(wan)、27萬(wan)噸(dun),回(hui)收(shou)(shou)市場(chang)價值達(da)1695億元。
拋棄(qi)一(yi)根(gen)撬棍撬天下(xia)陋習,攻克智(zhi)能柔性拆解關鍵技(ji)術,深度開采鋰(li)鎳鈷城市礦(kuang)山
針(zhen)對退(tui)(tui)役電(dian)池(chi)(chi)包品牌型號的(de)(de)多(duo)樣性、退(tui)(tui)役狀態的(de)(de)不確定性等(deng)(deng)因素,格林美(mei)技(ji)術團隊基于大數(shu)(shu)據、人工(gong)(gong)智能、機器視覺等(deng)(deng)技(ji)術開發了(le)(le)退(tui)(tui)役動(dong)力(li)電(dian)池(chi)(chi)智能拆(chai)(chai)(chai)解(jie)成套解(jie)決方案。通(tong)過知(zhi)識(shi)圖譜的(de)(de)數(shu)(shu)據關系、多(duo)模態的(de)(de)數(shu)(shu)據表(biao)征信息(xi),構建了(le)(le)電(dian)池(chi)(chi)包特(te)征數(shu)(shu)據庫和(he)拆(chai)(chai)(chai)解(jie)工(gong)(gong)藝知(zhi)識(shi)庫,完成了(le)(le)深(shen)度(du)(du)學習目標檢(jian)測(ce)算法迭代優化(hua),實現(xian)了(le)(le)更快的(de)(de)檢(jian)測(ce)速度(du)(du)和(he)更準確的(de)(de)檢(jian)測(ce)效果,在行業內屬于首創。基于動(dong)力(li)電(dian)池(chi)(chi)柔性混流(liu)拆(chai)(chai)(chai)解(jie)系統架構,已研制并轉化(hua)為(wei)第一代年產5萬套電(dian)池(chi)(chi)包智能拆(chai)(chai)(chai)解(jie)產線,可(ke)(ke)兼(jian)容電(dian)池(chi)(chi)規格50種(zhong)以上(shang),整(zheng)包拆(chai)(chai)(chai)解(jie)效率(lv)超13件/小(xiao)(xiao)時(shi),單體拆(chai)(chai)(chai)解(jie)效率(lv)超440個(ge)/小(xiao)(xiao)時(shi),主(zhu)要部(bu)件無損拆(chai)(chai)(chai)解(jie)良(liang)品率(lv)98%以上(shang),拆(chai)(chai)(chai)解(jie)成本較現(xian)有國內市場主(zhu)流(liu)工(gong)(gong)藝下降20%,達到(dao)了(le)(le)世界領先水平。該裝備入選了(le)(le)2021年工(gong)(gong)信部(bu)等(deng)(deng)四部(bu)委聯合推(tui)薦(jian)的(de)(de)《國家工(gong)(gong)業資源綜合利(li)用(yong)先進(jin)適用(yong)工(gong)(gong)藝技(ji)術設備目錄》。自(zi)主(zhu)創新完成了(le)(le)CTP數(shu)(shu)字化(hua)除膠(jiao)產線的(de)(de)研發,目前可(ke)(ke)處理退(tui)(tui)役動(dong)力(li)電(dian)池(chi)(chi)包型號70余種(zhong)、膠(jiao)黏劑(ji)8種(zhong),開發解(jie)膠(jiao)劑(ji)6種(zhong),除膠(jiao)率(lv)100%。實現(xian)了(le)(le)數(shu)(shu)字智能無人化(hua)除膠(jiao)流(liu)程,實時(shi)安(an)環監(jian)測(ce),自(zi)動(dong)補(bu)液與循(xun)環回收利(li)用(yong)解(jie)膠(jiao)劑(ji)及機器人自(zi)動(dong)轉運。
圖(tu)4 格林(lin)美研發的退役動力電池智能柔性拆(chai)解產線
為(wei)突破柔性、快(kuai)速、高(gao)精度的(de)無(wu)損(sun)(sun)檢(jian)測(ce)(ce)與診斷分(fen)級技術(shu),研發(fa)了(le)基于混合功率脈沖特性(HPPC)及(ji)電化學阻抗譜(pu)(EIS)的(de)電池(chi)快(kuai)速診斷方法(fa),開(kai)發(fa)了(le)一(yi)(yi)套兼容(rong)(rong)24種多種類、高(gao)兼容(rong)(rong)、高(gao)精度的(de)容(rong)(rong)量(liang)預測(ce)(ce)系(xi)統設備和快(kuai)速分(fen)選(xuan)(xuan)(xuan)設備,實現了(le)健(jian)康狀態、一(yi)(yi)致性等電性能診斷偏(pian)差小于2%,熱(re)失控等安全隱患診斷偏(pian)差為(wei)0%,無(wu)損(sun)(sun)檢(jian)測(ce)(ce)分(fen)級效(xiao)率超(chao)過(guo)180個/h,分(fen)選(xuan)(xuan)(xuan)檔位超(chao)過(guo)10檔,該項技術(shu)入選(xuan)(xuan)(xuan)了(le)2023年(nian)工(gong)信部等四部委聯合推薦的(de)《國家工(gong)業資(zi)源綜合利用(yong)先進適用(yong)工(gong)藝技術(shu)設備目(mu)錄》。目(mu)前(qian),已(yi)完成30款(kuan)以上梯(ti)(ti)次利用(yong)產(chan)品,規模超(chao)7GWh/年(nian),研發(fa)的(de)梯(ti)(ti)次利用(yong)電池(chi)包在中(zhong)聯重科(ke)、山河智能、中(zhong)力(li)叉車、三(san)一(yi)(yi)機器人等企業得到充分(fen)認證,其(qi)中(zhong)高(gao)空作業平(ping)臺產(chan)品市場占(zhan)有率23.5%,產(chan)品安全性、穩(wen)定性強,質量(liang)優(you)異(yi),達到國內先進水(shui)平(ping)。
圖5 格林美研(yan)發的高兼容性退役電(dian)池智能(neng)快(kuai)速分選系統
針對目(mu)前廢舊動(dong)(dong)力(li)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)高(gao)(gao)效回收(shou)(shou)(shou)分選(xuan)過程中(zhong)存(cun)在的(de)放(fang)電(dian)(dian)難(nan)、銅鋁氧化(hua)嚴重(zhong)及(ji)黑(hei)(hei)粉與銅鋁難(nan)分離(li)的(de)問題(ti),通(tong)過開發浸沒式連(lian)續放(fang)電(dian)(dian)技術(shu)及(ji)設備(bei)、可(ke)控(kong)氧含量精細化(hua)分選(xuan)技術(shu)和低(di)溫干燥(zao)回收(shou)(shou)(shou)隔膜技術(shu)進行廢舊動(dong)(dong)力(li)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)回收(shou)(shou)(shou)分選(xuan)工藝(yi)的(de)全面升級(ji),為(wei)廢舊動(dong)(dong)力(li)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)安全高(gao)(gao)效高(gao)(gao)質的(de)回收(shou)(shou)(shou)利用提供技術(shu)保障,實現了廢舊動(dong)(dong)力(li)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)無害化(hua)、資(zi)源(yuan)(yuan)化(hua)、高(gao)(gao)效化(hua)回收(shou)(shou)(shou)利用。其中(zhong),黑(hei)(hei)粉回收(shou)(shou)(shou)率(lv)99%,黑(hei)(hei)粉中(zhong)銅鋁含量低(di)于1%;鈷鎳錳等(deng)金(jin)屬(shu)回收(shou)(shou)(shou)率(lv)不低(di)于99%,鋰回收(shou)(shou)(shou)率(lv)可(ke)達(da)92%,電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)級(ji)碳酸鋰純度可(ke)達(da)99.6%以上(shang)。以技術(shu)創新手段(duan)實現了電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)廢料轉化(hua)為(wei)高(gao)(gao)端材料,兌現了習總(zong)書記囑托的(de)“把垃圾資(zi)源(yuan)(yuan)化(hua),化(hua)腐朽為(wei)神奇(qi)既是(shi)科學(xue)也是(shi)藝(yi)術(shu)”。本項(xiang)目(mu)落地后,年(nian)回收(shou)(shou)(shou)10萬(wan)噸(dun)報廢動(dong)(dong)力(li)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)綜合回收(shou)(shou)(shou)及(ji)循(xun)環(huan)再(zai)生,可(ke)實現4萬(wan)噸(dun)有價金(jin)屬(shu)的(de)資(zi)源(yuan)(yuan)循(xun)環(huan),形(xing)成年(nian)產值50億元的(de)經濟增長。
踐行綠色(se)低碳發展(zhan)使命(ming),推動新能源從綠色(se)到綠色(se)
2023年(nian)2月,梅賽德(de)斯-奔馳全(quan)(quan)球發布(bu)與(yu)格(ge)林美(mei)、寧(ning)德(de)時代共同(tong)建立具有全(quan)(quan)球影(ying)響(xiang)力的新能(neng)源戰略(lve)合(he)作伙伴關系,打造(zao)“車企—電池(chi)企業(ye)—回收(shou)利用(yong)企業(ye)”上(shang)下游(you)(you)動力電池(chi)閉環回收(shou)體系,積極探索動力電池(chi)回收(shou)利用(yong)先(xian)進技術和商(shang)業(ye)合(he)作新模式,迄(qi)今為止格(ge)林美(mei)已與(yu)行業(ye)上(shang)下游(you)(you)750余(yu)家企業(ye)達成合(he)作意向,推動世界新能(neng)源汽車產(chan)業(ye)從“制造(zao)綠色”到“綠色制造(zao)”。
圖6 奔馳發布(bu)與格(ge)林美、寧(ning)德時代戰(zhan)略(lve)合作伙(huo)伴關(guan)系
格林(lin)美(mei)積極(ji)響應歐盟電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)法、電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)護照等政策(ce),將其作(zuo)為提(ti)升(sheng)產(chan)業質量的(de)(de)(de)(de)重要(yao)舉措。截止目前,格林(lin)美(mei)已(yi)建成國(guo)內領先(xian)的(de)(de)(de)(de)軟(ruan)硬(ying)件(jian)設(she)備設(she)施,建成電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)產(chan)品(pin)追溯平臺建設(she),旗下(xia)子公司武(wu)漢動力(li)再生檢(jian)測中(zhong)心于2023年(nian)4月獲(huo)得(de)國(guo)家(jia)認證認可監督管理委(wei)員會頒發(fa)的(de)(de)(de)(de)CNAS證書(shu),2023年(nian)2月被工信部認定為“國(guo)家(jia)綠色供應鏈管理企業”。同時,格林(lin)美(mei)積極(ji)推進零碳(tan)園(yuan)區(qu)試(shi)點建設(she)工作(zuo),打造的(de)(de)(de)(de)零碳(tan)示范園(yuan)區(qu)于2022年(nian)獲(huo)得(de)碳(tan)中(zhong)和證書(shu),磷酸鐵鋰黑粉(fen)、三元電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)黑粉(fen)以(yi)及梯(ti)次利(li)用(yong)鋰離子電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)均獲(huo)得(de)產(chan)品(pin)碳(tan)足(zu)跡證書(shu)。近10年(nian)以(yi)來,格林(lin)美(mei)充分發(fa)揮廢棄物資源綜合利(li)用(yong)對減污降碳(tan)目標實現的(de)(de)(de)(de)協同作(zuo)用(yong),回收報廢汽車(che)和退役動力(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)碳(tan)減排累計超過100萬噸。
圖(tu)7 零碳工廠碳中(zhong)和宣(xuan)告核(he)證聲明
未來,格林美將開(kai)啟全球化(hua)布(bu)局(ju),按照“領先(xian)中國(guo)、領跑世界”的全球戰略目(mu)標全速發展(zhan),通過技術升級實現動力電池回(hui)收利(li)用30萬噸,力爭2025年實現動力電池回(hui)收全價值鏈的布(bu)局(ju),強化(hua)行業領先(xian)地位,建成覆蓋全球范圍最大(da)規(gui)模(mo)的動力電池回(hui)收利(li)用基地,為(wei)構建循環型(xing)社(she)會和遏制溫室氣體效應做出中國(guo)企業的貢獻,成為(wei)踐行綠(lv)色低碳發展(zhan)的世界先(xian)進企業代表(biao),推動行業向(xiang)智(zhi)能化(hua)、數字化(hua)、高值化(hua)方向(xiang)發展(zhan)。
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