法国蒙田研究所的气候与环境项目主管雨果-贝尔纳（Hugues Bernard）和经济项目主管拉斐尔-塔万提-盖齐米安（Raphaël Tavanti-Geuzimian）于2024年2月在蒙田智库官网（Institut Montaigne）发表了一篇名为“能源：需要发挥的优势——电池回收利用”的文章。以下是文章的主要内容：

电动车主要使用的是锂电池，其价值链大部分由亚洲各国尤其是中国掌握。对于法国乃至整个欧洲来说，随着电动车市场的崛起，减少对外部供应特别是中国的金属处理能力的依赖，变得越来越重要，因为未来对电池的需求将大幅增长。电池回收是将构成合金的金属分离出来，以便重新投入生产链。这有助于减少使用者（尤其是电动车）在其生命周期中的碳足迹。对于法国和欧洲来说，挑战在于建立一个高效的产业链。许多金融和法规工具以及共同的政治意愿已经就位（如欧洲电池联盟、欧盟共同利益重要项目“PIIEC”、绿色协议）。此外，它可能依赖于正在欧洲兴起的生产生态系统，尽管还有许多问题需要澄清。

第一部分：电池成为新的战略竞争核心，涉及多方面的战略问题

电池是能源转型的支柱之一，涉及到气候和工业等问题。它们特别需要通过大规模的电气化来减少化石能源的消耗，特别是个人和轻型移动交通的电气化。轻型车辆的电气化已经使得法国在2013年至2022年之间避免了近2.8百万吨的二氧化碳排放。全球范围内，电动车总共有约3000万辆，并且呈现出强劲的增长，无论是已经实现的（2018年至2022年期间存量增长了5倍），还是预期的（国际能源署预测平均每年增长30%）。这一趋势可能会深刻改变电网，尤其是通过增加能源生产来源、生产变化的可变性和相关储存需求，这都需要大规模的投资。事实上，电池是某些电力嵌入式用途以及道路移动的碳减排所必不可少的系统。目前，有几种类型的电池，如铅酸电池或镍氢电池，在21世纪初期，镍氢电池在混合动力车辆市场上占据主导地位。目前，锂电池（BLI）已成为移动和一般电子产品的首选技术。事实上，在移动领域，它们具有许多优势，特别是能够提供比所有竞争技术都高得多的能量密度。由于它们装备了绝大多数电动车，因此对BLI的需求预计将大幅增长。在全球范围内，根据所选方案，到2050年，正在使用的电池总量可能会达到每年0.5-1百万吨。这种增长将主要受到可再生能源部门以及电动车队的推动，后者得到全球范围内许多政府政策的支持。

各国政府对电动车的政策

1.欧盟：欧洲绿色协议旨在使欧盟成为一个在2050年达到零碳目标的有竞争力、资源节约型经济体。该目标要求能源系统减碳和到2050年大幅减少与交通有关的排放。为此，它计划大幅增加零排放或低排放车辆，从2025年的1300万辆增加到2030年的3000万辆。2022年6月，欧洲议会还投票决定从2035年开始禁止销售配备内燃机的新轻型商用车。

2.中国：中国已成为全球电动车的领导者，并且最终目标是实现100%电动化汽车工业。中国采取了一项特别雄心勃勃的支持政策，早在2001年在“863计划”的框架下就已经体现出来，这个计划提供了丰厚的补贴、配额和长期目标的有利框架。中国政府自2009年起实施了一项重要的补贴政策，到目前为止，购买电动车或混合动力车的买家可以免税至2027年。自2019年以来，还设定了配额，要求中国汽车生产商和进口商销售或进口电动车。

3.美国：除了已经强大的企业群体外，美国还依靠《通胀削减法案》（IRA）。该法案向购买电动车的个人以及生产电池或其组件的制造商提供慷慨的税收抵免。当前全球电池生产的核心主要来自亚洲（95%），中国（53%）、日本（20%）和韩国（17%）分别占据主导地位。

中国已将电池工业作为国家战略利益大力支持，这使得它一方面可以在新兴行业中立足，控制工业和战略逻辑；另一方面，可以弥补它在热能领域的滞后。中国目前通过控制价值链，在生产锂、钴、镍、锰、石墨等生产所需的大多数化学品和冶金产品方面保持战略地位。尽管中国不会自行提取这些金属或者只提取少量，但从资本主义的角度来看，中国企业持有全球超过50%的石墨、锂和钴提取权益。这种价值链控制还延伸到海外矿山，直到阴极生产和装配工厂，由中国的两家巨头宁德时代和比亚迪推动。因此，全球对中国的依赖主要体现在金属处理能力上，而不是其自然储备，与一种持久的观念相反。这种情况更普遍地反映了中国在许多能源转型价值链上的主导地位。除了电池外，还有更广泛的技术领域也需要大量的关键矿产。用于电动和混合动力车辆、太阳能电池板或某些风力涡轮机永磁体中的稀土就是一个鲜明的例子。

对于电池价值链的这种控制已经引起了欧美的双重回应。

在欧洲，电池行业从一开始就受到了欧盟成员国和委员会的关注。自2017年以来，欧洲电池联盟这个欧洲范围内的倡议已经启动。它汇集了众多参与者（主要是工业参与者），分布在多个成员国，规模各异，但也包括一些机构参与者，如欧洲投资银行（BEI）。其目标是推动跨国工业生态系统的发展。随后，几个欧洲国家联合起来，以支持两个PIIEC计划，允许国家资助生产工具。第一个计划于2020年获得批准，很快被称为电池方面的空客，它汇集了7个成员国（包括法国），计划投资32亿欧元，以促进欧洲生产业的建立。第二个计划于2021年获得批准，联合了11个成员国，提供了29亿欧元的公共补贴，并设定了90亿欧元的私人资本目标。这些补贴是现行内部竞争规则的例外，而这些规则在中国或美国不存在，这两个国家正在投资大量资金来加强本地供应链。

美国则依靠IRA。该法案为碳减排技术部署了3700亿美元的税收抵免和资金。此外，潜在的私人资本动员、直接和间接的融资确保了美国在金融实力上无与伦比。

电池回收的挑战

电动汽车的锂电池在10至15年后达到第一生命周期的尽头。然后，它们可以被丢弃，或者通过重新加工以延长使用寿命（第二生命），或者进行回收。当电池被回收时，分离出构成阴极的主要金属，以便将它们重新用于制造新电池。该过程还可以回收贵金属，如钴、镍、铝（仅适用于包含电池的外壳），以及未来的锂，目前只有实验室中才能回收。此外，BLI的精确组成并没有被系统地记录下来，而且不同的化学组成（LFP、LCO、NMC、NCA）使得单一的回收过程变得困难。因此，在世界范围内根据使用的不同电池类型约有15种不同的回收过程。主要的电池回收技术包括：

1.热冶炼：这种方法利用热量分离金属，并直接利用电池的能量。如今，这种回收方法的场地越来越少，主要是因为它几乎不能回收锂，对锰的回收效率也低。由于BLI中的材料具有危险性，这种方法也可能是危险的：电解液可以与水反应产生有毒气体，就像锂和钴、镍和锰这样的金属可能污染水和土壤一样。

2. 湿法冶金:在水冶冶金工艺中，该过程基于使用水溶液。在研磨后，金属通过浸出被溶解成一种溶液形式，随后对其进行处理以分离和隔离不同的金属。随后，这些金属可以被纯化。这些方法如今占主导地位，因为它们在金属回收方面更为高效，无论是在数量还是质量方面，尽管它们更为复杂。

3.综合回收：这种技术结合了前面提到的两种方法，以实现优化。例如，它可以涉及热处理后的化学精炼，然后通过湿法冶炼处理主要金属。除了其他方法之外，还有一些化学和生物冶金方法正在研究中，尽管它们的可行性仍然太低，无法进行规模化。电池回收是一个充满活力的研究领域，吸引了许多参与者，包括企业和研究机构。首先，它涉及到制造商本身以及专门从事该领域的公司。许多创新解决方案不断涌现，包括一些小型但非常灵活的参与者，如法国的初创企业Mecaware，其利用工业废气的突破性工艺最近已经筹集了大量资金，并计划在未来几年内实现规模化。这些参与者有望改变当前的实践方式。

第二部分：原材料供应安全与环境保护

电池回收的主要利益在于它带来的物料节约。欧洲可能部分减少对亚洲原材料的依赖。鉴于电池在欧洲交通系统和能源存储能力中日益重要，对亚洲的依赖构成了一个重大的脆弱性。根据欧洲委员会的数据，欧洲到2050年需要的锂是目前的60倍，钴是目前的15倍。欧洲机构正在准备一项旨在确保关键材料供应的法规——欧盟关于关键原材料的指令，尽管该指令缺乏相关财政支持。金属回收的可能性早已被识别，并且是2008年欧洲原材料倡议的第三支柱。目前，有85%的钴、镍和铜可以从理论上回收利用。而锂的工业回收率非常低，但新的水冶法分离方法应该会大大提高其回收率。欧洲委员会还制定了效率目标：在2027年，阴极活性材料（钴、镍）的回收率应达到90%，锂的回收率应达到50%；到2031年，阴极活性材料的回收率应达到95%，锂的回收率应达到80%。2031年，每个在欧洲大陆销售的电池都必须含有6%的回收锂和镍以及16%的回收钴。到2035年，这些比例应分别达到12%、15%和26%。最后，回收在向更少碳排放的生产设备转型的背景下具有优势。虽然电动汽车可以使交通方式无碳化，但电池的生产占到车辆碳足迹的33%。根据一些生命周期分析的假设，电动汽车电池的回收可以使与矿石使用相关的碳足迹减少高达28%，通过热冶法每千瓦时减少8公斤二氧化碳当量，通过水冶法每千瓦时减少近20公斤二氧化碳当量。这将有助于抵消40%到近90%的与原材料开采相关的影响。

第三部分：构建高效的欧洲电池回收产业链

全球电池回收行业仍处于起步阶段。尽管大部分能力目前集中在亚洲，但市场并不成熟。在这方面，所有主要参与者都处于同一起跑线上。这既是挑战，也是欧洲大陆的机遇，因为电动汽车的供应链仍可以通过循环模式而不是线性模式来构建。实现这样的雄心壮志需要一定程度的协调，以考虑将回收产业链整合到欧洲规模之内。这需要具备适当的能力和市场。事实上，一个完全整合的产业链必须能够合理利用其基础设施和生产过程，以实现规模经济。法国北部以及欧洲其他地区逐渐形成的电池生态系统是一个理想的切入点，未来大规模回收能力的发展可以围绕这一点展开。欧洲还可以依靠一群非常有创新精神的小型参与者，他们致力于优化电池循环解决方案。在《为所有欧洲人提供清洁能源》立法套件和PIIEC中规定的研究和创新计划中投入的资金规模显示出，欧洲重视研发，以弥补制造方面的不足。通过在回收项目上投资，欧洲未来可以确保对更有效和更环保的新工艺的产业控制，并拥有真正的竞争优势。

政治、法规和金融方面的信号不乏其人，从欧洲电池联盟将再利用、回收和精炼列为其支柱之一，到2023年7月的规定，为管理原料设定了雄心勃勃的目标。现在，制造商、生产商和研究实验室需要将回收纳入其活动中，将其视为对电池生产不可或缺的补充。欧洲的产业链，尽管尚处于初级阶段，但目前仍然被一些主要参与者所主导。他们的地位为欧洲产业提供了基础，但也反映了难以展望未来的困难，因为目前还没有一家公司扩大其回收能力，即使有些公司将其纳入到了他们的超级工厂项目中，比如法国汽车制造商斯泰迪特和萨福特的合资企业ACC，直接受益于第一个PIIEC中规定的补贴。这些努力似乎相对不足，考虑到宣布的增长数字，无论是首先废料还是其次的车辆电池。欧洲产业的反应不够迅速，可能会为一些已经在投资的美国企业开辟道路。

与此同时，中国企业，首先是宁德时代（CATL），已经宣布了广泛的电池回收能力扩张计划。然而眼下，对于回收者来说，挑战不是争夺能力，而是如何利用废料。随着电池生产的增长，特别是在工厂开始运营的头几年，预计会产生大量废料，这些废料应该成为未来直到电动汽车报废的主要回收来源。直到2030年左右，当第一批电池报废时，回收的废料量将相对较少，并且欧洲大规模市场可能会发展起来。一些电池已经被送往回收站，但目前数量非常少。除了建立下游产业链外，为了优化回收循环，还有几个问题需要解决。鉴于电池的使用寿命，这些问题现在就需要进行思考。具体来说：首先，应从源头考虑电池的回收，特别是考虑到生态设计的概念，这意味着设计出更容易拆卸、修复或回收的系统；其次，普遍存在着收集网络的结构问题，因为技术上可回收的电池很少被重新利用到基础设施上；在金属分离和回收之后，循环应有效地将新产品重新整合和部署。总的来说，如果不改善电池的追溯性，所有这些问题都不可能有效地解决。欧盟在其2023年的规定中提出了这些问题的一部分，要求在2026年1月1日之前，在整个欧洲大陆上市的所有电池都必须使用数字护照，从生产到可回收及可回收内容。现在，各国政府和工业界必须共同努力确保产业链顺利运行。

短期内，许多问题仍然掌握在政府手中，特别是电池在欧洲大陆之间的转运或关键信息在优化流程中的传递。由于欧洲大陆上仍然存在着较少的回收企业，这意味着这些电池需要在多个边界之间进行大量的转运，这一情况由于跨境转移通知和电池被分类为危险物质而变得棘手。电池市场的迅速增长还使得必须正确思考其背后的关键技能库的问题，这可能会成为一个关键问题。最终，国家在产业政策方面仍然保留着重要的主权，因此，他们需要就一项横跨性的战略达成一致，并使回收产业链得到信任，就像他们目前对生产能力所做的那样。所有这些法规，涉及电池回收以及禁止热发动机车辆的规定，都提供了未来市场规模的良好指引，并且应该创造出需求冲击，并鼓励投资。

市场上仍然存在许多未知因素。尽管以上已经提到了未来市场的确定性，但电池回收的盈利能力仍然不确定，因为它与电池组装所需的原材料价格密切相关，比如钴。国家地理位置和需求增加带来的瓶颈都是可能推高回收成本的不确定因素，并且可能阻碍投资决策。为了尽可能确保原材料供应，需要考虑采矿的问题。回收模式的完美循环永远不会实现，因为自然降解会导致一定程度的损失。对于关键矿产的获取将始终是电池的一部分。最近的研究表明，欧洲和法国的地下资源，特别是阿列尔省，可能拥有相当丰富的某些关键矿产，比如锂。在恢复主权和减少脆弱性的逻辑下，发展采矿活动可能会成为回收实践的必要补充。然而，开采这些资源可能会引发许多人担心其可能对环境产生的不良影响，以及在地方利益冲突的情况下可能导致的低可接受度。因此，必须以数字化和严谨的方式权衡每一项新开采活动的所有经济和环境利益与成本。此外，一些国内私人企业可能会在海外收购矿产设施，用于在法国土地上无法获得的资源。法国政府在“2030年计划”中宣布的金属基金已将这些收购列为其目标之一。在考虑在国内开采活动与从国外进口之间做出必要的平衡后，仍然需要面临一系列未知的问题以及相应的决策需求。在某些情况下，需要在可回收性和能源效率之间做出明确的选择。例如，智能手机的性能越强大，电池中的金属合金就越多，但数量非常少，因此很难回收。这种情况结合了生态设计的需求，要求更高的可回收性可能会对物体的性能产生不利影响。

未知因素之一是关于二次使用的问题。如果电池的容量降至其原始容量的75%以下，则无法在车辆中使用，但它仍具有足够的能量和容量可用作“固定”电力存储系统，例如用于风力发电。在这种模式下，电池只有在第二次使用结束时才会回收。电池寿命的延长从机械上减少了其碳足迹，并且在这方面构成了一种节约形式。但这种方法可能会推迟进入循环模式，因为它会将金属重新注入新产品的时间推迟数年。它可能会促使更多的采矿活动，并且会减少对高效一体化回收产业的追求。这些不确定性只能通过精心制定的回收产业发展战略来消除或减轻，这仍然需要各方的共同努力，而欧洲在这方面拥有一些优势。

 （来源：驻法国代表处，摘自：https://www.institutmontaigne.org/ressources/pdfs/publications/energie-des-atouts-valoriser-recyclage-batteries-electriques.pdf）