孫維義（右）與團隊成員一起探討廢舊鋰電池再生市場前景。特約攝影 鐘志兵\視覺重慶
??12月2日一早，永川國家高新區(qū)鳳凰湖產業(yè)園，孫維義剛從成都趕回重慶，就有好幾個客戶電話咨詢購買鋰電池原材料。孫維義是重慶綠色電池研究院有限公司（以下簡稱重慶綠電）總經理，他參與研發(fā)的退役鋰電池綠色循環(huán)利用技術，將廢舊電池加工成鋰電池原料，是目前國際上最先進的第三代技術。
同樣助力綠色低碳新重慶建設的還有重慶中車時代電氣技術有限公司副總工程師兼技術中心主任陳廣贊。過去3年，他帶領團隊采用主動式雙向變流技術系統(tǒng)，不僅在重慶建成全國軌道交通領域供電系統(tǒng)第一個全雙向變流牽引所，還將相關設備出口海外。
兩位“80后”，一位來自四川、一位來自湖南，他們扎根重慶，一個變廢為寶、一個節(jié)能減排，向新向綠，闖出綠色低碳轉型之路。
變廢為寶尋找綠色能源
在重慶綠電電池中轉地倉內，各地回收來的廢舊電池正源源不斷地運送到自動拆解線上，放入氮氣保護的機器中進行破碎拆解。
“退役電池在這里成了寶貝?！睂O維義介紹，2024年，我國新能源汽車銷量已經突破1000萬輛大關。與此同時，隨著新能源汽車迎來電池“退役期”，到2030年，全國每年退役鋰電池產生量預計將達到300萬噸。
鋰電池約占整車成本的40%，其上游原料電池級鋰、鎳、鈷、錳等主要依賴于礦石提取，不但污染大，還受制于少數有礦資源的國家，各生產環(huán)節(jié)普遍都有“電池原料焦慮”。
“回收利用退役鋰電池，不僅污染少，還不受礦產資源限制。”孫維義稱，退役鋰電池含有鋰、錳、鈷、鎳、鋁、銅、石墨等可回收利用的寶貴資源。與礦石相比，鋰元素含量與鋰精礦基本相同，鎳鈷含量比鎳鈷礦石中的元素含量高很多，可謂“城市復合礦產”，“退役鋰電池綠色高值循環(huán)利用既是商業(yè)‘藍海’，又蘊含著新質生產力。”
早在10年前，孫維義就加入了四川大學丁桑嵐教授、蘇仕軍教授領銜的退役鋰電池綠色高值循環(huán)利用技術團隊。2021年10月，該團隊在永川區(qū)成立重慶綠色電池研究院有限公司，培育發(fā)展重慶市的退役鋰電池綠色高值利用產業(yè)。
退役鋰電池可以再利用，軌道列車制動產生的能量一樣可以回收利用。
“過去都是白白燒掉?！标悘V贊介紹，列車在軌道上剎車時會發(fā)生能量倒灌，由此產生的電能并不能引入電網，而是靠在列車上安裝傳統(tǒng)的電阻消耗裝置通過發(fā)熱方式燒掉，“我們把這個電阻消耗設備叫作‘鐵疙瘩’，重達1噸多?！?
每天，列車背著這個“鐵疙瘩”在城市來回穿梭，既加重了車身自重，又占用列車空間，還讓制動能量浪費掉。后來，“鐵疙瘩”被搬到了地面，雖然解決了占用列車空間和重量問題，但制動能量還是沒能得到回收。
其實，早在2008年，株洲中車時代電氣股份有限公司就成為國內首家解決軌道列車制動能量回收利用問題的企業(yè)。從2012年開始，該公司開始培育軌道交通供電產業(yè)，從單品到系統(tǒng)，從系統(tǒng)到集成服務，形成了初具規(guī)模的新型高新技術產業(yè)。
2021年3月，時代電氣與重慶交通開投集團軌道產業(yè)投資公司合資成立重慶中車時代電氣技術有限公司，致力于軌道交通綠色低碳技術的研究和相關裝備研發(fā)及產業(yè)化。
陳廣贊也因此來到重慶，帶領團隊打造綠色、智能、零碳的軌道交通供電系統(tǒng)，助力重慶打造“軌道上的都市區(qū)”。
創(chuàng)新中培育新質生產力
“重慶豐富的軌道交通類型讓我們的研究碩果累累?！标悘V贊介紹，作為軌道交通“四電”工程中最重要的一環(huán)，供電系統(tǒng)呈現出低碳化、智能化、少人化等新的發(fā)展趨勢，“重慶擁有全球最大的山地城市軌道網絡，獨特的地形特征使多種軌道交通制式得以實現，這恰恰為軌道交通產業(yè)的轉型升級、技術迭代創(chuàng)新提供了機遇?！?
落戶重慶后，陳廣贊帶領團隊推出城軌主動式牽引供電系統(tǒng)方案，通過對雙向變流技術、能量運控技術、車地通信技術等前瞻性關鍵技術研究與攻關，改變了軌道交通傳統(tǒng)供電模式，將“被動式單向供電”轉變?yōu)椤爸鲃邮诫p向供電”。
在列車牽引運行時，對列車就近牽引供能和能量調度，實現線路供電損耗大幅降低及電能質量大幅提升；在列車再生制動時，列車牽引電機處于發(fā)電模式，列車動能轉化為電能，各車站可將再生制動的電能就近回饋至交流電網中，實現再生制動能量的有效利用，減少碳排放。
“‘鐵疙瘩’徹底沒有了?！标悘V贊稱，雙向變流技術替代了傳統(tǒng)的整流機組，提高了供電質量、穩(wěn)定了電網網壓、節(jié)約牽引供電能耗，列車運行更加可靠和平穩(wěn)。
而孫維義與團隊自主研發(fā)的退役鋰電池綠色循環(huán)利用技術，讓退役廢舊電池“起死回生”，重新轉化成為嶄新的動力蓄電池生產原材料。
目前，國內外使用的廢舊鋰電池回收策略主要是“火法焙燒”及“高溫焙燒拆解+長流程濕法回收”。但這類工藝存在能耗高、污染重、回收率低等問題。
“創(chuàng)新廢舊鋰電池回收方式勢在必行?！睂O維義介紹，重慶綠電自主研發(fā)的“短流程廢舊鋰電池資源化回收技術”，前端采用低溫拆解技術，避免高溫焙燒過程，降低拆解能耗、無拆解廢氣產生；后端采用高效凈化除雜技術，得到鎳鈷錳硫酸鹽和電池級鋰鹽。
這一技術流程短、產品附加值高，生產過程實現了廢氣、廢水、廢渣近零排放，全過程資源回收率和清潔生產水平高，與從礦石提取相比，成本可以節(jié)約15%—20%，二氧化碳排放量可以降低30%。
產業(yè)轉化走實低碳之路
作為新一代鋰電池回收利用技術，重慶綠電自主研發(fā)的“短流程”工藝技術，鎳鈷錳回收率高于98.5%，鋰回收率高于93%，是目前國際上最先進的第三代技術。
無論動力電池出貨量，還是新能源汽車產能、銷量，中國都居世界第一。特別是重慶作為一個傳統(tǒng)工業(yè)城市，具有龐大的汽車產業(yè)、極佳的制造業(yè)基礎和完備的供應體系。
“重慶完全可以培育發(fā)展退役鋰電池綠色高值利用產業(yè)，補上電池原材料生產的短板?！睂O維義介紹，他們目前正與四川大學、重慶文理學院等科研院所合作，發(fā)揮川渝互補優(yōu)勢，致力于退役鋰電池綠色高值循環(huán)利用技術的研發(fā)與產業(yè)化，“力爭兩年內，在永川設立全國總部，建立年處理能力5萬噸的濕法回收工廠?！?
目前，永川區(qū)已提出建立新材料產業(yè)園的申請，重點布局鋰電池材料制造、電池總裝、終端應用、回收利用等鋰電池全產業(yè)鏈，大力發(fā)展新能源產業(yè)。
現在，孫維義已牽頭在永川建立退役鋰電池年處理能力2000噸的產業(yè)化示范線，成為集小試—中試—產業(yè)化于一體的全球領先的技術研發(fā)創(chuàng)新平臺。新一代退役鋰電池綠色高值利用技術在重慶實現首次產業(yè)化轉化。
與重慶綠電一樣，重慶中車時代電氣于去年11月獲評國家高新技術企業(yè)，今年9月又因在軌道交通供電系統(tǒng)和能源系統(tǒng)關鍵技術領域取得顯著成果，入選國家級專精特新“小巨人”企業(yè)。
“3年時間，我們在技術突破、市場拓展、產能升級等方面打開了局面。從單品、方案到系統(tǒng)集成的全方位解決方案，可謂是碩果累累?！标悘V贊稱，重慶中車時代電氣不斷加大研發(fā)投入，致力于軌道交通綠色低碳技術的研究和相關裝備研發(fā)及產業(yè)化，構建起“城軌主動式牽引供電系統(tǒng)”“鐵路柔性貫通同相供電系統(tǒng)”“供電智能運維系統(tǒng)”三大系統(tǒng)技術平臺。
重慶軌道交通15號線在國內首次應用了“鐵路柔性貫通同相供電系統(tǒng)”，成功解決了傳統(tǒng)鐵路供電系統(tǒng)存在的電分相、電能質量、供電能效等問題，不僅響應了國家“雙碳”目標，還契合了“智慧鐵路”的發(fā)展方向，為市域鐵路供電系統(tǒng)建設提供了新模式。
重慶軌道交通24號線（一期）是重慶規(guī)劃建設的第一條全自動駕駛軌道交通線路，也是重慶城軌綠智融合關鍵技術示范項目。重慶中車時代電氣將主動式牽引供電系統(tǒng)應用到該線路，徹底改變傳統(tǒng)的被動式供電方式，在重慶建設了全國軌道交通領域供電系統(tǒng)第一個全雙向變流牽引所。
“既在重慶扎根，又走向世界?！比ツ?，重慶中車時代電氣拿下墨西哥瓜達拉哈拉市約3億元訂單，其軌道交通綠色低碳技術的研究和相關裝備走出國門。
如今，陳廣贊又帶領技術團隊利用軌道沿線光伏資源，打通光伏發(fā)電到牽引供電的能量通道，構建“光伏+軌道交通”供電新格局，打造低碳化軌道交通。
