在9月14日“全球化新市場專題論壇七:全球汽車產(chǎn)業(yè)、政策動向與市場開拓”中,蘇州博萃循環(huán)科技有限公司首席技術(shù)官(CTO)、萃星(安徽)循環(huán)科技有限公司董事劉剛鋒發(fā)表題為“動力電池回收產(chǎn)線全球進(jìn)展簡述”的演講。

蘇州博萃循環(huán)科技有限公司首席技術(shù)官(CTO)、萃星(安徽)循環(huán)科技有限公司董事 劉剛鋒
以下為演講實(shí)錄:
大家早上好,我是來自博萃循環(huán)的劉剛鋒,可能會場上的車企比較多,我們是在動力電池行業(yè)的末端的電池回收技術(shù)公司,可能從技術(shù)上專業(yè)相關(guān)性不是特別強(qiáng),所以我基本會做一個(gè)粗略介紹。
我們這個(gè)行業(yè)一直是做冶煉行業(yè)的,由冶煉開始做成材料,從材料最后做到電池,電池做到車上去,我們也是為后面服務(wù)的。從背景來看也就是行業(yè)的快速發(fā)展,動力電池的發(fā)展速度很快,近十年全球動力電池企業(yè)前10名大概有7個(gè)都是中國的。
鋰離子電池是我國最早發(fā)明的,之前諾貝爾獎(jiǎng)獲得者大多是美國人和日本人,基本上在美國發(fā)明,日本把它做了產(chǎn)業(yè)化,中國把它做成又便宜又好的東西,現(xiàn)在全球的鋰離子電池這方面從產(chǎn)業(yè)到價(jià)格到供應(yīng)鏈都是中國占主導(dǎo)地位。
從價(jià)格來看,鋰離子電池其實(shí)在近十年內(nèi)制造價(jià)格成本通過控制產(chǎn)業(yè)鏈,通過制造加速幾乎是原來的1/8。從我們搞冶煉的人來看電池的成本越來越接近于元素的成本,就是以后的電池越來越按斤來稱了,這是中國的高科技能力。
從發(fā)展來看,我們現(xiàn)在慢慢從百GWh進(jìn)入到GWh時(shí)代,但是如果以后全部做能源更換就是把儲能全部演變成儲能的鋰離子電池應(yīng)用和全球的動力電池應(yīng)用,包括船、飛機(jī)應(yīng)用之后不光是GWh,可能是幾十GWh的時(shí)代。
如果是從循環(huán)利用和資源需求來看,動力電池回收慢慢會成為從補(bǔ)充角色到并駕齊驅(qū)的角色。其實(shí)對我們干冶煉行業(yè)的人來講,也是有先例的,現(xiàn)在貴金屬主要就是PGM,70%是來自于回收,30%是來自于礦山。
目前,很多國家都特別重視電池回收產(chǎn)業(yè),我們基本上比較關(guān)注回收的就三大市場:中國、北美、歐洲。北美是比較有意思的,基本上是資本驅(qū)動型,其實(shí)現(xiàn)在還沒有這么大的產(chǎn)業(yè),也沒有這么大的需求,相關(guān)企業(yè)僅從一些概念、思想和PPT就能融到很多錢。第一家是Redwood,它是北美動力電池行業(yè)最大的,它的創(chuàng)始人是特斯拉的CTO,基本上從特斯拉出來之后就融了很多錢做電池回收的公司,他最后的理想是在礦山以外的開采,在北美實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵金屬材料的循環(huán)和材料供應(yīng),配套北美或者全球的新能源行業(yè)的發(fā)展。LiCycle是另外一家很快得到融資也很快上市,但是由于它的步子太快,同時(shí)技術(shù)路線選擇有些偏頗,現(xiàn)在已經(jīng)在破產(chǎn)的階段。還有其他比如AE原來叫BR,我在七八年前他們在第一輪、第二輪融資的時(shí)候技術(shù)就做過考察和對接。基本上這些公司都是以資本驅(qū)動型快速拿到融資,建立產(chǎn)線,搞通市場的模式。
美國現(xiàn)在已經(jīng)意識到后期在新能源發(fā)展的時(shí)候不光是技術(shù)的問題,還有關(guān)鍵的核心資料、核心原料提供的問題。而新能源發(fā)展這么快,從這么多年來看,我們從原礦冶煉、材料到電池到電動車,后面到報(bào)廢之后,快速發(fā)展之后就出現(xiàn)了一系列問題。第一,可不可持續(xù)?我原來做鋰行業(yè)有一個(gè)大的變化特別印象深刻,碳酸鋰的價(jià)格由6萬元直接在一年半之間漲到了60萬,這樣金屬鋰的價(jià)格已經(jīng)變成的接近290萬/噸,接近3元/克,這和銀的價(jià)格差不多了。我原來在上家企業(yè)拿著一百公斤和幾十公斤的碳酸鋰到外面測試包括送樣品都很簡單,后面管控就很嚴(yán)格了,你不能拿著一百公斤,一百公斤里面含有幾十公斤的鋰,這都是幾十公斤的銀,不能隨便送出去的,這個(gè)價(jià)格已經(jīng)成這樣了。
其實(shí)從我們行業(yè)來看,它從6萬變到60萬根本沒有在生產(chǎn)成本上有變化,只是市場供需的變化和資本炒作的結(jié)果,其實(shí)它從礦山生產(chǎn)或者從鹽湖來生產(chǎn)成本上沒有任何變化。那就說明一個(gè)問題,新能源快速發(fā)展時(shí),前面的礦端是否能夠快速提供足夠資源支撐這個(gè)行業(yè)快速發(fā)展。
可持續(xù)問題就是關(guān)鍵基礎(chǔ)資源是否能滿足行業(yè)發(fā)展?從資源端、制造端來看,我們做新能源就是為了碳減排,但是做新能源的時(shí)候其實(shí)產(chǎn)生了大量的碳,你是為了減碳又制造了很多碳,制造過程中算大賬到底是減排了還是增加了碳排放?最后一個(gè)問題,等它報(bào)廢之后產(chǎn)生大量的物質(zhì)怎么處置?這里面就涉及合規(guī)、安全和環(huán)保的問題。所以從這個(gè)角度,回收就是非常有必要和重要的事情。
這就是剛才我們說的對關(guān)鍵礦山的資源,從原來的能源石油和天然氣,最后以電力資源為需求,其實(shí)對于關(guān)鍵金屬(銅、鋰、嵲、鈷、錳)這些金屬的需求逐步上升,到底怎么去做,礦山怎么去做其實(shí)是全行業(yè)的問題。
在新能源制造過程中產(chǎn)生大量的碳,很多人都在置疑發(fā)展新能源是不是能夠降碳。在歐洲有一個(gè)報(bào)告是從全生命周期來看新能源汽車是不是減碳:以沃爾沃XC40的電動版和汽油版來測算,其實(shí)最后減不減碳,在車的制造過程中新能源汽車因?yàn)橹圃炝擞昧穗姵兀詮牡V山開采冶煉到材料制造,整個(gè)碳排放算出來比較燃油車是高,但是使用過程中看生命周期是減碳的,但是取決于你的電網(wǎng)里的碳含量,這就是歐洲、美國特別是歐洲碳關(guān)稅的問題,你電網(wǎng)里每度電含的碳和歐洲電網(wǎng)里每度電含的碳他們認(rèn)為不一樣,當(dāng)然后面牽涉到收稅的問題,也是政治和經(jīng)濟(jì)競爭的問題。但如果我們這樣去核算,如果用電動車并且用綠色的電肯定是減碳。但這只是歐洲的一種測算,最后的測算標(biāo)準(zhǔn)這全球能不能互認(rèn)?最后碳關(guān)稅能不能執(zhí)行還是需要很長的周期。
由此,各個(gè)國家做了很多法律法規(guī),時(shí)間有限不一一展現(xiàn)。包括美國做的國家鋰電連圖、通脹方案,這是很多年的,它要求也是相當(dāng)于想做本土化。包括美國做的鋰離子電池回收規(guī)劃,其實(shí)是配合它的鋰離子。電池制造的規(guī)劃里有很多。歐洲就比較系統(tǒng),開始從政策到協(xié)議到計(jì)劃,再到法案,歐洲法律是比較完整的過程,包括一系列的測算和一系列法律執(zhí)行,然后慢慢生效。其實(shí)歐洲從法律法規(guī)再做了回收產(chǎn)能的規(guī)劃,包括我們自己也會在歐洲投一家電池回收公司,進(jìn)行全生命周期的核算過程,甚至對以后進(jìn)入歐洲電池的回收材料要求都有,包括電池鋰的回收率包括廢舊電池的回收率和材料水平,包括車?yán)镉玫膹U舊電池的廢舊材料是多少比例都有要求,當(dāng)然有些公司已經(jīng)提前實(shí)現(xiàn)了。比如蘋果公司的電池在宣稱它的大部分的電池嵲鈷錳都是來自于回收料,因?yàn)榘瓷鐣?zé)任或者向前邁進(jìn),當(dāng)然也有足夠的利潤支撐。在我們這個(gè)行業(yè)有時(shí)候能看到回收同樣的嵲鈷要比礦山料貴,其實(shí)它就是合規(guī)成本。
再是碳關(guān)稅。我們也對所有歐美法律進(jìn)行過分析,前天的幾個(gè)專家報(bào)告說過,其實(shí)也就兩大訴求:一是加強(qiáng)本土供應(yīng)。就是如何把我的關(guān)鍵資源和金屬能控制在本土,我的產(chǎn)業(yè)鏈不受別人控制。二是提高合規(guī)要求。當(dāng)然我們認(rèn)為它的所有合規(guī)要求也是提升自己的競爭力。我們專門做了大的分析在我們公司的公眾號上,大家如果有興趣也可以看這篇文章。
所以法律法規(guī)制定方面,博萃認(rèn)為后面如果有新能源汽車、電池想進(jìn)入歐洲和美國市場,我們從政策建議和合規(guī)方面會提供一些支持,包括現(xiàn)在頭部公司的碳核算也是由我們公司來做。
由此我們也做了一些實(shí)例,博萃核心還是技術(shù)公司,為動力電池提供產(chǎn)線技術(shù)、裝備包括回收產(chǎn)線建設(shè)。
電池從小到大當(dāng)然也有從大到小各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用,我們現(xiàn)在做合資的一家公司叫萃星循環(huán)和一家電廠合資,其實(shí)是專門回收二手車電池的企業(yè),它有一定專業(yè)性,和每家電池的材料、大小、回收體系都不一樣,所以技術(shù)上有共通性,但也有很大不同。而報(bào)廢電池可能是多元化的,有的是完整報(bào)廢,我們認(rèn)為它最終還是要做回收,有的是過程中的失事或者測試的電池,還有現(xiàn)在行業(yè)流行的是過程生產(chǎn)的物料,比如極片、卷芯。其實(shí)我們在歐洲的客戶碰到最大的問題是他們有大量的報(bào)廢生產(chǎn)過程料,什么原因?是因?yàn)樗麄冏龅碾姵貜S技術(shù)不成熟,報(bào)廢又太高,他需要把生產(chǎn)過程中的不合格品資源化,這都是回收中的問題。
我們也舉了一些礦山的例子,他們主要是做資源把控。在回收行業(yè),比較成功的是寧德時(shí)代和邦普的結(jié)合,寧德時(shí)代收購邦普之后,邦普幫寧德做電池回收產(chǎn)業(yè),同時(shí)給寧德期待提供關(guān)鍵金屬電池材料包括正極材料。其實(shí)寧德時(shí)代在國內(nèi)能實(shí)現(xiàn)自己物料里的電池循環(huán),當(dāng)然能實(shí)現(xiàn)的是生產(chǎn)過程的邊角料就是自己廠內(nèi)的廢料和從礦山買的金屬最后做到材料循環(huán),但是寧德時(shí)代自己報(bào)廢的電池還沒有到它的循環(huán)體系內(nèi)。
我們認(rèn)為行業(yè)鋰離子電池回收比較像貴金屬回收一樣,其實(shí)最后要實(shí)現(xiàn)的商業(yè)閉環(huán),我對貴金屬行業(yè)比較了解,以我的老東家賀利氏舉例子。賀利氏做貴金屬,當(dāng)時(shí)公司提的概念是提供服務(wù),我是給我的貴金屬需要方提供我所有服務(wù),包括提供貴金屬核心材料比如催化劑,貴金屬催化劑報(bào)廢之后的回收業(yè)務(wù),第三還可以做貴金屬貿(mào)易,我們只是在貴金屬循環(huán)中給它提供完整服務(wù),達(dá)到客戶價(jià)值的提升和自己利潤的收獲。我們認(rèn)為回收行業(yè)也像貴金屬行業(yè)一樣給車企和電池廠提供完整的閉環(huán)服務(wù)的過程。
由此,我們分析全世界的電池回收技術(shù)路徑有哪些,基本上分為三類。一類是火法回收。現(xiàn)在國內(nèi)用的是90%以上都是濕法回收,和最近產(chǎn)業(yè)化比較接近的叫直接修復(fù)技術(shù),它的核心原理還是根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈的過程從精煉,到電池材料到動力電池,然后根據(jù)物料的不同和各國法律法規(guī)的不同采取的工藝。火法工藝基本上在中國沒有用,因?yàn)檎麄€(gè)設(shè)備投入比較高,需要的原料穩(wěn)定性、長久性比較強(qiáng)。基本上現(xiàn)在只有在歐洲優(yōu)美科在用這個(gè)技術(shù),因?yàn)樗幸粋€(gè)比較新的火法演練樓可以吃各種廢棄物,它只是把廢棄物冶煉之后得到各種金屬的核心,下一步還要做濕法冶煉,這有它獨(dú)特的門檻。行業(yè)做測算都是認(rèn)為火法冶煉的碳是含量是比較高的,就是在生產(chǎn)過程產(chǎn)生比較多,但是在歐洲碳計(jì)算時(shí)優(yōu)美科提出我們在火法演練過程中它的電解液、隔膜包括石墨石焚燒的這些東西不能算為碳,是他們降碳的作用,所以大家還在爭論這個(gè)事。但從技術(shù)實(shí)驗(yàn)來看,我們并認(rèn)為它是一個(gè)很好的路徑,因?yàn)楣に嚶肪€比較長,設(shè)備投入也比較高。
國內(nèi)基本上會用到第二個(gè)路線就是濕法冶煉,拆解得到再加濕法。拆解的時(shí)候把所謂的各個(gè)物質(zhì)進(jìn)行分離得到黑粉,濕法冶金是用黑做中各種關(guān)鍵的金屬材料,比如碳酸鋰、硫酸嵲、硫酸鈷,然后給電池廠做電池材料,這在國內(nèi)90-95%都是用這個(gè)工藝。好處是分離金屬純度較高,路線相對較短,生產(chǎn)比較靈活,可以用小批量也可以大批量。
另外是針對電池生產(chǎn)過程的邊角料現(xiàn)在有直接修復(fù)技術(shù),有的是正極材料直接修復(fù)到正極材料,負(fù)極材料修復(fù)到負(fù)極材料,按照車規(guī)級的要求還導(dǎo)不到車上去,基本上會降低使用,比如二輪車、小型儲能。后期肯定是在產(chǎn)業(yè)化不斷應(yīng)用過程中,一是提質(zhì)是否能到車規(guī)級使用,二是真正以后報(bào)廢的電池能不能做修復(fù)然后從正極材料回到正極材料,這從科研技術(shù)研發(fā)來做,但是產(chǎn)業(yè)化還是比較遠(yuǎn)。
所以整個(gè)回收中存在一系列的問題,我們現(xiàn)在所有的技術(shù)和裝備大部分來自于原來礦山冶煉的所有技術(shù)特別是冶煉中,冶煉基本上借用我們原來礦山冶煉的企業(yè)所有的濕法冶金及萃取體系,只是把電池黑粉作為原材料進(jìn)行原來產(chǎn)線的適配,但過程中還有很多技術(shù)問題和工藝問題需要解決。
國萃從技術(shù)開發(fā)到工藝設(shè)計(jì)到裝備到運(yùn)營服務(wù)都會提供,我們還做了一系列東西,可能我們行業(yè)的人比較熟,從我們的移動式破碎裝置到濕法冶金工藝的實(shí)現(xiàn)包括提鋰的技術(shù)。行業(yè)前幾年鋰(價(jià)格)比較高的時(shí)候大家特別關(guān)注提前提鋰,因?yàn)榇蠹以瓉矶际窃诤蠖颂徜嚕驗(yàn)閸遭挼膬r(jià)格比較高,鋰到最后濃度雖然低一些,但是優(yōu)先把嵲鈷拿下來之后更符合經(jīng)濟(jì)原理。但后面鋰價(jià)格比較高的時(shí)候,他們對鋰的回收率要求由原來的70%變成90%多,做到優(yōu)先提鋰。其實(shí)和價(jià)格相關(guān),為什么大家一直提鋰的回收率,現(xiàn)在歐美也只要求到50%多,而中國已經(jīng)做到92%、93%,95%、98%能不能做到?其實(shí)從化工和冶金原理能做到,但是從經(jīng)濟(jì)賬來算是做不到的,意義不大。做回收率有一個(gè)概念就是經(jīng)濟(jì)可行性的回收率,如果犧牲成本去做回收率99%也能做到,99.5%也能做到,只提回收率我們認(rèn)為是偽科學(xué)。
我們自己做都是在自己的實(shí)驗(yàn)室做小實(shí)驗(yàn),自己有中試基地去做中試測試,做完中試之后再產(chǎn)業(yè)化推廣。國萃從2019年成立,2020年做研發(fā),2021年第一條給行業(yè)提供完整的新的技術(shù)產(chǎn)線,我們有自己的特殊藥劑,這個(gè)藥劑是循環(huán)使用的萃取劑,可以把原來的4步萃取法變成一步,直接嵲鈷錳共萃,只把嵲鈷錳拿出來收益率在99.5%,并且保持電池級的純度,下一步直接制備前驅(qū)體,這已經(jīng)國內(nèi)的頭部企業(yè)完全工業(yè)化實(shí)現(xiàn)了。
這是我們當(dāng)時(shí)做的中試線的情況。
現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)由于從三元變成磷鐵路線之后,大家對磷鐵的關(guān)注度非常多。我入行是做鋰電池回收從2016年開始,90%的人關(guān)注都在三元。2022年、2023年之后風(fēng)頭劇變,大家都開始關(guān)注磷鐵回收,核心是磷鐵使用量特別大,二是如果前期的磷鐵回收所有工藝技術(shù)只做鋰的回收,就算鋰的回收達(dá)到95%,但是整個(gè)電池的回收率是比較低的,因?yàn)殇囍徽颊麄€(gè)電池的3-4%。它的核心成分里的磷和鐵怎么回收或者怎么產(chǎn)品化是比較困難的問題,包括后面的石墨,當(dāng)然銅鋁和外殼其實(shí)已經(jīng)能做回收了。我們也開發(fā)了一個(gè)技術(shù),除了能做鋰的回收,也做磷鐵的回收,這在國內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)中試了。在國內(nèi)核心產(chǎn)業(yè)化比較難的是經(jīng)濟(jì)問題,因?yàn)閲鴥?nèi)磷鐵是大工業(yè)生產(chǎn),價(jià)格相對便宜穩(wěn)定。但我們在歐洲已經(jīng)推出一條工業(yè)化產(chǎn)線,因?yàn)闅W洲的法律要求,你的回收率是要考慮你的全產(chǎn)能回收率,也就是整個(gè)電池的減重,要求回收率比如70%要求電池里所有成分的70%進(jìn)行回收,如果達(dá)不到不光是經(jīng)濟(jì)問題,還有法律法規(guī)合規(guī)的問題,所以這個(gè)技術(shù)在歐洲也在實(shí)現(xiàn),在國內(nèi)慢慢在做,我知道有些頭部企業(yè)在它的閉環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)用回收把極線做成回收的磷酸鐵,回收的磷酸鐵已經(jīng)做成磷酸鐵鋰,但不是百分百復(fù)用,基本上還會摻用。這也是我們認(rèn)為后期在磷酸鐵鋰電池大量報(bào)廢之后的核心技術(shù)和工藝。
我們也做了一些修復(fù)技術(shù),在正極材料已經(jīng)在我們的合作方討論了兩三年,電池性能和新的電池性能基本接近。同時(shí)我們公司做的國外市場比較多,主要是歐洲和美國,除了在工藝設(shè)計(jì)上、法律法規(guī)和經(jīng)濟(jì)條件、供應(yīng)鏈不同,其實(shí)工藝也有很多變化,另外裝備上我我們最大的做法就是模塊化。我們比較過工程量,在中國整個(gè)產(chǎn)線和安裝比例基本上9:1,但是海外很多國家的安裝費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用基本是5:5,所以歐美這些國家的電工或者施工過程費(fèi)用非常高。所以我們的做法是在國內(nèi)做成撬塊(音),后面在國內(nèi)做萬水測直接拉出去在海外進(jìn)行拴接,這樣從成本和效率上都會提高很多,我們在歐美已經(jīng)提供了一條撬快化的濕法冶金產(chǎn)線,現(xiàn)在已經(jīng)調(diào)試交付完成。
因?yàn)樾袠I(yè)剛起步,來咨詢的人特別多,我們認(rèn)為在剛?cè)胄谢蛘哐a(bǔ)知識的需求特別多,所以我們就出了一些書包括英文的和中文的藍(lán)皮書,英文這一版去年還獲得了維尼中國圖書獎(jiǎng),全國也就6本,在新能源行業(yè)這本書也在全球銷售前十。我們后期也是給全世界做了很多標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)樽畲蟮牟煌歉鱾€(gè)國家對整個(gè)回收的目標(biāo)趨勢不一樣,有的國家更重視經(jīng)濟(jì)效益,有的要碳,有的是環(huán)保和安全,大家是不是能把法律法規(guī)拉齊,國萃就開展了一系列國際標(biāo)準(zhǔn)的制定。