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擺脫對華依賴 德國電池回收商出奇招

Nadine Mena Michollek
2024年3月3日

在生產汽車電池方面,歐盟高度依賴來自中國的原材料,這也是歐盟實現能源轉型的一個重大軟肋。而要改變這一現狀,對廢舊電池加以回收利用應該是唯一的選擇。

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黑色物質
黑色物質圖片來源: Nadine Michollek/DW

(德國之聲中文網)當我把這個裝滿黑色粉末的玻璃罐在手上轉動時,廠房燈光下,粉末會閃閃發光。玻璃罐的標籤上寫著"Blackmass",即黑色物質。聽起來很酷,頗有幾分神秘感。這些黑色粉末中含有生產電池的寶貴原材料:比如鋰、鎳和鈷。它們是從報廢的汽車電池中提取出來的。這種黑色粉末有可能會成為歐盟在汽車電池領域趕超中國的關鍵。在生產和回收汽車電池領域,中國在世界上佔據著領先地位。

我現在位於德國北部漢諾威附近溫德堡(Wendeburg)的一家汽車電池回收廠裡,這是杜伊森菲爾德公司旗下的一家工廠。溫德堡是一個寧靜的小鎮,老式的桁架建築鱗次櫛比,家家門前都種滿了花草,小鎮周邊則是樹林和田野。

杜伊森菲爾德公司就是在這裡進行著汽車電池回收利用技術的研發。

回收 - 取之不盡用之不竭的寶藏

為了抗擊氣候變化,歐盟決定大力發展電動汽車。為此目的,今後十年內,歐盟將建造十幾家生產汽車電池的所謂巨型工廠。然而,生產電池的原材料方面,歐盟卻幾乎完全依賴進口。也就是說,供應鏈一旦出現問題,歐盟將會陷入困境。因此,回收利用廢舊汽車電池,不僅能降低歐盟對電池原材料進口的依賴,還能使電池使用變得更加環保。歐盟甚至對新汽車電池中的最低回收佔比做出了硬性規定。

包括大眾、賓士以及瑞典電池廠家Northvolt等很多歐洲企業,都在研發電池回收方面投入了巨資。

賓士公司在德國西南部的庫本海姆( Kuppenheim)啟動了一個汽車電池回收試點項目,預計將於2024年內投入使用。

賓士公司董事會成員布澤(Jörg Burzer)認為,電動車的電池回收利用是"明日的礦山","對這樣的資源加以利用,生成一個可持續性的生產流程,這對我們來說是一個戰略選項。"

但問題卻在於,對大多數企業來說,電池回收利用的成本還過於昂貴。布澤也無法斷言,賓士的電池回收流程何時能進入盈利階段。

不過,杜伊森菲爾德公司則表示,他們的回收流程已經進入盈利階段。杜伊森菲爾德公司電池回收設備負責人舒馬赫( Julius Schumacher)向記者展示了電池回收的流程。

杜伊森菲爾德公司電池回收設備負責人舒馬赫
杜伊森菲爾德公司電池回收設備負責人舒馬赫圖片來源: Nadine Michollek/DW

一名身著黑色工作服的員工站在一堆紅色和藍色的電線當中,而黑黃相間的隔離線後,則是電池放電隔離區。極高的能源密度,使電動車的電池具有一定的危險性。工作人員將公事包大小的汽車電池連上各種電線,開始了為電池排放剩餘電能的過程。

舒馬赫表示:"電池的剩餘電能基本上滿足了我們工廠電力需求的一半。"這是拆裝電池的一大好處。另一名工作人員則將排放完剩餘電能的電池放在傳送帶上,送到碾碎機裡。碾碎程序是電池回收中難度最高的一個環節,因為廢舊電池非常容易起火

多數回收廠家使用的方法,不外乎兩種:一種是通過加熱程序,將電池中有用的材料分解出來,但這種方法要耗費大量能源。另一種則是在真空或液氮環境中將電池碎片化,但這一過程中有可能會出現有毒氣體。總之,兩種方法都有各自的缺點。

杜伊森菲爾德對自家的回收模式充滿信心

杜伊森菲爾德公司使用的就是第二種方法,在氮氣環境中將電池碾碎,然後在低溫真空環境中進行烘乾。這和在高原地帶煮水是同樣的道理:在大氣壓較低的情況下,水在不到一百攝氏度時就會沸騰。

等待回收處理的廢舊電池。
等待回收處理的廢舊電池。圖片來源: Nadine Michollek/DW

電池中作為導體的電解液通過蒸發被回收。舒馬赫指著一根玻璃管說,管中流淌著的透明液體就是回收的電解液。

但這一回收過程也仍然會產生有毒氣體。那這種回收程序同其他程序又有什麼區別呢?

舒馬赫表示,杜伊森菲爾德是在極低溫度下對電池進行粉碎的,"我們在粉碎電池前會進行深度放電,結合這兩種因素,就不會產生有毒氣體。"

管中流淌著的透明液體就是回收的電解液
管中流淌著的透明液體就是回收的電解液圖片來源: Nadine Michollek/DW

他表示,他們公司的電池回收流程實現了碳排中性。在機器的轟鳴聲中,他大聲說道:"二氧化碳排放量的降低,也就意味著生產成本的降低。"

杜伊森菲爾德公司獲得了2024年度德國可持續發展獎,這是德國經濟界可持續發展領域的一個重要獎項。

鋰 - 白色黃金

我們的面前有一個巨大的移動篩,隨著篩網的晃動,被粉碎的電池正在被分類:銅、鋁、塑料以及含有寶貴電池原料的黑色物質。黑色物質還需經過一道化學工序的處理-濕法冶金,以便將鋰、鎳、錳和鈷等金屬分離出來。

舒馬赫遞給我一個小玻璃瓶,瓶中的物質看上去很像白糖。這就是回收到的鋰。歐盟要想實現機動車電動化,鋰是必不可少的核心材料。

瑞典在歐洲點燃生產綠色電池的希望

中國遙遙領先

中國擁有世界上最大規模的電動車製造能力和市場。除此之外,中國在電池回收利用領域也居全球領先地位。

弗勞恩霍夫系統及創新研究所的內夫(Christoph Neef )表示,中國的市場規模相當於歐盟的十倍。

根據明斯特大學的一項研究,作為鋰和石墨等重要電池原材料的主要生產國和加工國,中國將可以在 2059 年在汽車電池生產中,實現以回收鋰替代從礦山開采的鋰。

德國汽車製造商落後了嗎?

相比之下,歐洲和美國要等到2070才能實現這一目標。在鎳方面,中國可能會在2046年實現以回收替代開采,而歐洲和美國則分別要到2058年和2064年才能實現這一目標。

弗勞恩霍夫研究所的研究人員認為,得益於將創新技術投入工業生產方面所積累的經驗,歐洲可以在電池高效回收方面扮演重要的角色。該研究所認為,2040年,歐洲可供回收的汽車電池將達到210萬噸。而現在每年需要回收處理的電池則為大約5萬噸。

瑞典公司 Northvolt在2021年首次用百分之百的回收材料生產出了電動車電池。該公司計劃進一步提高生產能力,希望在2025年實現年產7萬噸,2030年實現年產30萬噸電池的目標。

內夫表示:"歐盟很早就已開始了對電池回收的監督及擴展,有鑑於此,歐盟絕對擁有後來居上的潛力。"

至於哪一種回收模式最終將佔據上風,目前尚無法斷言。不過,弗勞恩霍夫研究所認為,杜伊森菲爾德改採用的機械粉碎加濕法冶金模式,應當會很有潛力。

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