新能源汽車是否安全?動力電池能否實現(xiàn)通用?廢棄電池將流向何方?這三問不僅是當(dāng)下消費者最為關(guān)心的問題,也是橫亙在新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展之路上的三大難題。在我國新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵期,將安全作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的安身立命之本、以標(biāo)準(zhǔn)化實現(xiàn)資源集約、未雨綢繆防范環(huán)境污染,是我們的產(chǎn)業(yè)答案。
退役電池或帶來“爆發(fā)式污染”
□記者 周強 孫飛 吳濤 廣州報道
當(dāng)新能源汽車“爆發(fā)式增長”時,作為產(chǎn)業(yè)的重要一環(huán),退役動力電池的回收卻暗藏風(fēng)險。業(yè)內(nèi)人士指出,到2020年我國動力電池累計退役量約20萬噸,其中相當(dāng)比例流入小作坊等非正規(guī)渠道,帶來安全和環(huán)境隱患。
大量退役動力電池流入“黑市”
隨著汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化成為行業(yè)共識,“智能汽車大戰(zhàn)”異?;馃帷F磽屓肟诙?ldquo;船票”的同時,新能源汽車生命周期末端的處理再利用,卻亂象頻頻。
在“價比三家”后,近期,一位新能源車主以1萬多元的價格,售賣了自己新能源汽車的電池。一位二手車市場工作人員對記者說,這些廢舊動力電池仍有較大經(jīng)濟價值,不少流入拆車廠及小作坊,大多沒有專業(yè)的電池分解設(shè)備。
中國汽車技術(shù)研究中心數(shù)據(jù)顯示,2020年我國動力電池累計退役量約20萬噸(約25GWh),2025年累計退役量約為78萬噸(約116GWh)。
為保障動力電池回收,工信部2018年發(fā)布了《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》,要求汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)承擔(dān)動力蓄電池回收的主體責(zé)任。2018年至今,共27家企業(yè)進(jìn)入工信部符合“新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件”的名單,俗稱“白名單”。
不過,在多重因素作用下,退役的動力電池大半沒有流入正規(guī)渠道,反而被一些無資質(zhì)、環(huán)保成本低的小廠“高價”搶購走了。“因為成本制約,很多正規(guī)車企和電池處理企業(yè)都存在報廢動力電池回收難的困境。”北京理工大學(xué)深圳汽車研究院副研究員張哲鳴說。
“各大主機廠都在開展電池回收業(yè)務(wù),但主機廠真正回收到的退役電池并不多。”廣汽集團總經(jīng)理馮興亞說。
而金澳集團董事長舒心則表示,消費者對電池回收的渠道信息不了解,主動上繳退役電池的動力不足,導(dǎo)致大量退役電池未進(jìn)入回收環(huán)節(jié)。
避免“爆發(fā)式增長”帶來“爆發(fā)式污染”
新能源汽車動力電池的安全回收利用事關(guān)重大。有專家表示,1塊20克質(zhì)量的手機電池可使1平方公里土地污染50年左右,更大更重的電動汽車動力電池,含鎳、鈷、錳等重金屬,電解液中的六氟磷酸鋰在空氣環(huán)境中容易水解產(chǎn)生五氟化磷、氟化氫等有害物質(zhì),或?qū)Νh(huán)境帶來更大威脅,但當(dāng)前動力電池回收市場仍存在多重難題。
首先,行業(yè)不規(guī)范導(dǎo)致“劣幣驅(qū)逐良幣”。格林美股份有限公司是27家“白名單”企業(yè)之一,公司副總經(jīng)理張宇平說,正規(guī)企業(yè)的規(guī)范投入、環(huán)保投入占不少成本,而非規(guī)范企業(yè)、小作坊在這方面幾乎是零投入,可以用更高的價格買走電池,形成行業(yè)的不公平競爭。
退役動力電池仍有不小價值,如5萬元的動力電池退役后還價值上萬元。記者在閑魚平臺上搜索發(fā)現(xiàn),一款標(biāo)價數(shù)千元的二手磷酸鐵鋰電池,有156人“想要”。
綜合電池交易服務(wù)平臺“電池之家”的產(chǎn)品經(jīng)理簡義暉說,當(dāng)前動力電池回收主要是賣方市場,賣方多數(shù)希望價高者得,而非企業(yè)是否正規(guī)有資質(zhì)。
其次,電池回收收集難。電動車售賣后物權(quán)發(fā)生轉(zhuǎn)移,難以對電池回收進(jìn)行強制規(guī)定。同時,報廢動力電池貨源分散,國內(nèi)還沒有建立起完整的電池回收體系,廢舊電池統(tǒng)一收集存在難度。長途運輸?shù)母叱杀荆步o車企及回收企業(yè)回收廢舊電池帶來困難。
第三,政策制度有待完善。一些業(yè)內(nèi)人士表示,雖然國家相繼頒發(fā)了一系列法律法規(guī),但具體的實施細(xì)則并不是很明確,企業(yè)在實際經(jīng)營中存在困擾。
動力電池的回收亂象,無疑帶來了巨大的環(huán)境污染隱患。張哲鳴說,在動力電池拆解破碎、有價金屬提取過程中,一些“小作坊”不對產(chǎn)生的廢氣、廢液、廢渣進(jìn)行處理,甚至任意排放。因為技術(shù)不到位,廢舊電池資源化利用效率低,存在資源浪費,在拆解過程中還存在爆炸風(fēng)險。
張宇平認(rèn)為,我國在2015年后迎來了新能源汽車熱潮,一般動力電池會在5年至6年后退役,在未來幾年行業(yè)將進(jìn)入發(fā)展“高峰期”,新能源汽車爆發(fā)式增長帶來的安全和污染威脅需要引起重視。
“綠色出行”更要“綠色更新”
今年的政府工作報告提出,要加快建設(shè)動力電池回收利用體系。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,近年來我國新能源汽車行業(yè)發(fā)展迅猛,但目前動力電池的回收網(wǎng)絡(luò)還不健全,應(yīng)建立由車企、電池企業(yè)、回收企業(yè)、物流企業(yè)等協(xié)同聯(lián)動的回收矩陣,提高電池回收率,為推動新能源汽車這一戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展夯實基礎(chǔ)。
基于此,應(yīng)建立電池從“生”到“死”的全過程可追溯體系。舒心認(rèn)為,動力電池回收行業(yè)的發(fā)展,電池的流向管控至關(guān)重要,建議利用區(qū)塊鏈技術(shù)建立國家級的動力電池管控信息系統(tǒng),做到全程可追溯。
張宇平說,當(dāng)前回收利用主要有兩種方式,一是動力電池梯級利用,二是再生利用。例如,電池容量在40%至80%以上時,可供其他行業(yè)二次使用;當(dāng)電池容量在40%以下時拆解電池,回收原材料。但從實際情況來看,每臺新能源車的使用情況不同,回收的電池品質(zhì)參差不齊。他建議,有關(guān)部門應(yīng)加強引導(dǎo),同時企業(yè)加強研發(fā)投入,擴展新能源汽車動力電池梯級利用的應(yīng)用場景。
不少業(yè)界專家還建議,完善標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范秩序。比如,動力電池的回收利用,需要強化生產(chǎn)者責(zé)任延伸制;同時,加強對動力電池非法拼裝、簡易拼裝的打擊力度,對動力電池回收的安全、環(huán)保問題進(jìn)行規(guī)范,明確高壓線。
“只有建立完整、高效的電池回收體系,才有可能真正解決電池回收難問題。”張哲鳴說。
用技術(shù)創(chuàng)新確保電池安全
試,而且可以做到只冒煙、不起火,讓811電池包的安全水平遠(yuǎn)超國標(biāo)要求。”該負(fù)責(zé)人說。
實際上,安全是所有車企的“生命線”,各車企都采取了多種措施確保安全。例如,上汽乘用車負(fù)責(zé)人介紹,他們的電池嚴(yán)格按照“美國安全標(biāo)準(zhǔn)UL-2580”和“ASIL D汽車電子電氣最高安全等級”設(shè)計,達(dá)到IP67和IP69K雙重防水等級;還擁有第二代EDU智能電驅(qū)變速箱、綠芯90kW高效永磁同步電機、第二代HCU混合動力中央控制器等先進(jìn)技術(shù),能給到用戶安全保障。
創(chuàng)新技術(shù)將確保電池安全
近幾年,多家車企和動力電池企業(yè)通過技術(shù)創(chuàng)新大大提高了新能源汽車的安全性。
“我們將來的電池會非常安全,可以生產(chǎn)‘不燃燒的電池’,有些電池正在往這個方向努力,比如比亞迪公司的刀片電池。而且大家都在研發(fā)固態(tài)電池,等固態(tài)電池技術(shù)成熟并大規(guī)模推廣后,火災(zāi)基本就不會再發(fā)生了。”國家新能源汽車創(chuàng)新工程專家組組長王秉剛說。
2020年,比亞迪推出刀片電池。比亞迪品牌及公關(guān)事業(yè)部總經(jīng)理李云飛介紹,刀片電池的體積比能量密度提升了50%,通過了行業(yè)內(nèi)最嚴(yán)苛的針刺試驗,把電動車安全提升到一個新高度。同時,刀片電池具有出色的循環(huán)性能,使用壽命達(dá)到百萬公里,不含鎳、鈷等稀少的金屬。
奇瑞汽車相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,目前正在開發(fā)新一代的半固態(tài)電池,通過獨特的微電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計,減緩了短路時內(nèi)部隔膜受熱收縮率;同時工藝過程減少了毛刺和金屬顆粒的污染,降低了電池發(fā)生內(nèi)短路的風(fēng)險;通過新一代半固態(tài)厚電極的創(chuàng)新設(shè)計,減少了非活性材料的使用,提升了鋰離子電池的能量密度,能量密度可達(dá)到300Wh/kg以上。
“安全性是靠設(shè)計、制造和使用的全流程來保障的。”王耀說,今后應(yīng)在整車設(shè)計上努力提高安全設(shè)計技術(shù)水平和電池?zé)峁芾淼陌踩A?;要在制造工藝上保證材料純度、維護(hù)校準(zhǔn)生產(chǎn)設(shè)備、提高工藝精度和一致性;要在測試驗證中足額足量保證設(shè)計定型和可靠性耐久性試驗進(jìn)度;要在車輛充電使用、維修保養(yǎng)環(huán)節(jié)加強產(chǎn)品生命周期管理與質(zhì)量回溯,通過多種措施確保安全。
□記者 余蕊 李唐寧 北京報道
純電動汽車已經(jīng)成為我國新能源汽車發(fā)展的主流,與此同時,安全問題也成為許多消費者關(guān)心的重點。
火災(zāi)事故比例遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)燃油車
被推上風(fēng)口浪尖的特斯拉,一波未平,一波又起。日前,廣州增城一輛特斯拉在東江大道北撞上右側(cè)水泥墻后起火自燃,再次引發(fā)了輿論和公眾對純電動汽車安全的擔(dān)憂。
但數(shù)據(jù)顯示,整體來看,新能源汽車火災(zāi)事故比例遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)燃油車。
“2018至2019年,相關(guān)部委開展了新能源汽車火災(zāi)事故的專門調(diào)查,發(fā)現(xiàn)我國每萬輛新能源汽車發(fā)生火災(zāi)事故約0.8起,但連續(xù)幾年,每萬輛傳統(tǒng)燃油車發(fā)生火災(zāi)事故在2.2起至4起之間。”中國汽車工程學(xué)會常務(wù)副理事長兼秘書長張進(jìn)華說,因此應(yīng)該對新能源汽車的安全性充滿信心。
新能源汽車國家監(jiān)測與管理平臺數(shù)據(jù)顯示,新冠肺炎疫情發(fā)生前,2019年我國新能源汽車著火事故率是0.049‰,而根據(jù)公安部等有關(guān)部門公布的數(shù)據(jù),傳統(tǒng)燃油車的年火災(zāi)事故率約為0.1‰至0.2‰。
“而且,我國的新能源汽車著火事故率顯著低于國外的事故率。”中國汽車工業(yè)協(xié)會秘書長助理兼技術(shù)部部長王耀說。
保證電池安全需從系統(tǒng)安全著手
電池、電控和電機是新能源汽車核心的三電系統(tǒng),大多數(shù)起火事故主要由三電系統(tǒng)故障導(dǎo)致。
“隨著市場上長續(xù)航里程車型的大量上市,采用高能量密度的三元電池成為市場發(fā)展的一個重要方向。從已報道的大部分新能源汽車火災(zāi)事故分析來看,這些車輛大多采用了三元材料體系。”王耀說。
那么,三元電池的安全性是否無法得到保證呢?答案并非如此。
“如今新能源汽車的安全問題,已經(jīng)由單純的電池安全逐漸轉(zhuǎn)到系統(tǒng)安全層面,通過全系統(tǒng)各類安全措施去提高安全性,能夠?qū)崿F(xiàn)三元電池安全問題在一定程度上的可防可控。”王耀說。
從2017年開始,寧德時代已經(jīng)連續(xù)四年衛(wèi)冕全球動力電池裝機量冠軍,在寧德時代看來,電池安全是一項系統(tǒng)工程,貫穿于電池的整個使用過程中。
該公司負(fù)責(zé)人介紹,材料方面,寧德時代已開發(fā)出高穩(wěn)定性正極材料和高安全電解液,電池耐高溫邊界提高了40℃。電芯方面,設(shè)計了高集成的防內(nèi)短路電極,大幅提升極端情況下的強魯棒性。電池管理系統(tǒng)方面,可基于電池的物理化學(xué)特性,精確掌控溫度、電壓、電流等安全邊界,第一時間識別風(fēng)險并預(yù)警。
“寧德時代研發(fā)的自隔離安全技術(shù),可以有效防止熱擴散,這項技術(shù)使811三元電池系統(tǒng)不僅可輕松通過熱擴散測
換電模式“競速”仍需標(biāo)準(zhǔn)化開道
□記者 李唐寧 余蕊 北京報道
在新能源汽車保有量快速增長的背景下,補能效率較高的換電模式快速“熱”了起來。已有多家企業(yè)表示,將開展換電模式的研發(fā)及布局。專家認(rèn)為,標(biāo)準(zhǔn)化是換電模式發(fā)展亟待突破的瓶頸問題。
多家車企布局換電模式
在近日舉行的2021年上海國際車展上,換電運營企業(yè)奧動新能源展示了如何以新一代技術(shù)實現(xiàn)多品牌車型共享換電,并在現(xiàn)場進(jìn)行了20秒換電實車演示。近年來,還有多家企業(yè)進(jìn)軍換電市場,換電模式似乎已經(jīng)開啟了“競速”階段。
記者初步統(tǒng)計,東風(fēng)、蔚來、北汽、長安、上汽、吉利、宇通客車、國金汽車、南方電網(wǎng)、中國石化等相關(guān)企業(yè)相繼表示將布局換電模式。根據(jù)中國充電聯(lián)盟的數(shù)據(jù),截至2021年3月,全國已投入運營換電站613座,其中奧動新能源307座、蔚來192座、杭州伯坦科技164座。蔚來還計劃在今年之內(nèi),將該公司全國換電站的總數(shù)量增加到500座。
寧德時代相關(guān)負(fù)責(zé)人對記者表示,該公司已攜手蔚來推出車電分離模式,并在此基礎(chǔ)上推出BaaS(電池租用服務(wù))業(yè)務(wù),目前正在構(gòu)建基于車電分離模式下的電池租購、換電運營、梯次利用回收等,打造電池全生命周期服務(wù)閉環(huán)。
江鈴汽車股份有限公司副總裁劉淑英認(rèn)為,換電模式是電動汽車充電模式的補充,目前還處于推廣初期,主要用戶為高端車型及運營車輛。“江鈴汽車也會陸續(xù)推出換電車型。”劉淑英說。
業(yè)內(nèi)專家分析認(rèn)為,2019年下半年以來,國內(nèi)新能源汽車銷量增速放緩,補貼大幅度退出,導(dǎo)致當(dāng)前制造成本難以消化,整車銷售價格仍然偏高。同時,由于充電基礎(chǔ)設(shè)施效率不足、自有停車位欠缺、電網(wǎng)擴容難度較大等,充電樁建設(shè)不及預(yù)期,于是車電分離的換電模式更加受到關(guān)注。
換電模式既存在優(yōu)勢也面臨困難
事實上,換電模式之所以能引起關(guān)注,根源還在于其相較于充電模式的獨特優(yōu)勢。
“讓整車和電池徹底分開,可以給用戶帶來非常巨大的好處。”上海蔚來汽車有限公司電源管理副總裁沈斐表示,換電模式下,用戶不用擔(dān)心電池衰減和壽命問題,將來可以充分享受電池升級技術(shù)帶來的紅利。
“蔚來到目前為止已經(jīng)銷售了超過10萬輛車,在70%的用戶有家庭充電樁的前提下,用戶已經(jīng)累計換電200多萬次,每個用戶平均換電20次。這說明用戶換電的頻率還是比較高的,也說明用戶很認(rèn)可換電的模式。”沈斐說。
換電模式給消費者最直觀的感受可能是新能源汽車價格的下降。目前,電池成本約占到電動車成本的25%至40%。寧德時代相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,通過換電模式實現(xiàn)車電分離,可使電動車購置成本低于同級別的燃油車,解決買車貴的問題;換電模式可采用小電量電池包,電池租賃費加上電費的成本為同等級燃油車的1/3至1/4,可有效降低使用成本。
不僅如此,換電模式下電池充電時間較為靈活,可以更好配合電網(wǎng)運營,甚至可能進(jìn)一步發(fā)揮調(diào)峰作用,降低電費成本、提高用電效率。
不過,換電商業(yè)模式也存在亟待突破的瓶頸,其中,標(biāo)準(zhǔn)化成為最大難題。
“電池要做到全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,阻力太大了。”有業(yè)內(nèi)人士直言,目前國內(nèi)換電模式?jīng)]有形成統(tǒng)一格局,車企之間的電池技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格千差萬別,換電站建設(shè)也處在“單打獨斗”階段,電池大規(guī)模流通存在障礙。同時,換電站運營成本高、回報周期長等也是令投資人擔(dān)憂的問題。
推廣換電模式需推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)
那么,換電模式會成為新能源汽車發(fā)展的主流嗎?政策層面上,《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》指出,“鼓勵開展換電模式應(yīng)用”。
專家表示,換電和充電應(yīng)該是細(xì)分市場的差異化選擇,而不是體系內(nèi)的對抗。預(yù)計換電模式在運營端可能會持續(xù)壯大,在消費者端還需要不斷探索,未來一段時間內(nèi),可能會以充電為主,換電為輔。
“不應(yīng)把換電模式和充電模式對立起來。”沈斐建議,用戶密度相對比較大的地方,或者是高速服務(wù)區(qū)等用戶對時間要求比較高的地方,可以做換電站。“而用戶停留時間比較長的地方,如小區(qū)或者寫字樓,該建充電樁的還是要建充電樁。”他說。
專家表示,換電技術(shù)現(xiàn)階段更適合作業(yè)時間長的運營車輛,比如出租車或者網(wǎng)約車。這些車輛在設(shè)計制造之初可以保持較大的統(tǒng)一性,電池標(biāo)準(zhǔn)化難度不大,而且在車電分離、電池租賃模式下,運營公司購車、用車成本都有可能降低。
“促進(jìn)換電模式發(fā)展,首先要加速電池的標(biāo)準(zhǔn)化。”中國汽車工業(yè)協(xié)會秘書長助理兼技術(shù)部部長王耀說。
國家新能源汽車創(chuàng)新工程專家組組長王秉剛認(rèn)為,公共領(lǐng)域應(yīng)依據(jù)不同車輛的需求,合理布局充換電設(shè)施。“換電模式下一步怎么發(fā)展,要從實際出發(fā)。同時,我們?nèi)绻笠?guī)模發(fā)展換電,一定要解決好標(biāo)準(zhǔn)化的問題,例如實現(xiàn)大家共用換電站,減少土地的占用。”王秉剛說。(經(jīng)濟參考報)
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