当前,电动化转型的进程正面临着一项重大挑战:如何快速提升关键矿产的供应能力,以应对电动汽车和可再生能源储能需求的爆发式增长。根据不同的情景预测,到 2050 年全球电动汽车保有量预计将增长 60 倍,市场对于锂、铜、钴、镍等关键矿产的需求量预计将增长 5 至 20 倍。
作为全球最大的电池制造商,宁德时代新能源科技股份有限公司(以下简称“宁德时代”)及其子公司广东邦普循环科技有限公司(以下简称“邦普”)正率先探索电池及其材料的循环经济管理模式,将这一挑战转化为发展机遇。
宁德时代是全球领先的新能源创新科技公司,始终致力于提升电池中再生材料的应用比例。自 2011 年的成立以来,宁德时代已为宝马、特斯拉、丰田、大众等国际知名汽车品牌提供产品与服务。宁德时代的总部位于福建省宁德市,目前已在中国设有 11 座生产基地,并在欧洲建立了两家海外工厂。宁德时代目前在全球拥有超过 10 万名员工,其中研发工程师团队的规模约 2 万人。
宁德时代在中国持续扩大电池回收产能的投资与布局。在 2015 年,宁德时代收购了全球最大电池回收企业——邦普。邦普生产的电池正极材料前驱体的原料来自多元渠道,其中通过废旧电动车电池回收获得的关键矿产比例占比正逐年提升。其大部分产出将直接回流至宁德时代的电池生产体系,实现关键材料的循环利用。
宁德时代与邦普正在携手打造一个循环电池价值链。若这一模式能在整个行业得到推广,将有望创造新的价值增长机遇,同时有效降低供应链中断与原材料价格波动带来的风险。
作为电池制造领域的领军企业,宁德时代深刻意识到循环经济对于降低供应链碳排放以及减少环境污染的重要性。为此,宁德时代与艾伦·麦克阿瑟基金会建立了战略合作伙伴关系,承诺将循环经济正式纳入企业的发展战略,并成为基金会战略合作网络中的首家新能源创新科技企业。
宁德时代在电池生产环节实施一系列多样而互补的循环经济策略,以提升材料的利用率与回收效率:
从设计入手,延长电池使用寿命并易于拆解
在使用过程中持续监测与优化性能,最大化电池使用年限
推广换电模式,优化充电与维护机制,延长电池使用寿命
通过“梯次利用”将退役电池用于对性能要求较低的应用场景
对报废电池进行回收,提取高价值材料用于新电池的再制造
这些循环经济策略可以从产品和材料层面加以分析:
通过重复使用和创新服务模式延长电池使用寿命,实现价值最大化
当电池无法满足电动汽车对性能的高要求时,许多电池仍可在对性能要求较低的应用场景中继续发挥效用。通过重复使用以及租赁、回购、升级等循环商业模式,电池的有效使用寿命可以得以大幅度延长。
当电池不再满足电动汽车的性能标准但仍具备使用功能时,宁德时代会评估其健康状态,并将其转用于对性能要求较低的领域。这一过程被称为“梯次利用”,可在电动汽车的使用寿命结束后,将其电池的有效使用周期延长 5-10 年。典型的应用场景包括:固定式储能系统、备用电源系统、电网稳定控制装置,以及对性能要求较低的物流车辆等。通过梯次利用,原本投入的制造资源和材料可以继续发挥效用,提升整体使用效益。
宁德时代通过多元化的电池产品与服务,积极推动循环商业模式的发展,同时也在重塑大众接触与使用电动汽车技术的方式。电池成本占整车价格的 30%-40%,宁德时代推出的“电池租赁”与“回购”模式,有助于降低消费者的购车门槛,同时确保电池在使用寿命结束后能够返回宁德时代的管理闭环进行循环利用。搭载宁德时代电池的中国汽车制造商蔚来(NIO)表示,70% 的客户选择了“电池即服务”(Battery-as-a-Service)模式,使购车初期成本降低至少 7 万元人民币(约合 9870 美元)。
宁德时代推出的“换电”与“电池升级“等服务模式,为用户提供了充电以外的替代方案。既提升了电池使用的灵活性,同时推动了电池材料的循环利用。其中,电池升级服务尤具价值:在电池技术快速迭代的趋势下,用户仅需更换电池模块即可享受电动汽车的性能提升,同时保留整车的其他部件与材料,从而减少材料与资源消耗。这些创新模式不仅可以维系宁德时代与用户在电池全生命周期阶段的服务关系,还能确保电池材料始终处于可控的循环体系中。
提升材料回收与循环利用的规模与质量
当电池达到使用寿命的末期,其中所含的多种金属和材料可以被回收、加工,并提炼成可用于新电池生产的高品质原材料。为了实现这些关键矿产的高效回收,宁德时代依托其子公司邦普的基础设施体系和工艺,在中国多地布局了战略性回收网络。
我们推动电池的回收,不仅出于环保责任,更因为它能创造长期的经济价值,并支持建设一个具有韧性的全球循环供应链。
宁德时代创始人兼董事长曾毓群博士
在2024年5月香港“世界合一“论坛的发言
邦普的回收流程包括三个关键阶段,用于新的电池制造:
物理拆解阶段:对废旧电池进行安全拆解,分离出关键部件;
湿法冶金阶段:通过化学工艺从拆解部件中提取有价金属;
前驱体合成阶段:将回收金属加工为阴极前驱体材料,并可与原生矿物混合,用于制造高性能电池正极材料。
邦普的三阶段回收体系:
邦普用于生产电池前驱体材料的原材料主要来自四个渠道:全球原生矿物、宁德时代工厂的生产废料、废旧电动汽车电池,以及黑粉(来自已经过初级处理的废旧电池)。尽管目前用于生产的原料仍以原生矿产为主,邦普已建立了可动态调整的原材料配比机制,能够根据回收电池供应量的变化灵活调整原材料比例。公司计划在未来十年内实现以回收材料为主要原材料的目标,助力宁德时代逐步减少对原生矿物的依赖。
宁德时代与邦普共同打造的电池循环经济体系,旨在保持经济竞争力的同时,支持电动交通与能源系统的可持续增长。
展望未来,宁德时代设定了明确的循环经济目标:在主要市场建立完善的回收网络,逐步提高新电池中再生材料的使用比例,并通过跨行业合作伙伴推动全球电池回收与再利用的规模化发展。
对宁德时代而言,践行循环经济不仅是一种责任,更是驱动创新、构建一个惠及全球产业与相关共同体的体系。
——宁德时代循环经济全球负责人宋丹(Sandy Song)
在未来几年里,随着首批大规模电动汽车逐步进入退役期,报废电池的数量将大幅攀升。这既意味着挑战,也孕育着机遇。宁德时代与邦普所构建的基础设施网络与技术将迎来空前考验,并需要通过科学有效的管理,来验证循环发展路径在整个行业中的可行性。