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中国工程院院士徐政和:2030年锂电池回收规模预计将超1500亿元

【中国工程院院士徐政和:2030年锂电池回收规模预计将超1500亿元】中国工程院院士、加拿大工程院院士、加拿大皇家科学院院士、南方科技大学讲席教授徐政和指出,为了保证资源安全,避免环境污染问题,电池回收势在必行,预计到2030年,三元锂与磷酸铁锂电池回收规模将超1500亿元。

30日上午,中国工程院院士、加拿大工程院院士、加拿大皇家科学院院士、南方科技大学讲席教授徐政和做了题为《双碳背景下动力电池回收的机遇与挑战》的主题演讲,分享了电池回收行业发展背景、国内外研究现状、挑战与机遇、最新研究进展、未来发展趋势等,电池网摘选了其部分精彩观点,以飨读者:

电池回收势在必行

在全球能源消费构成方面,徐政和介绍说,电力和氢能在全球能源结构占比快速增长,到2050年,电力和氢能在能源消费占比中将增加至50%,化石能源消费预计降低至40%。能源消费很快迎来峰值,人口预计增长20亿,但能源消费仅增长14%。

GDP能源强度持续下降,其中电气化带来的能效提高至关重要。

可再生能源发电量2050年占比达到80-90%。2050年,太能能发电占比预计达到43%,陆上风电达到26%。海上风电受限于政策和准入条件,仅占7% ;热力发电在部分燃料成本低的地区仍占较大比重;核电受限于公众接受度,发展仍任重道远。

锂离子电池具有优异的性能,目前已占据二次电池市场主流。本次论坛上,徐政和分享的一组数据显示,动力电池是锂离子电池的主要应用领域,2021年动力电池占比高达71%。2021年,全球锂离子电池市场规模达到545GWh。其中,中国锂离子电池市场规模约324GWh,约占全球市场的59.4%。

预计至2030年,新能源汽车销量占比40%;至2035年,占比高达50%。从动力电池市场来看,全球电动车锂离子电池消耗量年增长率26%,磷酸铁锂和三元材料将长期处于胶着态势。

同时,近年来,锂离子动力电池相关金属的价格猛涨:钴价在2019年7月最低22.47万元/吨,在2022年3月达到了55.66万元/吨,不到30个月,涨幅接近150%;镍价稳步增长,在今年4月达到了23.51万元/吨,价格最低的时候只有9万元/吨;碳酸锂在2020年12月价格只有近5万元/吨,在今年4月达到了46万元/吨 ,增长近10倍。

徐政和指出,为了保证资源安全,电池回收势在必行。布局锂、钴、镍等关键资源,建立一个电池生产和回收的循环体系,通过电池回收及电池材料修复再生,可从根本影响全球可持续发展的资源保障。同时,由于退役动力电池易燃易爆、安全存放难,重金属含量高、有毒有机组分含量高,从环境角度看,为了避免环境污染问题,电池回收同样是势在必行。

徐政和预计,2025年,我国废旧动力电池回收市场规模将达到400亿元;预计到2030年,三元锂与磷酸铁锂电池回收规模将超1500亿元。

电池回收现状与展望

退役电池回收主要环节有:放电—拆解—破碎—分选—有价金属回收—材料再生。每个环节都面临着不少挑战,例如,在放电环节,物理放电操作简单、成本低,但安全隐患大,不建议工业应用,而化学(盐水)放电周期长、效率低、 电解液泄露造成污染。在拆解环节,人工拆解效率低,且存安全隐患及健康风险;机器人拆解缺点动作复杂,对不同尺寸PACK包适应性低。

徐政和提出,推动电池回收行业发展,需要达成以下条件:安全、高效、可控的规模化放电技术;适用多种电池的高效智能拆解技术;退役电池高效安全破碎;低成本物料宏量高效分选;低成本、绿色高效活性材料再生。

论坛上,徐政和还介绍了其在团队在电池回收方面的最新研究进展——可控闪碎技术。采用该技术可实现一步法破碎,并为后续流程提供优质原料,简化了后续回收工艺,具有无需放电环节、无需多级破碎、充分利用电池残余能量、电解液无害集中处理、电池种类、尺寸适用性广、破碎产物分散性好(有利于后续分离)等六大优势。

最后,针对未来针对废旧锂离子电池回收的研究方向和主攻重点,徐政和建议,可重点关注以下几个方面:

一、灵活通用的安全绿色回收技术(拆解与破碎);

二、混合物料的精细化分离技术(浮选);

三、从电池设计层面考虑回收,方便回收并且对环境无污染;

四、规范电池的出厂标准,方便采用标准化回收工艺回收废旧电池;

五、电解液的无害化处理以及负极材料的高值化利用技术;

六、开发直接再生老化正极材料的绿色回收方法;

七、开发和完善电池溯源管理系统,实现废旧电池信息互联网化,规范电池回收市场。

(以上观点根据论坛现场速记整理,未经发言者本人审阅。)

30日上午,中国工程院院士、加拿大工程院院士、加拿大皇家科学院院士、南方科技大学讲席教授徐政和做了题为《双碳背景下动力电池回收的机遇与挑战》的主题演讲,分享了电池回收行业发展背景、国内外研究现状、挑战与机遇、最新研究进展、未来发展趋势等,电池网摘选了其部分精彩观点,以飨读者:

电池回收势在必行

在全球能源消费构成方面,徐政和介绍说,电力和氢能在全球能源结构占比快速增长,到2050年,电力和氢能在能源消费占比中将增加至50%,化石能源消费预计降低至40%。能源消费很快迎来峰值,人口预计增长20亿,但能源消费仅增长14%。

GDP能源强度持续下降,其中电气化带来的能效提高至关重要。

可再生能源发电量2050年占比达到80-90%。2050年,太能能发电占比预计达到43%,陆上风电达到26%。海上风电受限于政策和准入条件,仅占7% ;热力发电在部分燃料成本低的地区仍占较大比重;核电受限于公众接受度,发展仍任重道远。

锂离子电池具有优异的性能,目前已占据二次电池市场主流。本次论坛上,徐政和分享的一组数据显示,动力电池是锂离子电池的主要应用领域,2021年动力电池占比高达71%。2021年,全球锂离子电池市场规模达到545GWh。其中,中国锂离子电池市场规模约324GWh,约占全球市场的59.4%。

预计至2030年,新能源汽车销量占比40%;至2035年,占比高达50%。从动力电池市场来看,全球电动车锂离子电池消耗量年增长率26%,磷酸铁锂和三元材料将长期处于胶着态势。

同时,近年来,锂离子动力电池相关金属的价格猛涨:钴价在2019年7月最低22.47万元/吨,在2022年3月达到了55.66万元/吨,不到30个月,涨幅接近150%;镍价稳步增长,在今年4月达到了23.51万元/吨,价格最低的时候只有9万元/吨;碳酸锂在2020年12月价格只有近5万元/吨,在今年4月达到了46万元/吨 ,增长近10倍。

徐政和指出,为了保证资源安全,电池回收势在必行。布局锂、钴、镍等关键资源,建立一个电池生产和回收的循环体系,通过电池回收及电池材料修复再生,可从根本影响全球可持续发展的资源保障。同时,由于退役动力电池易燃易爆、安全存放难,重金属含量高、有毒有机组分含量高,从环境角度看,为了避免环境污染问题,电池回收同样是势在必行。

徐政和预计,2025年,我国废旧动力电池回收市场规模将达到400亿元;预计到2030年,三元锂与磷酸铁锂电池回收规模将超1500亿元。

电池回收现状与展望

退役电池回收主要环节有:放电—拆解—破碎—分选—有价金属回收—材料再生。每个环节都面临着不少挑战,例如,在放电环节,物理放电操作简单、成本低,但安全隐患大,不建议工业应用,而化学(盐水)放电周期长、效率低、 电解液泄露造成污染。在拆解环节,人工拆解效率低,且存安全隐患及健康风险;机器人拆解缺点动作复杂,对不同尺寸PACK包适应性低。

徐政和提出,推动电池回收行业发展,需要达成以下条件:安全、高效、可控的规模化放电技术;适用多种电池的高效智能拆解技术;退役电池高效安全破碎;低成本物料宏量高效分选;低成本、绿色高效活性材料再生。

论坛上,徐政和还介绍了其在团队在电池回收方面的最新研究进展——可控闪碎技术。采用该技术可实现一步法破碎,并为后续流程提供优质原料,简化了后续回收工艺,具有无需放电环节、无需多级破碎、充分利用电池残余能量、电解液无害集中处理、电池种类、尺寸适用性广、破碎产物分散性好(有利于后续分离)等六大优势。

最后,针对未来针对废旧锂离子电池回收的研究方向和主攻重点,徐政和建议,可重点关注以下几个方面:

一、灵活通用的安全绿色回收技术(拆解与破碎);

二、混合物料的精细化分离技术(浮选);

三、从电池设计层面考虑回收,方便回收并且对环境无污染;

四、规范电池的出厂标准,方便采用标准化回收工艺回收废旧电池;

五、电解液的无害化处理以及负极材料的高值化利用技术;

六、开发直接再生老化正极材料的绿色回收方法;

七、开发和完善电池溯源管理系统,实现废旧电池信息互联网化,规范电池回收市场。

(以上观点根据论坛现场速记整理,未经发言者本人审阅。)

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