據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,電動(dòng)汽車(chē)在全球汽車(chē)市場(chǎng)的重要正日益提升,其市場(chǎng)占有率正在穩(wěn)步攀升。與此同時(shí),各國(guó)政府要求禁售內(nèi)燃機(jī)車(chē),以及對(duì)清潔能源汽車(chē)的大舉激勵(lì)措施預(yù)計(jì)也將創(chuàng)造電動(dòng)汽車(chē)的市場(chǎng)繁榮。
然而,電動(dòng)汽車(chē)如想占據(jù)主導(dǎo)地位,還需要在供應(yīng)量上與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)一較高下,做到這一點(diǎn)必然將需要大量的特定材料,尤其是電池材料。因此,回收將成為電動(dòng)汽車(chē)未來(lái)能否制勝的關(guān)鍵,回收率高達(dá)98%的鉛酸電池或?yàn)槲磥?lái)電池回收指明方向。
EV材料回收的重要性毋庸置疑
對(duì)傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)而言,即使每年產(chǎn)量達(dá)到數(shù)千萬(wàn)輛也不需要擔(dān)心供應(yīng)鏈問(wèn)題,因?yàn)檫@些供應(yīng)鏈經(jīng)過(guò)近一個(gè)世紀(jì)發(fā)展已經(jīng)日臻成熟。然而,電動(dòng)汽車(chē)供應(yīng)鏈卻尚未發(fā)展成熟,而提升EV產(chǎn)能卻需要更多大量的材料供應(yīng)。除了鋰之外,鈷和其他用于制造高容量、高輸出電池的其他元素也是如此。
與此同時(shí),電機(jī)和相關(guān)電子元件也將受到影響,這一領(lǐng)域不僅需要大量的銅用來(lái)生產(chǎn)線圈,還需要大量的稀土金屬來(lái)制造高強(qiáng)度磁鐵。問(wèn)題是,不少材料的供應(yīng)是有限的,往往難以維持長(zhǎng)期供應(yīng)。此外,單一材料來(lái)源也往往會(huì)引發(fā)壟斷方面的擔(dān)憂。一旦出現(xiàn)問(wèn)題,大規(guī)模供應(yīng)壟斷會(huì)導(dǎo)致短缺和價(jià)格飛漲,因?yàn)槭袌?chǎng)上沒(méi)有替代材料可選。
這些材料在現(xiàn)代技術(shù)領(lǐng)域往往起到“一鼎定乾坤”效果,回收這類(lèi)材料的重要性不言而喻。例如,如果鋰或稀土材料的供應(yīng)出現(xiàn)枯竭,影響的不僅僅是電動(dòng)汽車(chē),從智能手機(jī)、LED到硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等所有現(xiàn)代電子制造業(yè)都將陷入停頓。
引導(dǎo)回收渠道
開(kāi)采新礦固然能提供更多供應(yīng),但研究如何(重復(fù))利用已開(kāi)采的原材料同樣有意義。全球已經(jīng)有超過(guò)1000萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)上路,隨著這些汽車(chē)的老化和退役,回收和再利用盡可能多的材料,以減輕不斷生產(chǎn)新原材料的負(fù)擔(dān)很有必要。
就目前的技術(shù)而言,有些材料的回收可能非常簡(jiǎn)單,而另一些材料卻極為困難。根據(jù)調(diào)查,銅回收已經(jīng)是一個(gè)成熟的行業(yè),從汽車(chē)上回收銅線是一個(gè)非常簡(jiǎn)單直接的過(guò)程。然而,其他材料就沒(méi)那么簡(jiǎn)單,現(xiàn)代電池回收就是其中之一。
對(duì)EV電池進(jìn)行回收正是確保未來(lái)供應(yīng)的重要手段,同時(shí)也是整個(gè)供應(yīng)鏈需要跨越的技術(shù)障礙。然而,現(xiàn)有電池在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上并沒(méi)有考慮到回收問(wèn)題,它們通常由多種不同的材料組成,所有這些材料都混合在一起,密封進(jìn)一個(gè)封閉的容器中。接著,這些電池單元與配套的電子設(shè)備和冷卻系統(tǒng)一同被封裝在一個(gè)更大的電池組中。因此,這些電動(dòng)汽車(chē)電池組很少,甚至沒(méi)有一個(gè)是為便于拆卸或回收而設(shè)計(jì)的。與此同時(shí),由于回收過(guò)程過(guò)于困難,并且代價(jià)高昂以至于不具備商業(yè)可行性,因此在這一領(lǐng)域尚未建立起回收基礎(chǔ)設(shè)施。
目前的電動(dòng)汽車(chē)電池組是高度集成的組件,需要花費(fèi)大量的精力去拆卸。通常情況下,單個(gè)電池單元黏附在一起,導(dǎo)致回收極為困難,而以循環(huán)利用為主導(dǎo)的重新設(shè)計(jì)可能會(huì)在未來(lái)改善這一點(diǎn)。事實(shí)上,根據(jù)目前的研究,鉛酸電池似已為未來(lái)EV電池回收指明了方向。在這類(lèi)電池中,目前的工藝已經(jīng)可以做到98%的材料都可以回收再利用。未來(lái)通過(guò)設(shè)計(jì)和工藝改進(jìn),可能會(huì)為業(yè)內(nèi)從電動(dòng)汽車(chē)電池組中回收大量的鋰、鈷和其他材料創(chuàng)造條件。據(jù)了解,澳大利亞礦商N(yùn)eometals計(jì)劃在德國(guó)建立一家商業(yè)規(guī)模的工廠,每年將回收再加工1.8萬(wàn)噸舊電池。其工作原理是首先把金屬、塑料外殼和箔分離出來(lái),然后使用涉及化學(xué)處理的濕法冶金工藝,從電池的陽(yáng)極、陰極和電解質(zhì)材料中分離出鋰、鈷、鎳和其他元素。這類(lèi)加工的其他選擇還包括使用高溫回收鈷、鎳和銅的火法冶煉作業(yè),不過(guò)這種高溫處理方法不適用回收鋰或鋁等材料。
稀土回收
迄今為止,稀土金屬的回收工作也同樣進(jìn)展緩慢,這主要是因?yàn)楣?yīng)充足抵消了再循環(huán)的需要。然而,考慮到未來(lái)的需求和當(dāng)前供應(yīng)的潛在風(fēng)險(xiǎn),市場(chǎng)對(duì)這一領(lǐng)域的興趣再度高漲。這類(lèi)材料的處理方法與電池類(lèi)似,涉及化學(xué)處理和高溫處理兩種方法。遺憾的是,兩種方法在市場(chǎng)上都沒(méi)有經(jīng)濟(jì)可行性。目前,這類(lèi)材料中的回收利用率只有1%,其回收工作迄今仍是一個(gè)學(xué)術(shù)命題,而不是一個(gè)商業(yè)現(xiàn)實(shí)。
然而,全球電動(dòng)化轉(zhuǎn)型才剛剛起步,改善供應(yīng)鏈和回收方法的努力仍停留在投機(jī)性投資層面,尚未真正步入開(kāi)發(fā)階段。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的一個(gè)問(wèn)題是,隨著其他部門(mén)圍繞新技術(shù)的發(fā)展而轉(zhuǎn)變,往往要等到新技術(shù)被廣泛采用后,主要參與者才會(huì)投資必要的配套基礎(chǔ)設(shè)施。因此,隨著電動(dòng)汽車(chē)普及程度不斷提升,對(duì)這類(lèi)關(guān)鍵原料的需求預(yù)計(jì)將持續(xù)攀升,而市場(chǎng)成長(zhǎng)的陣痛可能還會(huì)持續(xù)一段時(shí)間。
來(lái)源:汽車(chē)電子網(wǎng)