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动力电池回收,如何做到“芯中有数”?

全新升级的宝马动力电池全生命周期管理体系


随着电动汽车越来越多,动力电池回收问题越发受到关注。如何确保每一块动力电池都能一个不落地回收起来?


如果每一块电池都有像人一样的“身份证”,而且还有个系统能够定时收集这个电池发来的信息,那就简单多了。


其实,宝马就用这样的数字化技术,建立了覆盖每一个电芯的动力电池监控平台。真正做到“芯中有数”之后,宝马又以此为基础打造了全闭环的动力电池全生命周期管理体系。


为什么宝马要花这么大的力气在这上面呢?


12月8日,在北京运通嘉宝4S店,《电动汽车观察家》就这个话题与华晨宝马中国新能源汽车业务部总监葛汉明及其团队成员进行了深入交流。今天,我们就来详细了解一下,宝马对此是如何认知的,又是如何付诸实践的。


01

动力电池回收:可持续发展企业的必然选择


电动汽车在使用过程中是零排放的,这毋庸置疑。


不过,要普及电动汽车,还需要全生命周期考察电动汽车的碳排放,不仅仅考察使用环节,还要考察电力的生产供应环节、电动汽车的生产以及报废回收环节。


根据北京理工大学的研究,生产一辆电动汽车比生产一辆内燃机汽车,碳排放还要高近六成。无疑,电动汽车的生产环节是减碳的重点。


而在电动汽车的生产过程中,碳排放的“大头”之一,是电池生产,占电动汽车生产总体碳排放的近20%。


电池生产的碳排放约占电动汽车生产总体碳排放的近20%


显然,如果能够大幅降低电池生产环节的碳排放,将有效降低电动汽车的总体碳排放。


解决方案之一,就是动力电池回收。根据清华大学的研究,动力电池原材料闭环回收,能够有效减少矿产资源开采中70%的碳排放量,显著降低动力电池全生命周期的碳足迹。


除此之外,动力电池回收还能解决电动汽车行业的两个痛点。


首先,目前动力电池回收市场有待规范,一些小作坊在回收过程中,采用简单粗暴的手段拆解、破碎电池,容易导致环境污染;其次,电池材料供应不稳定,价格波动巨大。


建立正规的、受监管的动力电池回收体系,不仅有助于环境保护,还能保障电池材料的稳定供应。届时,退役动力电池就将真正成为“车轮上移动的矿山”。


那么,宝马对此是怎么认知的呢?


“我们认为仅仅通过变更动力系统来减少碳排放是不够的,要全面考虑电动车在生产、使用和回收过程中的碳足迹。”葛汉明表示,“所以我们一直与合作伙伴协同推动绿色创新和实践,在整个产业链上推行低碳和循环经济。”


华晨宝马中国新能源汽车业务部总监葛汉明


对于动力电池的减碳要求,各国政府也日益重视,宝马在动力电池回收上深入布局,是不是为了响应政府要求呢?


葛汉明表示,“宝马一直以来都非常关注可持续发展与循环经济,我们开展动力电池全生命周期管理不仅仅是因为政策要求,也不仅仅是出于经济利益考虑,我们认为企业要真正为社会的可持续发展做出贡献。”


前几年,由于动力电池需求暴涨,而电池材料供应扩产的产能释放有限,加上市场炒作等行为,电池材料比如碳酸锂,一度高达70万元/吨,但近来,由于需求增幅放缓,碳酸锂价格降到每吨10几万元。在暴涨之时,很多人投身动力电池回收,觉得有利可图。如今价格暴跌,动力电池回收又将变成微利、甚至是无利可图的生意。


对此,葛汉明表示,价格在商业模式上确实很重要,“但是我们不能只看这些原材料短期的价格波动,更应该关注长期的发展以及将碳足迹纳入考量。”


强化动力电池全生命周期管理,其实与宝马的三大战略——“电动化、数字化、循环永续”都密切相关,是其发展“负责任的电动化”、践行循环经济的关键一环。


宝马是首个加入科学碳目标倡议(SBTi)组织发起的“1.5℃控温目标行动”的德国车企,并提出“360度全链减碳”理念。其目标是到2030年,单车全生命周期的碳排放量与2019年相比降低至少40%,并承诺最迟到2050年实现全价值链达到气候中和。


有这样的大战略、大目标在前,宝马在动力电池领域的减碳选择,就是必然之举了。


02

“芯中有数”


“宝马的理念是‘无责任、不豪华’,我们的动力电池全生命周期管理体系就是非常好的例子。”葛汉明对媒体说。


2018年,新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台(简称“国家溯源管理平台”)启动,要求主机厂对电池的生产、销售、回收进行追溯并上传数据到国家平台。而早在2017年,宝马就已经开始布局自研的动力电池溯源管理系统,可见其前瞻性。


基于在中国市场积累的丰富实践经验,宝马于今年9月30日正式上线了全新升级的动力电池全生命周期监控平台。全新升级的管理平台打通了电池从生产到回收的全链条数据闭环,实现电池生产商、宝马研发、生产及销售系统、经销商、物流供应商、电池回收商等上下游各方的数据同步,通过高度集成的信息让每块电池的“行踪”都更加透明、可追溯。


具体而言,宝马对动力电池的追踪已达到电芯级别,即每一块电池、每一套电池模组、每一个电池包都有专属编码,都能进行独立的状态监控。此外,升级后的系统采用了宝马集团与清华大学合作开发的电池健康状态评估算法,可实现每30秒采集更新数据,利用海量的电池实时数据,结合电池种类参数、每次充放电电量、行驶里程等大数据评估电池寿命,并能将电池状态及时反馈宝马后台。


这套新系统带来的另一个益处是,在电池进入回收环节之前,就已经有了该电池详细的健康状态信息。几年前,业界很多人都对动力电池梯次利用泼冷水。因为,用过多年的电池,如同“黑匣子”,电池的电化学性能发生了哪些衰减,都不得而知。需要拆解之后,一一检测,拿出一份详尽的“体检报告”,再来重新对电池进行分组、打包,再利用。其成本,可能还不如直接用新电池。而宝马的这套新系统为解决这个行业难题提供了有益的启发,有助于相关业务部门提前统筹电池售后、回收等情况。


除了提升对电池实时状态的监测之外,该平台还在原有的车辆生产、销售和电池回收模块之外,增加了电池研发、生产、梯次利用等新模块,打通上下游合作伙伴的“数据闭环”,让每一块电池的每一个生命阶段都更加透明、可追溯。


由此可见,宝马已将一个单一的电池业务系统,升级成了一个赋能全产业链的数字化平台,为行业同仁提供了有益的借鉴。


03

全闭环回收系统


经销商是动力电池回收的起始节点,也是“动力电池回家”的第一站。


开头提到的北京运通嘉宝,是第一批获得“BMW领创绿星项目”认证的宝马经销商店。该项目是中国汽车行业首个面向经销商的可持续服务体系,旨在从“绿色环境、绿色能源、绿色运营、绿色践行”四个方面赋能经销商提升绿色竞争力,推动经销商绿色转型。


其中,在“绿色环境”方面,建设符合国家标准的“退役动力电池专用储藏间”就是一个必达项。


北京运通嘉宝的退役动力电池专用储藏间


在北京运通嘉宝,我们就看了这样一个退役动力电池储藏间。它配备摄像头、烟感系统、安全箱等,以及采用统一的消防、管理规章制度。比如说,它必须有用于动力电池消防的水基灭火器;在进入储藏间时,工作人员还需要在门口的静电消除装置消除静电等等。


目前,全国超三分之二的宝马经销商已设立符合国家标准的电池回收服务网点,预计明年全部宝马经销商店都将完成该配备。


那么从经销商的储藏间运出去的退役动力电池,又去了哪里?


答案是与宝马合作的动力电池回收供应商——浙江华友循环科技有限公司(“华友循环”)。


2022年,宝马集团与华友循环携手,率先打造了国产电动车动力电池原材料闭环回收模式。今年9月,双方合作升级,在华销售的所有宝马电动车——包括全部国产与进口电动车型,都已被纳入该体系。通过与华友循环合作,对电池中镍、钴、锂等核心原材料进行高比例提炼,这些再生原材料将全数返回宝马国内电池生产体系,用于新电池的生产制造,从而实现资源的循环利用。


截至2023年11月底,已有超过1000吨的再生原材料被成功提炼并用于新电池的生产,搭载在国产宝马电动车型上。


通过闭环回收模式获取的再生电池原材料


除了回收提炼原材料之外,对于剩余容量较高的退役电池,宝马还通过多种梯次利用模式将其二次利用。


此前,宝马与华友循环合作开发了退役动力电池在工厂叉车上梯次利用的场景,成为中国首家实现动力电池梯次利用的汽车制造商。目前,宝马沈阳生产基地共有38台物流设备已使用梯次利用的退役动力电池,日后这个数量还将不断增长。


与此同时,双方还在宝马沈阳生产基地探索更多使用场景,如今年5月,宝马铁西工厂里达厂区正式启动运营绿电梯次储能项目,即BMW iX3退役电池模块被改造成为梯次储能柜,配合光伏组件,化身为“绿色光储一体站”,以满足厂区日常用电需求。


宝马动力电池梯次利用场景-铁西工厂里达厂区绿色光储一体站


中国无论是在电动汽车推广应用,还是动力电池回收利用领域,均处于全球领先地位。宝马始终坚持“家在中国”战略,在全力推进电动化转型的同时,积极践行“负责任的电动化”,携手本土合作伙伴推动全价值链的循环降碳,在中国市场积累了丰富的实践经验。


在联合国全球契约组织(UNGC)上个月发布的《动力电池碳足迹及低碳循环发展白皮书》里,宝马作为汽车制造商代表,为报告提供了退役动力电池原材料闭环回收方面的实践经验,其中的很多内容,都来源于中国市场。


宝马集团入选《动力电池碳足迹及低碳循环发展白皮书》企业案例


“现在新能源汽车产业发展很快,我们开展动力电池闭环回收,也是在为未来打好基础。我们非常乐意和全世界分享我们的实践经验,未来也会把在中国市场积累的经验带到其他市场上去。”葛汉明如是说。

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