大力發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)既是中國推動綠色經(jīng)濟(jì)、實現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的關(guān)鍵舉措，也是上海市建設(shè)具有國際影響力的科技創(chuàng)新中心的重要組成部分。根據(jù)上海市新能源汽車公共數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測研究中心數(shù)據(jù)顯示，上海新能源汽車年銷量從2014年的1.1萬輛升至2020年的12.8萬輛。截至2020年，上海新能源汽車保有量達(dá)42.5萬輛。動力電池作為新能源汽車核心零部件，其生命周期遠(yuǎn)低于新能源汽車正常使用壽命。一般而言，新能源汽車平均使用壽命為15年，乘用車動力電池生命周期約8年，商用車動力電池生命周期則低于5年。

伴隨著近年來上海市新能源汽車銷量井噴式遞增，預(yù)計2022年上海市將迎來動力電池的退役潮。然而，目前上海尚未形成完善的動力電池回收再利用體系，這無異于阻礙了新能源汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。2021年政府工作報告首次提出“加快建設(shè)新能源汽車動力電池回收再利用體系”。上海作為中國最早推廣新能源汽車且新能源汽車保有量最多的城市，應(yīng)盡快完善動力電池回收再利用體系，實現(xiàn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。

一、完善廢舊動力電池回收再利用體系的迫切需求

（一）EPR制度下的新能源汽車企業(yè)生存需求

2021年，工業(yè)和信息化部門、科技部、生態(tài)環(huán)境部、商務(wù)部、市場監(jiān)管總局聯(lián)合印發(fā)《新能源汽車動力蓄電池梯次利用管理辦法》，明確落實生產(chǎn)者責(zé)任延伸（Extended Producer Responsibility，EPR）制度，要求新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)建立動力電池回收渠道，負(fù)責(zé)回收新能源汽車使用及報廢后產(chǎn)生的廢舊動力電池，進(jìn)行梯次利用或再生利用。伴隨著新能源汽車廢舊動力電池的退役浪潮逼近，盡快完善廢舊動力電池回收再利用體系是EPR制度背景下新能源汽車企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的必經(jīng)之路，有利于保障新能源汽車行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

（二）可持續(xù)發(fā)展中的城市生態(tài)安全需求

廢舊動力電池若采取普通垃圾處理方法（包括填埋、焚燒、堆肥等），其內(nèi)所含的鈷、鎳、鋰、錳等金屬及無機(jī)、有機(jī)化合物將對大氣、水、土壤造成嚴(yán)重污染，威脅城市生態(tài)安全。若隨意掩埋或丟棄廢舊鋰離子電池，不但會泄漏有毒物質(zhì)，當(dāng)電池溫度升高時，有機(jī)溶液會與電極表面之間還會發(fā)生劇烈反應(yīng)，甚至當(dāng)隔膜破損后，電極容易發(fā)生短接而致使電池爆炸，嚴(yán)重危及人民生命安全。因此，有必要建立高效、精細(xì)的動力電池回收再利用體系，保障城市生態(tài)安全并實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

（三）稀缺性視角下的國家戰(zhàn)略資源保障需求

廢棄動力電池含有諸多具有回收價值的金屬，其中鋰、鈷、鎳是鈷酸鋰、三元材料等主流鋰離子電池正極材料的重要組成元素。目前，中國動力電池生產(chǎn)對貴重金屬的需求與其儲量匹配失衡。以鈷為例，中國鈷儲量僅占全球1%，70%的鈷資源已用于電池生產(chǎn)與開發(fā)，國內(nèi)市場95%的鈷依賴進(jìn)口。據(jù)廢舊動力電池回收行業(yè)報告顯示，廢舊三元電池中鋰、鎳和鈷的平均含量分別為1.9%、12.1%和2.3%。再生利用可通過拆解再生和化學(xué)方式提取，將鈷、鎳、鋰等貴金屬再次作為生產(chǎn)原料投入使用。隨著新能源汽車市場需求不斷擴(kuò)大，動力電池原材料匱乏已成為制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素。因此，對廢舊動力電池的回收再生利用有助于緩解中國儲能資源短缺的現(xiàn)狀，能夠提高資源利用效率并降低資源對外依存度，具有保障國家戰(zhàn)略資源安全的重要意義。

二、完善廢舊動力電池回收再利用體系的關(guān)鍵瓶頸

（一）不同類型廢舊動力電池性能差異亟需考慮

一方面，不同類型汽車搭載的動力電池重量存在差異。根據(jù)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》的文件，新能源汽車主要包括純動力汽車和插電式混合動力汽車兩類（燃料電池汽車因經(jīng)濟(jì)性不足暫不考慮），不同類型的汽車搭載的動力電池重量差異較大。例如，純電動汽車的電池平均重量不低于550kg，而插電式混合動力汽車的電池平均重量不足250kg。另一方面，考慮新能源汽車的用途因素，動力電池壽命也存在差異。一般來說，乘用車的動力電池壽命約8年，車輛壽命周期內(nèi)需更換2次電池，商用車的動力電池壽命低于5年，車輛壽命周期內(nèi)需更換3次電池。這些性能標(biāo)準(zhǔn)差異加大了動力電池報廢量及再利用需求的預(yù)測難度。

（二）回收再利用技術(shù)與模式的雙重困境亟需突破

廢舊動力電池回收模式有待規(guī)范。根據(jù)招商證券數(shù)據(jù)顯示，2020年中國退役動力電池市場價值達(dá)131億元，預(yù)計2025年其市場價值可達(dá)354億元。對廢舊動力電池進(jìn)行高效回收是實現(xiàn)這一市場價值的第一步。目前廢舊動力電池回收模式以生產(chǎn)者自主回收、生產(chǎn)者主導(dǎo)的第三方回收和生產(chǎn)者主導(dǎo)的聯(lián)合回收模式為主。在運營方面，回收標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、回收過程不規(guī)范、回收資源利用效率不一致、重復(fù)建設(shè)降低規(guī)模效應(yīng)等問題還有待完善；在收益方面，回收價格不統(tǒng)一、回收利益分配不明確、回收權(quán)責(zé)方不明晰等諸多問題凸顯，限制了廢舊動力電池的有效回收。

廢舊動力電池梯次利用應(yīng)用場景有待拓展。廢舊動力電池梯次利用包含兩個層次，第一梯次利用場景（電池容量為40%～80%）主要為儲能系統(tǒng)，如風(fēng)電儲能、分布式能源系統(tǒng)等，而第二梯次利用場景（電池容量為20%～40%）主要為低速電動車，如電動自行車、AGV低速物流車等。這兩種場景的市場需求均受政策制度、經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展、環(huán)境壓力等因素影響，導(dǎo)致梯次利用的市場需求預(yù)測復(fù)雜、場景推廣具有難度。上海市目前動力電池梯次利用的推廣程度較低，僅少數(shù)企業(yè)應(yīng)用梯次利用的動力電池，如上海電機(jī)廠將電動車淘汰的電池組用到園區(qū)的儲能系統(tǒng)。因此，考慮不同層次梯次利用的交叉場景能最大化挖掘廢舊動力電池的潛在市場價值。

廢舊動力電池再生利用技術(shù)有待突破。廢舊動力電池再生利用需通過破碎、拆解和萃取，使得有效資源重新用于新電池的生產(chǎn)制造。但現(xiàn)有再生利用技術(shù)具有較高的環(huán)境維護(hù)成本，處理過程中不僅工序復(fù)雜，具有交叉污染的風(fēng)險，其所產(chǎn)生的廢氣、廢液和廢渣還必須實現(xiàn)完全回收、經(jīng)過凈化處理達(dá)標(biāo)后排放。同時，受現(xiàn)有技術(shù)限制，再次利用所用的化學(xué)沉淀法、萃取法、電化學(xué)沉積法導(dǎo)致目標(biāo)金屬分離困難，降低了再生效率。從技術(shù)上克服環(huán)境維護(hù)成本高、再生損失率高是再生利用實現(xiàn)規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵。

（三）廢舊動力電池的全過程處置體系亟需建立

目前，上海市尚處于動力電池回收利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式的探索階段，未建立動力電池回收、拆解、處理、再利用的全過程處置體系。在回收方面，目前上海已建成364個暫存性電池回收服務(wù)網(wǎng)點、2個第三方集中型存儲網(wǎng)點，2021年底回收網(wǎng)絡(luò)將基本覆蓋全市；在梯次利用方面，上海電氣和上海煦達(dá)等企業(yè)榮獲中國梯次利用標(biāo)桿企業(yè)獎，但仍需進(jìn)一步探索上海特色的梯次利用應(yīng)用場景；在再生利用方面，相比京津冀和珠三角地區(qū)，上海尚缺乏再生利用企業(yè)及本地資源循環(huán)再利用的能力。2019年，在工信部發(fā)布的符合《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》企業(yè)名單中，申報類型為再生利用的8家企業(yè)中1家位于京津冀地區(qū)，3家位于珠三角地區(qū)，上海市并沒有再生利用企業(yè)入圍。目前上海市的回收及再生利用現(xiàn)狀，無法適應(yīng)未來新能源汽車的持續(xù)發(fā)展以及大規(guī)模退役動力電池的回收再利用。

三、完善廢舊動力電池回收再利用體系的幾點建議

（一）加強(qiáng)廢舊動力電池回收供給端精細(xì)化管理

對廢舊動力電池進(jìn)行分類管理?？紤]動力電池回收模式差異、不同用途的新能源汽車動力電池壽命差異、不同類型的新能源汽車搭載動力電池重量差異，應(yīng)對廢舊動力電池進(jìn)行分類精細(xì)化管理，細(xì)節(jié)考慮動力電池類型（如三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池）、新能源汽車用途（如商用車和乘用車）、每臺汽車搭載動力電池重量（如純電動汽車和插電式混合動力汽車）等因素，將新能源汽車劃分為不同類型，如三元鋰電池純電動乘用車、三元鋰電池純電動商用車、三元鋰電池插電式混合動力乘用車、三元鋰電池插電式混合動力商用車、磷酸鐵鋰電池純電動乘用車、磷酸鐵鋰電池純電動商用車等。

構(gòu)建動力電池報廢量科學(xué)預(yù)測體系。新能源汽車動力電池報廢量的科學(xué)預(yù)測是完善廢舊動力電池回收再利用體系的關(guān)鍵前提。一是精準(zhǔn)預(yù)測新能源汽車銷量，通過系統(tǒng)刻畫影響上海市新能源汽車市場發(fā)展的關(guān)鍵因素，其中驅(qū)動因素包括新能源汽車性能、充換電設(shè)施數(shù)量、財政補(bǔ)貼等；抑制因素包括新能源汽車平均價格、動力電池平均價格、充電成本，通過系統(tǒng)仿真對不同政策情境下的上海市新能源汽車銷量進(jìn)行科學(xué)預(yù)測。二是，綜合考慮新能源汽車保有量、動力電池重量差異、壽命差異等因素，構(gòu)建動力電池報廢量的動態(tài)預(yù)測體系，該體系的預(yù)測結(jié)果將對廢舊動力電池回收再利用體系的規(guī)模和結(jié)構(gòu)設(shè)計具有指導(dǎo)意義。

（二）推進(jìn)廢舊動力電池再利用需求端應(yīng)用場景合理化拓展

納入上海市本土清潔能源發(fā)電儲能體系。第一梯次利用（電池容量在40%-80%區(qū)間）可應(yīng)用于上海市存在儲能需求的相關(guān)領(lǐng)域，尤其是本土清潔能源儲能領(lǐng)域。目前上海市電力結(jié)構(gòu)以火力發(fā)電為主。根據(jù)上海市統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)，上海市2019年總發(fā)電量為822.13億千瓦時，其中以煤炭燃燒為主的火力發(fā)電量占總發(fā)電量的95.2%。由于風(fēng)電和光伏發(fā)電具有隨機(jī)性、間歇性和波動性，且具有反調(diào)峰特性，將廢舊動力電池的梯次利用納入儲能系統(tǒng)不僅能豐富其應(yīng)用場景，還能將風(fēng)電、光伏發(fā)電等間歇可再生能源發(fā)電量進(jìn)行消納，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，有助于解決上海市本土清潔能源發(fā)電儲能問題。

應(yīng)用于分布式循環(huán)充電系統(tǒng)服務(wù)智能港口建設(shè)。第二梯次利用（電池容量在20%-40%區(qū)間）可應(yīng)用于集裝箱碼頭的分布式循環(huán)充電系統(tǒng)。根據(jù)交通運輸部《交通運輸行業(yè)重點節(jié)能低碳技術(shù)推廣目錄（2019年度）》，在集裝箱碼頭采用全電動驅(qū)動的AGV替代傳統(tǒng)柴油集裝箱卡車，建立分布式循環(huán)充電系統(tǒng)，兼顧充電及集裝箱作業(yè)，能夠減少能源消耗及污染物排放。上海市作為全球航運中心，將廢舊動力電池的梯次利用應(yīng)用于分布式循環(huán)充電系統(tǒng)，這將推進(jìn)AGV小車的應(yīng)用，助力于港口的智能化升級和綠色低碳建設(shè)。

聯(lián)合城市換電站網(wǎng)絡(luò)為低速電動自行車補(bǔ)能。第二梯次利用可應(yīng)用于低速電動自行車充電場景。電動自行車作為綠色、靈活和具有韌性的交通工具，是綠色交通系統(tǒng)不可或缺的組成部分。2021年，中國電動自行車保有量已超過3億，并仍在以每年30%的速度遞增，僅以擁有常住人口30萬的上海浦東新區(qū)北蔡鎮(zhèn)為例，電動自行車保有量已達(dá)到8萬，實現(xiàn)電動自行車高效環(huán)保充電成為關(guān)乎民生的重要問題。結(jié)合目前已初見規(guī)模的城市換電站網(wǎng)絡(luò)，將廢舊電池應(yīng)用到低速電動自行車的補(bǔ)能系統(tǒng)中，不僅拓展了廢舊動力電池梯次利用的應(yīng)用場景，同時還有利于解決公共交通出行“最后1公里”難題，有助于上海市綠色立體交通出行體系的構(gòu)建。

（三）健全市場機(jī)制實現(xiàn)廢舊動力電池回收再利用供給-需求平衡

明確動力電池回收再利用市場準(zhǔn)入門檻，提升回收再利用處理能力。針對上海廢舊動力電池回收再利用處理能力不足的問題，依據(jù)廢舊動力電池報廢預(yù)測體系，明確能夠體現(xiàn)市場特質(zhì)的動力電池回收與再利用市場準(zhǔn)入門檻。一是引入專業(yè)型第三方廢舊動力電池回收及再利用企業(yè)，同時采用押金和獎勵并行制度提高新能源生產(chǎn)企業(yè)和消費者對動力電池回收的積極性；二是確定回收環(huán)節(jié)企業(yè)責(zé)任，完善動力電池回收模式，加強(qiáng)回收渠道及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，提高動力電池回收率；三是促進(jìn)電子溯源技術(shù)和區(qū)塊鏈技術(shù)的推廣應(yīng)用，提高動力電池梯次利用率。

推進(jìn)綠色能源及綠色交通體系發(fā)展，合理化再生利用產(chǎn)業(yè)布局。綠色能源和綠色交通體系的快速發(fā)展以循環(huán)能源再生利用為關(guān)鍵基礎(chǔ)，該領(lǐng)域的可持續(xù)快速發(fā)展是促進(jìn)廢舊動力電池回收再利用產(chǎn)業(yè)布局的主要驅(qū)動力。一是刺激需求場景的增加，促進(jìn)動力電梯再利用場景的有效拓展，如在港口推廣AGV小車應(yīng)用、加快建設(shè)城市電動自行車充電換電站網(wǎng)絡(luò)；二是積極引入廢舊動力電池再生利用的企業(yè)落戶，完善再生利用產(chǎn)業(yè)布局，加強(qiáng)動力電池回收網(wǎng)絡(luò)與再利用網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)動機(jī)制；三是增強(qiáng)再生利用技術(shù)的安全性，加強(qiáng)產(chǎn)教融合的雙引擎制度建設(shè)，有效促進(jìn)廢舊動力電池再生利用技術(shù)成果的市場轉(zhuǎn)化，提高動力電池再生利用率。

[本文依托于2021年上海市“科技創(chuàng)新行動計劃”軟科學(xué)重點項目——基于供給-需求端預(yù)測的動力電池回收再利用模式設(shè)計及對策研究：以上海市為例（批準(zhǔn)號21692109300）。作者張李浩系上海海事大學(xué)物流科學(xué)與工程研究院副教授，張默系上海海事大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院副教授。]

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澎湃新聞“申論”專欄延續(xù)《東方早報·上海經(jīng)濟(jì)評論》同名專欄風(fēng)格，聚焦上海命題，在細(xì)節(jié)中觀察戰(zhàn)略，在現(xiàn)實中建設(shè)理想之城。