EV普及連動下,汰役LiB接軌循環經濟商機

 

刊登日期:2022/1/19
  • 字級

范淑櫻 彙整
 
在脫碳化與綠色復甦推波助瀾下,電動車(EV)的普及速度日益加快,且根據日本市調機構–富士經濟的調查顯示,電動車、小型民生用裝置、電力儲存系統(ESS)等用途之鋰離子電池(LiB)的世界市場規模在2020年約為4兆7,410億日圓,預估2024年擴大2倍,將可達到9兆5,203億日圓。然而,LiB所使用的鋰、鈷等非鐵金屬礦產的資源蘊藏量與生產量大多集中於特定國家,經常伴隨著衝突礦產、侵害人權、破壞生態環境等複雜議題;再者,礦產資源易受到電池需求變化左右,因此原材料市況的起伏波動很大。於此之際,電池回收即提供了因應原材料供應與價格波動的關鍵解決方案。
 
根據國際能源總署(IEA)的推估,目前全球一年廢電池回收能力約有18萬噸。相對於此,2019年所有已上路的電動車最終將產生50萬噸的電池廢棄物。隨著汽車正式過渡至電動化,對於未來廢舊LiB成為新環境問題的疑慮將日漸升高。此外,IEA也估計2040年須回收的電池量相當於1,300 GWh,以特斯拉(Tesla)的電動車電池換算的話,等同將產生近800萬噸的電池廢棄物,其質量約為1.3個埃及金字塔。若能擴大回收再利用,這些廢棄物或將可望成為重要的礦物供應源。IEA表示,若以配合全球升溫控制在2℃內的目標,EV市場持續擴大的情況下,2040年EV產業對於金屬的需求,推估最大將有12%可由回收金屬供應。另外,根據非營利環保組織Earthworks所委託的一項研究指出,若能將廢舊EV用電池予以100%回收再利用,金屬(尤其是鋰)回收率亦能達到100%的話,2040年之際將可藉由礦物資源的回收再利用涵蓋EV產業25%鋰與35%鈷、鎳的需求。
 
上述相關預估並非旨在預測未來,而是提出了一項可能的未來,探索回收對於抵消新採礦需求之關鍵戰略的重要性。為了實現可能的未來,則需要強有力的政府政策來支持EV電池回收。歐盟的政策傾向於源頭控制,目前已基於「擴大生產者責任」計劃對EV電池的處置進行監管,並著手更新相關法規,以設定礦物回收的具體目標。在2020年12月提出的歐盟《電池指令》草案中,規劃自2030年起,蓄電池中的回收材料含有量最低程度將設定為鈷12%、鉛85%、鋰4%、鎳4%,2035年則將含有量比例提升至鈷20%、鉛85%、鋰10%、鎳12%。而美國目前僅有3個州對鋰離子電池製造商擴大了生產者責任要求,規範廢棄物處理的義務。
 
LiB回收事業受矚目
電池回收的重要性逐漸在全球獲得強烈認同,國際環境的變化亦加速推動了各家公司在加強回收系統與技術發展的行動。一旦電池的回收再利用系統得以確立,將可望有助於改善電池材料不足這項中長期的課題。為因應歐盟日益緊縮的電池回收法規,經手電池材料的德國化學大廠BASF決定著手確立從廢舊LiB、工廠廢料及規格外(Off-spec)產品中提取電池材料之技術,開發提高鋰、錳、鈷、鎳回收率的工序以及製程的最佳化,並將新設電池回收工廠。回收的金屬將再度使用於正極材料的生產,期以實現電池價值鏈的循環型經濟。BASF希望藉此達到正極材料的二氧化碳排放量與業界標準相比最大削減60%,以及實現「封閉再生循環(Closed Loop)」之目標。
 
比利時化工集團Solvay亦與法國大型環保及公用事業服務集團Veolia合作展開從EV電池回收工廠的建置,目前雙方已完成電池高純度抽出、精製技術的開發,由Veolia執行鋰、鈷、鎳的化學抽出,再交由Solvay以濕式冶煉製程進行精製,並已完成相關概念的實證,接下來將透過小規模生產達到製程最佳化的目標。此項合作計畫除了確保重要原材料的現地供應來源之外,亦具有降低未來EV用電池環境負荷之目的。
 
日本企業方面,JX金屬為推進電池回收事業的發展,2021年8月在德國設立了新公司JX Metals Circular Solutions Europe(JXCSE),加速展開回收技術與次世代車載電池的研究開發。過去JX金屬透過集團關係企業TANIOBIS與歐洲汽車製造商合作推動LiB回收的事業化,有鑑於歐洲電池回收事業逐步成長,因此新設現地法人,以期達到早期事業化,並強化與新創企業、研究機構的合作,在…以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

分享