鑒于運輸業(yè)脫碳的緊迫性，電池是通往無碳道路運輸體系的最佳途徑，也是支撐道路車輛向零排放過渡的關(guān)鍵技術(shù)，將使該行業(yè)擺脫對化石燃料的依賴。隨著BEV在歐洲取代傳統(tǒng)汽車，未來幾年對電池和鋰、鎳、鈷等原材料的需求將不斷增長。
3月中旬，歐盟委員會副主席Maros Sefcovic在布魯塞爾表示：“我們預(yù)計，到2025年，在電池方面，我們將能夠滿足歐洲汽車制造商的所有需求?！边@表明，所有的歐洲汽車電池都將很快本地化，歐洲企業(yè)有能力供應(yīng)其電動汽車（EV）制造商所需的全部鋰離子電池。
歐盟委員會還希望到2022年通過嚴格的新電池環(huán)保標準（包括材料回收），阻止進口破壞歐盟努力的更廉價、更不可持續(xù)的電池。
Sefcovic說：“我相信，歐洲的電池將是最環(huán)保、最可持續(xù)的產(chǎn)品，其性能將是世界上最好的?！?
最近，歐洲環(huán)保組織Transport & Environment（T&E）的一份報告對歐洲電池和相關(guān)原材料供需進行了預(yù)測，探討了電池回收利用如何減少對原材料的需求，并詳細分析了與目前基于石油的體系相比，電池出行體系在原材料需求、能源效率和成本方面的優(yōu)越性。
增加產(chǎn)量滿足市場更多需求
2017年，歐盟成立電池聯(lián)盟，旨在減少對從美國或亞洲進口的電池及其他技術(shù)的依賴，同時實現(xiàn)2050年碳中和的綠色協(xié)議目標。
如Sefcovic所說：“屆時，我們預(yù)計歐洲的超級電池工廠將生產(chǎn)700至800萬塊電池，比目前電動汽車制造商計劃需要的還要多。”據(jù)介紹，歐盟已在12個成員國的70個項目中投資了200億歐元（240億美元），以確保電池的自主性，包括開發(fā)鋰、鎳和石墨等關(guān)鍵原材料的獨立供應(yīng)。他說：“歐洲必須投資，投資，再投資——這就是將與中、美保持平衡的方式?！?
被稱為“電池空客”的歐洲電池聯(lián)盟涉及包括汽車制造商和能源集團在內(nèi)的數(shù)十家公司，這些公司正在建設(shè)產(chǎn)能，同時也在爭相開發(fā)下一代電源。
隨著電動汽車銷量激增，預(yù)計歐洲對電池的總需求將在2025年達到接近300GWh，2030年超過700GWh，2035年超過1300GWh。雖然2020年之前歐洲生產(chǎn)的電池一直供不應(yīng)求，無法滿足市場上所有電動汽車的需求，但如果計劃的產(chǎn)能能夠按時完成，那么最快2021年的供應(yīng)量就可以達到90GWh左右。
歐盟計劃在未來十年內(nèi)建立22家電池工廠，總產(chǎn)能將從2025年的460GWh（可搭載800萬輛左右電池電動汽車（BV））增至2030年的730GWh，足以滿足預(yù)期的電動汽車市場。這表明，旨在提振電動汽車市場的政策也將供應(yīng)鏈和投資帶入了本地制造業(yè)。如果如期增產(chǎn)，電池供應(yīng)甚至可能在本世紀20年代中期超過歐洲需求，預(yù)計到2030年，供應(yīng)和需求將持平于700GWh左右。
歐洲電池產(chǎn)能展望
用更少的材料生產(chǎn)更多的電池
運輸業(yè)脫碳的緊迫性，電池是通往無碳道路運輸體系的最佳途徑，也是支撐道路車輛向零排放過渡的關(guān)鍵技術(shù)，將使該行業(yè)擺脫對化石燃料的依賴。隨著BEV在歐洲取代傳統(tǒng)汽車，未來幾年對電池和鋰、鎳、鈷等原材料的需求將不斷增長。
不過，歐洲的目標是“更多的電池，更少的材料”——隨著電池技術(shù)（新的電池化學(xué)成分）的發(fā)展，生產(chǎn)每千瓦時電動汽車電池所需的原材料將越來越少。從2020年到2030年，每千瓦時電動汽車電池所需鋰平均含量將下降一半（從0.10kg/kWh下降到0.05kg/kWh）；鈷含量也將持續(xù)走低，下降四分之三以上（從0.13kg/kWh下降到0.03kg/kWh）；鎳含量將朝著更高方向發(fā)展，所以可減少大約五分之一（從0.48kg/kWh到0.39kg/kWh）。
雖然如此，仍需要三種大量上述關(guān)鍵原材料。T&E預(yù)計，根據(jù)計劃中的歐洲生產(chǎn)能力，對材料的需求將顯著增加：
鋰：從2020年的5000噸到2030年的36000噸；
鈷：從2030年的7000噸到2030年的21000噸；
鎳：從2025年的26000噸到2030年的276000噸。
不包括回收的關(guān)鍵電池原材料總需求（單位：千噸）
鋰離子電池原材料的預(yù)期需求，與所需電池供應(yīng)總量、電池化學(xué)成分的預(yù)期演變、能量密度以及每種化學(xué)成分的詳細組成息息相關(guān)。
首先，目前用于電動汽車動力的鋰離子電池化學(xué)混合方案主要是NMC622，占市場上電池的36%，2025年NMC811將超過前者（占電池的41%），2030年NMC9.5.5將超過NMC811（占電池的37%）。
平均電池銷售構(gòu)成
電池化學(xué)成分的命名規(guī)則是基于陰極中關(guān)鍵材料的第一個字母及其比例。例如，NMC622電池的陰極由鎳、錳和鈷按6-2-2的比例制成（即鎳是錳或鈷的三倍）。接近2030年時，預(yù)計電池將從鋰離子電池轉(zhuǎn)向高級化學(xué)電池，這將使電池組合的不確定性大大增加，特別是在2030年之后。
其次，由于電池能量密度的增加（從2020年的略高于200Wh/kg增加到2030年的350Wh/kg左右），在過去幾年中，對于給定千瓦時的上述每種電池化學(xué)來說，所需的材料都減少了。
不斷減少的平均電池組分（kg/kWh）
電池材料再利用和回收提上日程
與今天的化石燃料汽車不同，EV電池已成為循環(huán)經(jīng)濟的一部分，電池材料可以再利用和回收，以生產(chǎn)更多的電池。電池材料的回收利用對于減少對原材料的主要需求壓力，并最終限制原材料開采對環(huán)境和社區(qū)的影響至關(guān)重要。
根據(jù)歐盟委員會提出的目標，到2030年，電動汽車電池生產(chǎn)所需的5%的鋰、17%的鈷和4%的鎳可以從回收的歐洲EV電池中獲得。到2035年，鋰和鎳的比例將增加到22%，鈷的比例增加到65%，因為越來越多的汽車即將報廢。由于更高的回收目標，在2035年，回收電池的供應(yīng)將進一步減少對原材料的需求，鋰減少6%，鈷減少2%，鎳減少1%。
回收對減少原材料需求的影響
電動汽車的回收利用從2030年開始產(chǎn)生強烈的影響，而便攜式電子產(chǎn)品的回收利用的影響可能會在2020年后出現(xiàn)。如果鋰、鈷、鎳的供應(yīng)量充足，就能夠在全球范圍內(nèi)迅速推廣電動汽車。對歐洲來說，如果歐洲目前的原材料儲備轉(zhuǎn)化為BEV電池，則將相當于2030年生產(chǎn)2億輛BEV（或2000萬輛BEV沒有回收）的鋰，170億輛BEV（或3億輛沒有回收）的鎳，5億輛BEV（或1000萬輛沒有回收）的鈷。
實現(xiàn)最有效和可持續(xù)的原材料供應(yīng)目標，關(guān)鍵是優(yōu)先使用回收或二次材料，以減少新的一次資源或采礦量，并加強材料供應(yīng)的安全性，防止價格波動。電池原材料的高回收率目標應(yīng)該是這一循環(huán)經(jīng)濟戰(zhàn)略的核心。廢舊電池的再利用（無論是用于固定存儲或要求較低的移動應(yīng)用）也有助于消除生產(chǎn)新電池和原材料的壓力。
通過回收有價值的材料，廢舊電池將用于新的產(chǎn)品，延長了原材料的使用時間。尤其是電池中的關(guān)鍵金屬鈷和鋰。歐盟委員會提出的新電池法規(guī)對鋰離子電池有具體的回收目標：
2025年鈷、鎳和銅的回收率為90%，2030年為95%；
2025年鋰的回收率為35%，2030年為70%。
根據(jù)EV電池的回收量預(yù)測，不斷增長的原材料需求將得到進一步緩解。
新電池法規(guī)還要求到2025年回收效率（回收投入和回收產(chǎn)出的權(quán)重比）達到65%，到2030年達到70%。此外，提案還規(guī)定了對鈷、鎳、鋰和銅的具體回收率：
鈷、鎳、鋰和銅的具體回收率
除此之外，歐盟委員會還規(guī)定了到2030年新電池的最低再生成分比例：
新電池最低再生成分比例
回收確保原材料安全
可回收的電池主要來自EV中已達到使用壽命（或二次應(yīng)用中的使用壽命）的電池，但也可能來自：生產(chǎn)廢棄電池、測試用電池、不合格產(chǎn)品、非銷售（退回廠商）車輛、道路事故和其他類型的電池更換。所以，用于回收利用的電動汽車電池可以具有同一年生產(chǎn)的電池材料成分，也可能更舊。因此，在未來十年內(nèi)，返回回收公司的EV電池流量不會太大，因為其首次用于運輸（絕大多數(shù)）的平均壽命將超過十年，而第二次使用和電池重復(fù)使用將進一步延長電池的壽命，直到電池到達最后回收階段。然而，由于生產(chǎn)廢棄和更早更換的電池，用于生產(chǎn)電池的材料預(yù)計將在平均10年剛過達到回收階段。
拆解動力電池
根據(jù)循環(huán)能源儲存報告預(yù)計，到2030年，全球170GWh廢舊電池中只有16%（即27GWh）可供歐洲回收商利用，這僅占2030年歐洲電池總需求的4%。根據(jù)T&E計算，歐洲回收商可以為2035年制造的16%的新電池提供材料，即220GWh左右。其他來源的電池（如便攜式電子設(shè)備）可以在電動汽車電池供應(yīng)仍然相對較少的20世紀20年代起到補充作用。
20世紀30年代，電動汽車電池的再生材料數(shù)量將急劇增加：
再生鋰的供應(yīng)量將從2030年的2000噸左右增加到2035年的12000噸（含鋰，而不是碳酸鋰當量（LCE））；
再生鈷的供應(yīng)量將從2025年的4000噸增加到2035年的16000噸；
再生鎳的供應(yīng)量將從2030年的11000噸增加到2035年的94000噸。
回收的供應(yīng)量減少了對原材料需求的壓力，也減少了來自采礦活動的供應(yīng)。到2030年，新EV電池生產(chǎn)所需的鋰、鈷和鎳的回收率分別為5%、17%和4%（基于歐盟委員會的材料回收率）。2035年，回收利用至少可以提供歐洲EV電池生產(chǎn)所需22%的鋰和鎳及65%的鈷。這些計算保守地假設(shè)2035年EV電池仍然是基于液體電解質(zhì)的電池（主要是高密度NMC），并且沒有考慮可能采用更先進的電池化學(xué)。換言之，如果不考慮回收利用，就需要加大其他供應(yīng)來源，包括采礦業(yè)的一次來源和其他地區(qū)的二次供應(yīng)。例如，2035年，在沒有回收的情況下，鈷的供應(yīng)必須增加兩倍（+28%的鎳和+39%的鋰）。
回收對減少原材料需求的影響
電池創(chuàng)新將帶來更大挑戰(zhàn)
面對未來的市場需求，歐盟委員會還提出了鈷的回收利用率為12%，鋰和鎳的回收利用率為4%的目標。不過，由于電池是一個快速增長和高度創(chuàng)新的市場，而且未來（特別是2030年以后）生產(chǎn)的電池類型存在固有的不確定性，因此高回收目標應(yīng)優(yōu)先于更不確定和冗余的回收內(nèi)容目標。例如，LFP（磷酸鐵鋰）電池最近出現(xiàn)了反彈，因為其越來越受廉價中型電動汽車的歡迎，盡管其能量密度較低。如果這一趨勢繼續(xù)下去，并且由于LFP電池不含鈷，那么鈷回收含量目標對于LFP電池來說就變得毫無用處了。另一方面，隨著高鋰含量的固態(tài)電池（金屬鋰電池）可能商用并占領(lǐng)市場，鋰回收含量的目標可能變得更具挑戰(zhàn)性。
鋰電池梯次利用和處理技術(shù)還沒打通
國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心總經(jīng)理原誠寅博士認為：“現(xiàn)在鋰電池梯次利用和之后的處理還有一些技術(shù)路線沒有完全走通，比如磷酸鐵鋰電池中的鋰，現(xiàn)在大家愿意要的是鈷和鎳這些貴金屬，而不愿意去碰鋰或者鐵；另一方面，鋰電池回收利用過程的幾個階段沒有搞明白?！?
第一，車上鋰電池狀態(tài)的監(jiān)測和評估，包括剩余電量、電池壽命預(yù)測。
第二，回收后是直接拆解，還是梯次利用。后者最大的問題是沒有大規(guī)模數(shù)據(jù)，也沒有大規(guī)模應(yīng)用場景，大都在講故事，比如電信行業(yè)，根本沒有那么多適合使用的50安時電芯。
第三，拆解完了材料怎么處理？包括廢液、隔膜怎么處理，取出來的材料是不是先要全部用化學(xué)法萃取成各種金屬，還是中間做一些其他處理。以前一般的套路是先放電，把電解液抽出來，然后物理法粉碎，根據(jù)密度用風(fēng)吹自然分區(qū)，再在不同區(qū)用化學(xué)法萃取。現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，這種玩法因為混著比較多雜質(zhì)，用化學(xué)法萃取金屬效率又比較低，業(yè)界正在尋找更高效、更短閉環(huán)的處理途徑。
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