大力發展新能源汽車產業既是中國推動綠色經濟、實現“碳達峰、碳中和”目標的關鍵舉措，也是上海市建設具有國際影響力的科技創新中心的重要組成部分。根據上海市新能源汽車公共數據采集與監測研究中心數據顯示，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業的可持續發展。2021年政府工作報告首次提出“加快建設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，應盡快完善動力電池回收再利用體系，實現新能源汽車產業的跨越式發展。

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生存需求

2021年，工業和信息化部門、科技部、生態環境部、商務部、市場監管總局聯合印發《新能源汽車動力蓄電池梯次利用管理辦法》，明確落實生產者責任延伸（Extended Producer Responsibility，EPR）制度，要求新能源汽車生產企業建立動力電池回收渠道，負責回收新能源汽車使用及報廢后產生的廢舊動力電池，進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創新發展的必經之路，有利于保障新能源汽車行業穩定發展。

（二）可持續發展中的城市生態安全需求

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），其內所含的鈷、鎳、鋰、錳等金屬及無機、有機化合物將對大氣、水、土壤造成嚴重污染，威脅城市生態安全。若隨意掩埋或丟棄廢舊鋰離子電池，不但會泄漏有毒物質，當電池溫度升高時，有機溶液會與電極表面之間還會發生劇烈反應，甚至當隔膜破損后，電極容易發生短接而致使電池爆炸，嚴重危及人民生命安全。因此，有必要建立高效、精細的動力電池回收再利用體系，保障城市生態安全并實現城市可持續發展目標。

（三）稀缺性視角下的國家戰略資源保障需求

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與開發，國內市場95%的鈷依賴進口。據廢舊動力電池回收行業報告顯示，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方式提取，將鈷、鎳、鋰等貴金屬再次作為生產原料投入使用。隨著新能源汽車市場需求不斷擴大，動力電池原材料匱乏已成為制約其發展的關鍵因素。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《新能源汽車產業發展規劃（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（燃料電池汽車因經濟性不足暫不考慮），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，車輛壽命周期內需更換3次電池。這些性能標準差異加大了動力電池報廢量及再利用需求的預測難度。

（二）回收再利用技術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范。根據招商證券數據顯示，2020年中國退役動力電池市場價值達131億元，預計2025年其市場價值可達354億元。對廢舊動力電池進行高效回收是實現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者自主回收、生產者主導的第三方回收和生產者主導的聯合回收模式為主。在運營方面，回收標準不統一、回收過程不規范、回收資源利用效率不一致、重復建設降低規模效應等問題還有待完善；在收益方面，回收價格不統一、回收利益分配不明確、回收權責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，如風電儲能、分布式能源系統等，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、經濟技術發展、環境壓力等因素影響，導致梯次利用的市場需求預測復雜、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，僅少數企業應用梯次利用的動力電池，如上海電機廠將電動車淘汰的電池組用到園區的儲能系統。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制造。但現有再生利用技術具有較高的環境維護成本，處理過程中不僅工序復雜，具有交叉污染的風險，其所產生的廢氣、廢液和廢渣還必須實現完全回收、經過凈化處理達標后排放。同時，受現有技術限制，再次利用所用的化學沉淀法、萃取法、電化學沉積法導致目標金屬分離困難，降低了再生效率。從技術上克服環境維護成本高、再生損失率高是再生利用實現規模發展的關鍵。

（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業發展模式的探索階段，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網點、2個第三方集中型存儲網點，2021年底回收網絡將基本覆蓋全市；在梯次利用方面，上海電氣和上海煦達等企業榮獲中國梯次利用標桿企業獎，但仍需進一步探索上海特色的梯次利用應用場景；在再生利用方面，相比京津冀和珠三角地區，上海尚缺乏再生利用企業及本地資源循環再利用的能力。2019年，在工信部發布的符合《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范條件》企業名單中，申報類型為再生利用的8家企業中1家位于京津冀地區，3家位于珠三角地區，上海市并沒有再生利用企業入圍。目前上海市的回收及再生利用現狀，無法適應未來新能源汽車的持續發展以及大規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）加強廢舊動力電池回收供給端精細化管理

對廢舊動力電池進行分類管理。考慮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，應對廢舊動力電池進行分類精細化管理，細節考慮動力電池類型（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。

構建動力電池報廢量科學預測體系。新能源汽車動力電池報廢量的科學預測是完善廢舊動力電池回收再利用體系的關鍵前提。一是精準預測新能源汽車銷量，通過系統刻畫影響上海市新能源汽車市場發展的關鍵因素，其中驅動因素包括新能源汽車性能、充換電設施數量、財政補貼等；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，通過系統仿真對不同政策情境下的上海市新能源汽車銷量進行科學預測。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，構建動力電池報廢量的動態預測體系，該體系的預測結果將對廢舊動力電池回收再利用體系的規模和結構設計具有指導意義。

（二）推進廢舊動力電池再利用需求端應用場景合理化拓展

納入上海市本土清潔能源發電儲能體系。第一梯次利用（電池容量在40%-80%區間）可應用于上海市存在儲能需求的相關領域，尤其是本土清潔能源儲能領域。目前上海市電力結構以火力發電為主。根據上海市統計局數據，上海市2019年總發電量為822.13億千瓦時，其中以煤炭燃燒為主的火力發電量占總發電量的95.2%。由于風電和光伏發電具有隨機性、間歇性和波動性，且具有反調峰特性，將廢舊動力電池的梯次利用納入儲能系統不僅能豐富其應用場景，還能將風電、光伏發電等間歇可再生能源發電量進行消納，提高電力系統的穩定性，有助于解決上海市本土清潔能源發電儲能問題。

應用于分布式循環充電系統服務智能港口建設。第二梯次利用（電池容量在20%-40%區間）可應用于集裝箱碼頭的分布式循環充電系統。根據交通運輸部《交通運輸行業重點節能低碳技術推廣目錄（2019年度）》，在集裝箱碼頭采用全電動驅動的AGV替代傳統柴油集裝箱卡車，建立分布式循環充電系統，兼顧充電及集裝箱作業，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用于分布式循環充電系統，這將推進AGV小車的應用，助力于港口的智能化升級和綠色低碳建設。

聯合城市換電站網絡為低速電動自行車補能。第二梯次利用可應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北蔡鎮為例，電動自行車保有量已達到8萬，實現電動自行車高效環保充電成為關乎民生的重要問題。結合目前已初見規模的城市換電站網絡，將廢舊電池應用到低速電動自行車的補能系統中，不僅拓展了廢舊動力電池梯次利用的應用場景，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建。

（三）健全市場機制實現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，依據廢舊動力電池報廢預測體系，明確能夠體現市場特質的動力電池回收與再利用市場準入門檻。一是引入專業型第三方廢舊動力電池回收及再利用企業，同時采用押金和獎勵并行制度提高新能源生產企業和消費者對動力電池回收的積極性；二是確定回收環節企業責任，完善動力電池回收模式，加強回收渠道及網絡建設，提高動力電池回收率；三是促進電子溯源技術和區塊鏈技術的推廣應用，提高動力電池梯次利用率。

推進綠色能源及綠色交通體系發展，合理化再生利用產業布局。綠色能源和綠色交通體系的快速發展以循環能源再生利用為關鍵基礎，該領域的可持續快速發展是促進廢舊動力電池回收再利用產業布局的主要驅動力。一是刺激需求場景的增加，促進動力電梯再利用場景的有效拓展，如在港口推廣AGV小車應用、加快建設城市電動自行車充電換電站網絡；二是積極引入廢舊動力電池再生利用的企業落戶，完善再生利用產業布局，加強動力電池回收網絡與再利用網絡的聯動機制；三是增強再生利用技術的安全性，加強產教融合的雙引擎制度建設，有效促進廢舊動力電池再生利用技術成果的市場轉化，提高動力電池再生利用率。

[本文依托于2021年上海市“科技創新行動計劃”軟科學重點項目——基于供給-需求端預測的動力電池回收再利用模式設計及對策研究：以上海市為例（批準號21692109300）。作者張李浩系上海海事大學物流科學與工程研究院副教授，張默系上海海事大學經濟與管理學院副教授。]

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