Batteries, Recycling and the Environment
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自上世紀90年代初開始商用化以來,鋰離子電池的使用越來越廣泛。如今,從筆記型電腦、行動電話,到電動汽車、儲能設備,鋰離子電池幾乎無處不在。
在達到電池使用的壽命後,隨之而來的,是廢棄鋰離子電池數量,以驚人的速度增加。有研究預測,到2030年,全球報廢的鋰離子電池,將達到1100萬噸以上。
在達到電池使用的壽命後,隨之而來的,是廢棄鋰離子電池數量,以驚人的速度增加。有研究預測,到2030年,全球報廢的鋰離子電池,將達到1100萬噸以上。
2月18日是美國的全國電池日,許多美國人會換掉家裡舊電池,送到回收中心。而為慶祝這一非官方節日,美國能源部宣佈,正式啓動阿貢國家實驗室電池回收研發中心建設,同時啓動鋰離子電池回收獎項目,以推動鋰基電池中,關鍵材料的回收。美國為何選擇在此時,佈局廢舊鋰離子電池回收呢?
美電動車電池退役在即,廢舊電池回收率不足
目前,美國廢舊鋰離子電池的回收率不足5%,這一問題若不能得到有效解決,無論是對民眾身體健康,還是對自然生態環境,都將造成不良影響。
因此,借助美國的電池日契機,美能源部在阿貢國家實驗室設立電池回收研發中心,意在開發具有成本效益優勢的回收工藝,以盡可能多地從廢舊鋰離子電池中,回收鋰、鈷等有價值材料。
而啓動鋰離子電池回收獎項,旨在鼓勵美國企業,就廢舊鋰離子電池的收集、儲存、運輸,以至最終的回收利用,尋找創新的解決方案。
能源部將為該獎項提供總計550萬美元的獎勵資金。
因此,借助美國的電池日契機,美能源部在阿貢國家實驗室設立電池回收研發中心,意在開發具有成本效益優勢的回收工藝,以盡可能多地從廢舊鋰離子電池中,回收鋰、鈷等有價值材料。
而啓動鋰離子電池回收獎項,旨在鼓勵美國企業,就廢舊鋰離子電池的收集、儲存、運輸,以至最終的回收利用,尋找創新的解決方案。
能源部將為該獎項提供總計550萬美元的獎勵資金。
能源部希望,透過研發中心和回收獎兩個項目,推動新技術開發,最終達到能從廢舊電池中,回收90%關鍵材料的目標,以減少美國在鋰、鈷等關鍵電池材料方面,對外國的依賴。
有鑒於全球對鋰電池原料需求不斷攀升,為了因應潛在供應短缺的風險,促使美國政府著手發展回收電池技術,透過回收電動車、手機等裝置的鋰電池,盼能取得更穩定,且可靠的原料來源。
美國能源部宣佈,在國家安全考量下,將斥資1,500萬美元,在芝加哥附近的阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory)展開三年的研發計畫。
此研究案將結合阿貢、橡樹嶺國家實驗室、國家再生能源實驗室及數家大學之力,合作開發最新技術,希望趕上中國在製造與回收鋰電池的實力。
此研究案將結合阿貢、橡樹嶺國家實驗室、國家再生能源實驗室及數家大學之力,合作開發最新技術,希望趕上中國在製造與回收鋰電池的實力。
美能源部旗下的能源效率,和再生能源辦公室官員西蒙斯表示,美國仰賴他國供應鋰、鈷、鎳、石墨等金屬,以及電池成品,實在不利於國家安全,因為這些來源國之中,有些並非親密盟友。
鋰鹽主要產於少數南美、非洲國家以及澳洲,鈷礦則大多來自剛果。近期與美國貿易關係緊張的中國,則是鋰電池的生產重鎮,中國已積極回收電池以取得鋰原料,減少對鋰原料的進口依賴。
鋰電池需求持續增加,也是美政府投入研發回收技術的原因。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,美國車廠未來十年大舉投入打造電動車,加上目前電動車電池也接近使用年限,因此美能源部認為現在是展開電池回收的時機。
史班根柏格說:我們進行過很多分析,如果不進行回收,我們的材料將會用盡。如果我們能從回收材料取得穩定供應源,這將大幅降低風險。
Creation Inn雇問、鋰電池產業研究員梅林(Hans Eric Melin)表示,在美國回收鋰電池實在沒道理,她表示:當地無法使用這些材料,除非你要賣到中國,因為那裡才是電池生產地。
那麼,賣到中國會有人要嗎?
中國電池回收利用佈局早,美入局難
在電池回收利用方面,中國走在了美國前面。
為解決好新能源汽車動力蓄電池回收利用問題,工業和資訊化部會同有關部門,於2018年組織中國鐵塔股份有限公司等,展開動力蓄電池梯次利用,發揮動力蓄電池回收,利用主幹道作用,在商業模式建構、關鍵技術研發、標準規範研究,及資訊化平台建設等方面加強創新。
長期以來,鐵塔公司的基地台備用電源,主要使用鉛酸電池,每年採購鉛酸電池約10萬噸。鐵塔公司於2015年開始,陸續在12個省市3000多個基地台,展開梯次利用電池,替換鉛酸電池試驗,充分驗證了梯次利用安全性和技術經濟性可行。
近期,鐵塔公司宣佈,停止採購鉛酸電池,大力推廣鋰電池梯次利用。鐵塔公司加快基地台梯次利用示範推廣,2018年已停止採購鉛酸電池,統一採購梯次利用電池。
截至2018年底,已在全國31個省市約12萬個基地台,使用梯次電池約1.5GWh,替代鉛酸電池約4.5萬噸。鐵塔公司與中國一汽、上汽集團等11家汽車生產企業合作,規劃建構回收管道,並在上海、湖北、廣東等區域率先實施;與再生利用企業合作,優化退役動力蓄電池電池,回收利用流程,確保報廢梯次利用電池的集中回收,和無害化處置。
此外,鐵塔公司推動產學研用合作,牽頭行業突破了電池成組、容量綜合評估等,一批梯次利用關鍵技術,統一了電池管理系統通信介面及協議要求,推進梯次利用的智混化和標準化。
企業形成了《梯次電池產品技術規範書》《梯次電池包裝、運輸及倉儲管控要求》等相關技術規範,牽頭制訂行業標準《通信基地台梯次利用車用動力電池的技術要求與試驗方法》,填補中國通信行業梯次利用技術規範空白,引領梯次利用技術進步。
鐵塔公司已經發揮了重要的示範帶動作用。據鐵塔公司規劃,2019年其將繼續擴大梯次利用電池使用規模,預計應用梯次利用電池約5GWh,替換鉛酸電池約15萬噸,預計可消納退役動力蓄電池超過5萬噸。
在17個省市地區建設回收服務網點150個,併發展備用電源綜合解決方案等多種應用模式,突破殘值評估、快速檢測等一批關鍵共性技術,健全優化技術標準規範體系。
在17個省市地區建設回收服務網點150個,併發展備用電源綜合解決方案等多種應用模式,突破殘值評估、快速檢測等一批關鍵共性技術,健全優化技術標準規範體系。
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