文 | 李沛
编辑 | 徐喆
在低碳、零碳的未来生活图景中，以锂离子电池为代表的电化学储能系统，无疑已成为不可或缺的基本构成要素。然而锂电池全生命周期的碳足迹与环境足迹究竟是不是“真环保”，多年来也始终是一个存在争议的话题，主要原因在于稀有矿物开采、材料加工和电芯制造环节的高耗能与高污染。
时至今日，依然有不少学者和组织在渲染这一问题，相关讨论甚至有意无意在被引导向潜在的贸易壁垒，例如与欧洲汽车产业关系密切的ESG智库Carbone 4，就曾在去年发布报告称，由于使用火电和艾奇逊炉等高能耗工艺，中国生产的锂离子电池碳足迹会是法国产品的三倍，搭载法国动力电池的汽车在使用两年半之后就可以实现净减碳效益，而搭载中国制动力电池的汽车则需要六年方能达到临界点，该报告还暗示，欧盟监管机构“长期目标是禁止高碳足迹电池并推广低碳电池”。
无论是出于应对歧视性政策风险的需要，还是主动践行高质量发展，我国锂电产学研用共同体对碳足迹问题都给予了越来越大的重视，而从全生命周期视角看，电池回收无疑是实现锂电绿色化的关键抓手。
上海理工大学全生命周期电池管理联合研究中心的一份论文，就指出传统从摇篮到坟墓的生命周期评估（LCA）开环方法不适用于锂电行业，并提出了从摇篮到摇篮的闭环方法学，即将废旧电池梯次利用与材料回收纳入碳排放计量，针对典型NCM811电池的研究表明，湿法和物理法回收可以大幅度降低全周期碳排放，其中利用物理法回收原材料生产电池，绕过了高污染高能耗的原料开采和材料精炼环节，碳排放量最高可以降低约51.8%，如果再叠加绿电的深度使用，2050年和2060年电池生产碳排放量将有望分别减少75%和84.9%。
由于显著的正外部效应，各主要经济体相继出台法律法规，对电池回收提出了明确要求，如今年正式生效的欧盟新电池法就规定，从2031年开始，新上市锂电池必须采用一定比例的回收材料，最低门槛是镍6%、钴16%、铅85%、锂6%，这一强制性比例要求此后还将不断调高，到2036年分别增至镍15%、钴26%、铅85%、锂12%。
作为被监管方的锂电厂商，也正加速拥抱这一趋势，在今年的达沃斯论坛上，宁德时代创始人曾毓群就预测，考虑到该行业的快速增长，未来10年对关键材料的需求可能会增加五倍。但由于回收材料的应用，到2042年，中国有可能不需要在锂电池生产中使用新开采的金属，他还表示，如果电池回收技术可以在全球范围得到推广，原材料供应问题将迎刃而解。最终，当实现100%汽车电动化的时候，只会有非常少量的产品需要使用新开采的关键材料。
与这样的战略判断相呼应，宁德时代方面已透露正与欧洲的一个合作伙伴商谈，讨论在欧洲大陆建立多个电动汽车电池回收站，而美国Redwood Materials 、韩国SungEel Hitech等回收企业，也正积极布局欧洲市场机会。
不过相较于亮丽恢宏的愿景，当前锂电回收产业现状却依然“骨感”，走向高质量发展仍面临多重挑战。
其中，市场端的挑战如厂商格局碎片化、“白名单”与黑作坊的博弈、新能源汽车报废拆解乱象已为公众所熟悉，也正得到监管部门有效治理。
尤为值得一提的是，去年12月工信部出台《新能源汽车动力电池综合利用管理办法（征求意见稿）》，对国内动力电池研发、设计、生产、装机、使用、维修、更换、报废、回收、处理、贮存及运输等全流程产生的废旧电池综合利用提出要求，明确了汽车生产企业、电池生产企业、梯次利用企业在动力电池综合利用过程中应承担的责任，规定报废新能源汽车动力电池缺失的情况下，回收拆解企业不得出具《报废机动车回收证明》，并鼓励电池生产企业优先使用再生原材料。
在极具力度的监管措施生效后，完全可以期待，当前小、散、乱的回收市场生态有望出现根本性好转。
而在供给端，锂电回收同样面临着不小的挑战，特别是随着CTB/CTC等电池包结构设计的流行，电池材料拆解回收的难度陡增。
北京赛德美资源再利用研究院有限公司董事长赵小勇在接受观察者网采访时谈到，动力电池包与车身底盘一体化后，厂商目前的流行工艺是使用大量粘合剂固定电芯，但这无论是对车企提供后续维保，还是对回收拆解都带来了新的挑战：“（电池包）现在在底盘上面，我们不可能连底盘去整包用，而以前整包还可以拆下来去把它梯次利用，现在这种CTB的话，基本上用不上，而且你要拆都是有胶的，这种胶很难拆，人工拆基本上要耗费很长时间，然后还要用药水去泡，泡了以后废弃物还涉及到一个污染物控制问题”。
在赵小勇看来，CTB/CTC技术并非天然不适应综合利用，而是厂商在设计与工艺上过度追求短期降本，而没有从降低全生命周期成本的角度着眼。
他以刀片/短刀电池举例，指出目前流行的胶水固定其实也能够用较高工艺质量的螺栓来替代，“我们之前跟模具有关企业也沟通过，他们完全可以这么去操作，但是电芯厂和主机厂更多考虑的还是眼前的利益，没有考虑到发生事故维修成本，包括回收以后方不方便处置”。
至于如何实现企业短期取向与产业整体价值的相容，赵小勇认为对口主管部门无疑可以发挥更大的引导协调作用。事实上，与之类似的问题还有国内方形电芯规格的“各自为战”，高度碎片化的电芯规格，导致生产设备、模具、夹具不得不反复定制开发，不仅不利于摊薄成本，在产品良率上也不及高度标准化的圆柱电芯，而要实现集体协调，同样离不开行业组织和主管部门的引导。
与此同时，随着电池材料市场行情从高位回落，磷酸铁锂电池回收的经济性难题重新浮现，不少综合利用企业目前不得不减少乃至停止铁锂电池回收，专注于能够得到更高价值材料的三元电池，这样的趋势，与目前国内动力电池装车以磷酸铁锂为主、三元电池为辅的情况背道而驰。更有必要强调的是，磷酸铁锂电池不仅价格相对低廉，其生产阶段带来的碳排放量也显著低于三元体系电池，因此破解磷酸铁锂低成本回收难题、畅通从摇篮到摇篮的循环，无疑也有着巨大的环境意义。
在碳酸锂行情可能将长期运行于10万元/吨的前景下，磷酸铁锂电池回收，更需要从技术和商业模式创新上寻找出路。赵小勇认为，碳酸锂价格回落到10万左右其实是一个正常价位，也是2021年之前的常态。这样的常态化行情下，主流湿法回收由于涉及前处理、预处理、酸/碱液浸出、浸出液除杂、分离萃取、元素沉淀等一系列工艺，流程长、投资大，且处理设施往往只能在专门的化工园区布局，导致废电池回收物流成本进一步增加，回收磷酸铁锂“肯定是赔钱的”，不过湿法与物理法相结合，则可望有效破解这一成本效益难题，通过可就近在一二线城市普通工业园区落地的物理法精拆设施分选、修复有价值材料，再将其中的正极材料送至湿法厂商处理，不仅投入的化学品用量会减少，环境冲击也随之降低，在碳酸锂价格低谷同样能具备经济性。
总体而言，对于如何解决这一系列挑战，合作恐怕是必由之路，一方面，动力电池产业上下游从主机厂、电芯企业到回收企业，有必要围绕全生命周期碳足迹和成本优化，探讨更合适的技术方案，另一方面，同处于综合利用环节的企业间，也可以通过不同技术路线互补，共同实现降本增效，破解经济性难题。
交流中，赵小勇还预测了锂电池未来退役情况，“动力电池第一批大概三四百万辆车，2025到27年会退下来，然后第二批真正量比较大的两千万辆，应该是在2030年前后。储能的话前两年才突然爆发，一般储能电池的寿命可能要8到10年才会退下来，所以时间会更长，第一批退役应该在2030到2032年左右”。
随着锂电大规模退役潮渐行渐近，回收环节打通堵点已经是一个越来越紧迫的任务，每年上百GWh乃至未来更高量级的退役电池，需要顺畅高效的综合利用、循环利用体系加以吸纳，从更广阔的视野看，电池回收环节的高质量发展，也将补上中国锂电产业的一块短板，助力其在未来更激烈的国际产业竞合中行稳致远，为全球新能源产业界，树立起低碳、零碳发展的标杆样板。
