深圳——透過玻璃窗，一顆顆拇指大小、圓柱形的銀色金屬體，正從一臺(tái)日本進(jìn)口的自動(dòng)化機(jī)器里蹦出來，在隨后的生產(chǎn)線上，它們又整齊地被匯聚成一排，就像錫兵方陣那樣，一排排的顆粒金屬體，在一路走完20多個(gè)工藝流程后，它們將變?yōu)橐粋€(gè)強(qiáng)有力的機(jī)器心臟——成為動(dòng)力電池組，以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車走向更遙遠(yuǎn)的未知遠(yuǎn)方。
這便是2017年12月1日，記者在深圳市比克動(dòng)力電池有限公司(下稱“比克公司”)生產(chǎn)線上所看到的一幕，這家目前擁有4000名員工的電池公司，正因新能源汽車產(chǎn)業(yè)的龐大需求而迅速擴(kuò)張動(dòng)力電池產(chǎn)能。
兩年前，比克公司的電池產(chǎn)品中，只有一半是新能源汽車動(dòng)力電池，但到現(xiàn)在，動(dòng)力電池已占據(jù)公司90%的產(chǎn)品比例，而它在鄭州，還有一家比深圳總部更大的工廠，正日以繼夜地生產(chǎn)著新能源汽車動(dòng)力電池。
在此背后，則是政策上對(duì)新能源汽車不斷加大的支持力度，以及政府官員支持新能源汽車發(fā)展的表態(tài)，公開數(shù)據(jù)顯示，到2020年，中國新能源汽車總銷量累計(jì)將達(dá)到500萬輛，其中，2020年產(chǎn)銷將會(huì)達(dá)到200萬輛——足足比2016年翻了4倍。
有多少新能源汽車，就會(huì)有多少驅(qū)動(dòng)它的動(dòng)力電池。
對(duì)于這個(gè)正處于迅猛擴(kuò)張期的動(dòng)力電池市場，它目前所處業(yè)態(tài)究竟如何?在環(huán)保領(lǐng)域，未來被淘汰的動(dòng)力電池，又是否會(huì)步鉛蓄電池隨意傾倒的后塵等等，過去一個(gè)月，記者走進(jìn)新能源汽車動(dòng)力電池王國以探究竟。
“動(dòng)力電池”快步飛奔
“隨著新能源汽車的快速增長，未來將是動(dòng)力電池最好的十年。”比克公司發(fā)展規(guī)劃中心副總裁李丹對(duì)記者說。
從深圳北站出發(fā)，一路向東，穿過風(fēng)光美好的沿海鹽壩高速，抵達(dá)比克公司總部需要一個(gè)多小時(shí)車程。相比于熱鬧的深圳市區(qū)，在龐大的廠區(qū)外面，不僅人煙稀少也分外安靜，但走進(jìn)車間，卻是另外熱火朝天的景象。
價(jià)值上百萬的日本進(jìn)口自動(dòng)化設(shè)備，正不知疲倦地制造出一顆顆拇指大小、圓柱形的動(dòng)力電池(電芯)，轉(zhuǎn)眼間，它們又一排排地出現(xiàn)在自動(dòng)傳送帶上，而從“來料攪拌”到最后的“打包入庫”，一顆動(dòng)力電池的生產(chǎn)，共需要來料檢測、涂布、模切、卷心入殼、注液、焊接頂蓋、抽氣、自放電測試等20多個(gè)工藝流程。
其中，“來料攪拌”第一環(huán)節(jié)尤為重要。比克公司車間一名技術(shù)工人對(duì)記者說，環(huán)境是否足夠干凈，來料是否合格，直接影響到電池的質(zhì)量。
在車間之外，工作人員則正在緊張地為那些剛剛生產(chǎn)出來的電池打包，由幾輛只有走近才能聽得見噪聲的叉車搬運(yùn)，送往另一個(gè)車間進(jìn)行組裝，一顆顆電池(電芯)組裝后，就成成了一個(gè)電池模組，若干個(gè)電池模組再組裝后，又變成了一個(gè)電池包。
組裝完成的電池包，將最后由比克公司運(yùn)送到客戶手中。就像做心臟移植手術(shù)那樣，這些電池包又會(huì)被安置在江淮、東風(fēng)、眾泰、華泰、海馬、獵豹汽車、北汽福田等車企生產(chǎn)的新能源汽車體內(nèi)——讓它們跑起來。
比克公司機(jī)器不停運(yùn)轉(zhuǎn)之間，則是整個(gè)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的快步飛奔。
比克公司提供的數(shù)據(jù)顯示，目前它的深圳及鄭州基地均可實(shí)現(xiàn)日產(chǎn)達(dá)100萬只(顆)動(dòng)力電池。到2017年底，因?yàn)橹悄苤圃焐?jí)，它的整體產(chǎn)能將達(dá)到8GWh，而2016年，中國汽車動(dòng)力電池總產(chǎn)能為30.8GWh。
公開數(shù)據(jù)顯示，2016年全國動(dòng)力電池市場份額中，比克公司排名第六，在它前面的五名分別為寧德時(shí)代、比亞迪、沃特瑪、國軒高科和力神，其中，寧德時(shí)代(23.3%)和比亞迪(22.5%)兩者總和則幾乎占了整個(gè)市場的半壁江山。
但與未來相比，目前國內(nèi)汽車動(dòng)力電池總產(chǎn)能仍有突進(jìn)的空間，相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測說，2020年中國汽車動(dòng)力鋰電池產(chǎn)量將達(dá)到141GWh，這相當(dāng)于未來3年，汽車動(dòng)力電池產(chǎn)能將翻近5倍。
對(duì)于未來的增長前景，比克公司給出的是年均復(fù)合增長率40%。而比亞迪在惠州、深圳坑梓的兩個(gè)動(dòng)力電池基地，到2020年，它的產(chǎn)能要從2016年的10GWh增3倍，變?yōu)?4GWh。剛剛挑戰(zhàn)比亞迪成功，晉升中國動(dòng)力電池行業(yè)“一哥”的寧德時(shí)代，2020年電池總產(chǎn)能則會(huì)達(dá)到50GWh。
不同路線與競爭對(duì)手
與對(duì)電壓要求并不高的老年代步車、兩輪電動(dòng)車，往往鉛蓄電池就可滿足動(dòng)力需求不同，汽車需要更強(qiáng)的電力，新一代的動(dòng)力電池隨之出現(xiàn)，包括比克公司所生產(chǎn)的動(dòng)力電池在內(nèi)，它都屬于能量密度高、電壓高、重量輕、體積小的鋰離子電池，這也是目前國內(nèi)市場的主流動(dòng)力電池。
即便如此，僅在鋰電池序列，它也有四條細(xì)分路線，不僅“鋰”路線眾說紛紜，褒貶不一，“鋰”電之外，它也有潛在競爭對(duì)手不確定的威脅存在。
記者查閱的大量資料顯示，以動(dòng)力電池所選用正極材料來區(qū)分，汽車動(dòng)力電池中的鋰離子電池，就分為磷酸鐵鋰電池、三元材料電池、鈷酸鋰電池和錳酸鋰電池四種，其中國內(nèi)又以磷酸鐵鋰電池和三元材料電池為主。
因涉足鋰電池行業(yè)較早，目前比克公司就擁有“磷酸鐵鋰”和“三元材料”兩條技術(shù)路線，早在2006年，它便在中國生產(chǎn)出第一顆磷酸鐵鋰電池，但目前，它所走卻是三元材料路線。
“相對(duì)來說，三元材料比磷酸鐵鋰的密度更高，靈活性更好。”李丹對(duì)記者說，“10年前，我們就判斷三元材料是未來的技術(shù)路線了。”
據(jù)李丹介紹，三元材料鋰電池能量密度方面優(yōu)勢明顯，且可以為汽車節(jié)省空間，它主要供應(yīng)中高端乘用車，磷酸鐵鋰則首先用在大巴上，原因是大巴空間大，客車是它的市場。
另據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心數(shù)據(jù)，2016年中國生產(chǎn)的新能源汽車中，磷酸鐵鋰電池總配套量占比72.26%，其中72%供應(yīng)給純電動(dòng)客車;三元電池總配套量占比22.91%，其中的73%供應(yīng)給純電動(dòng)乘用車。
但到2017年，這一比例正在急速變化。 中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)秘書長劉彥龍表示，從2017年上半年的總量來看，三元材料電池占比已經(jīng)超過了磷酸鐵鋰電池，預(yù)計(jì)全年二者占比將相當(dāng)。
安全度上，三元材料電池優(yōu)于磷酸鐵鋰電池，公開統(tǒng)計(jì)顯示，從2011年至今，中國境內(nèi)至少發(fā)生過22起新能源車火災(zāi)事故，其中由磷酸鐵鋰電池引發(fā)的火災(zāi)高達(dá)20起，而由三元材料鋰電池引發(fā)的只有2起。
相比于比克公司最終選擇三元材料鋰電池路線，公開資料顯示，動(dòng)力電池行業(yè)排名前兩位的寧德時(shí)代和比亞迪，選擇的仍是“磷酸鐵鋰”和“三元材料”同時(shí)發(fā)展。這也意味著，鋰動(dòng)力電池中的不同技術(shù)路線，仍將會(huì)繼續(xù)存在。
鋰動(dòng)力電池不確定性的另一面，在于新技術(shù)的崛起。“作為新興行業(yè)，鋰離子動(dòng)力電池行業(yè)的技術(shù)更新速度較快，且發(fā)展方向具有一定不確定性。”寧德時(shí)代在其招股書上如此說道。
何為新技術(shù)?被稱為“鋰離子電池之父”的古迪納夫，2017年即宣稱，固態(tài)電池有了新突破，用固態(tài)傳導(dǎo)物質(zhì)取代易燃的液態(tài)電解液，將解決許多煩惱。
古迪納夫上述表態(tài)，對(duì)應(yīng)的是目前的鋰離子動(dòng)力電池均是液態(tài)的現(xiàn)狀。從技術(shù)上來講，固態(tài)電池不僅可以傳導(dǎo)更大電流，也會(huì)提升電池容量，封存也會(huì)變得更加容易，一旦它轉(zhuǎn)為現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，勢必對(duì)目前行業(yè)格局造成顛覆。
雖然尚未商業(yè)化，但這種顛覆目前看起來為時(shí)并不遠(yuǎn)。日本豐田汽車公司即預(yù)計(jì)在2020年開始銷售固態(tài)電池汽車，無獨(dú)有偶，英國戴森公司也將推出固態(tài)電池汽車的日期定在了2020年。
不僅是固態(tài)電池，另一種新的電池技術(shù)，氫燃料電池也已經(jīng)取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。2016年10月25日，由東方電氣集團(tuán)與成都一家客車公司聯(lián)手打造的氫燃料電池城市客車正式下線。這也是東方電氣集團(tuán)首臺(tái)燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)的城市客車。
氫燃料電池的優(yōu)勢在于，它不僅能量轉(zhuǎn)換效率高，并且只產(chǎn)生水和熱，對(duì)環(huán)境無污染。在2017年的一次相關(guān)論壇上，科技部部長萬鋼表示，氫能燃料電池目前在壽命、可靠性、使用性能上基本達(dá)到車輛使用要求，中國已初步掌握了相關(guān)核心技術(shù)，基本建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)。
“比克已經(jīng)注意到了技術(shù)的變化。”李丹說，“我們一直在觀察和跟進(jìn)。”
潛在污染之憂
與鉛酸電池等傳統(tǒng)電池相比，鋰動(dòng)力電池具有更好的電能優(yōu)勢，同時(shí)它又不含鉛、鎘等對(duì)人類和環(huán)境具有重大危害的重金屬，被許多業(yè)內(nèi)人士津津樂道也在此，但這并不意味著它沒有潛在的環(huán)境污染威脅。
記者調(diào)查顯示，鋰動(dòng)力電池的污染威脅，在于它報(bào)廢之后的后端處理環(huán)節(jié)。如果回收處置不當(dāng)，它也極有可能重蹈當(dāng)年鉛酸電池覆轍，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
記者獲得的多方資料顯示，盡管鋰動(dòng)力電池不含廣受詬病的鉛、鎘等重金屬，但從技術(shù)工藝上來講，除了“鋰”，它的電解液中，仍然有鎳、鈷、錳等重金屬，電解液，含氟有機(jī)物也有污染。此外，報(bào)廢之后，它仍有300-1000V不等的高壓，在回收、拆解、處理過程中操作不當(dāng)，還是可能會(huì)有起火爆炸、重金屬污染、有機(jī)物廢氣排放等多種問題。
以鋰動(dòng)力電池電解液中的六氟磷酸鋰為例，它在空氣環(huán)境中容易水解產(chǎn)生五氟化磷、氟化氫等有害物質(zhì)，對(duì)人體、動(dòng)植物有強(qiáng)烈腐蝕作用，因此要特別注意溶劑和六氟磷酸鋰的處理。
另有不愿透露姓名業(yè)內(nèi)人士對(duì)記者表示，鋰電池在資源再生循環(huán)利用過程中，經(jīng)過熱解、粉碎等物理預(yù)處理和浸出、萃取等化學(xué)處理后，只能得要鎳、鈷、錳萃余液，要想進(jìn)一步提純，必須引入大量的氨水來進(jìn)行處理，如此一來，必然排出有害的含氨廢液。
進(jìn)一步，過量的含氨廢液排入水體，將導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，造成水中生物大量死亡，而高濃度氨氮廢水被氧化生成的硝酸鹽和亞硝酸鹽則對(duì)人類的健康造成極大的威脅。
更為致命的是，動(dòng)力電池報(bào)廢高峰，也將在隨后幾年到來。
據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心預(yù)測，到2020年，中國電動(dòng)汽車動(dòng)力電池累計(jì)報(bào)廢量將達(dá)到12萬—17萬噸。而其他研究機(jī)構(gòu)預(yù)測的數(shù)據(jù)則更高，屆時(shí)報(bào)廢量將超過24.8萬噸，這大約是2016年報(bào)廢量的20倍。
包括李丹在內(nèi)的諸多業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，中國首批動(dòng)力電池將會(huì)在2018年前后出現(xiàn)大規(guī)模退役，在未來3到4年內(nèi)，動(dòng)力鋰電池將會(huì)出現(xiàn)“報(bào)廢潮”。
“數(shù)量非常大，而且動(dòng)力電池和一般的日用電池完全是兩個(gè)數(shù)量級(jí)的概念。”國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新工程專家組組長王秉剛此前對(duì)記者說，與相對(duì)環(huán)保的生產(chǎn)環(huán)節(jié)不同，后期“一旦處理不好，有可能是一場新的環(huán)保災(zāi)難。”
這也對(duì)鋰動(dòng)力電池的回收，提出了新挑戰(zhàn)。
問題何解?國內(nèi)最大、致力于動(dòng)力電池回收的廣東邦普循環(huán)科技有限公司副總裁余海軍對(duì)記者說，要做好報(bào)廢電池的回收，在于做到“從哪里來又回到哪里去”，這也就是“定向循環(huán)”的模式。
進(jìn)一步，通過對(duì)廢舊新能源汽車拆解及電池回收再利用，在避免廢舊電池污染土壤的同時(shí)，還能提升電池利用效率、創(chuàng)造新的利潤空間，降低新能源汽車的成本。動(dòng)力電池在資源再生循環(huán)利用過程中，可以再次得到國內(nèi)依賴進(jìn)口的鎳、鈷、錳等稀缺原材料。
而面對(duì)2020年，業(yè)內(nèi)普遍所預(yù)計(jì)的，鈷、鎳、錳、鋰等金屬回收市場規(guī)模將超過上百億元，類似于比克公司這樣的動(dòng)力電池制造企業(yè)也在行動(dòng)。
以比克公司為例，它將計(jì)劃總投資2億元，建設(shè)占地3萬平方米的“廢舊新能源汽車拆解及回收再利用”項(xiàng)目，預(yù)計(jì)2017年項(xiàng)目建成并達(dá)到年綜合處理2萬輛報(bào)廢汽車及3萬噸動(dòng)力電池的能力。
余海軍表示，有序的動(dòng)力電池回收，前提條件是三碼合一，即電池編碼、汽車VI碼和回收編碼，將這些錄入國家平臺(tái)，才能保證電池報(bào)廢以后的流向可控。
但目前，中國采用的是生產(chǎn)者責(zé)任延伸制，大部分電池生產(chǎn)者生產(chǎn)的廢料、邊角料，都在“誰生產(chǎn)，誰負(fù)責(zé)”要求下，內(nèi)部處理完畢，而不必向外部披露信息。對(duì)此，余海軍建議，中國是否可以借鑒國外的信息公開模式，將產(chǎn)業(yè)鏈上的所有環(huán)節(jié)涉及信息向社會(huì)公開，從而促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
王秉剛等受訪者另外表示，國內(nèi)已經(jīng)制定政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，全部為引導(dǎo)性或推薦性指導(dǎo)文件，對(duì)于正規(guī)的動(dòng)力電池回收企業(yè)均有參考指導(dǎo)作用，但對(duì)于非正規(guī)的貿(mào)易商來說很難起到約束作用，對(duì)于此，國家應(yīng)該出臺(tái)有足夠支撐力、約束力和強(qiáng)制力的法律法規(guī)。