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动力电池梯次利用势在必行

动力电池梯次利用势在必行

陈秀娟

自2014年起,我国就开始布局开展动力电池梯次利用示范研究项目,但到目前为止,动力电池梯次利用率并不高。

日前,工信部发文称,已完成34家梯次利用企业的动力蓄电池编码申请备案,可实现对梯次利用企业的溯源信息监管。目前,动力蓄电池梯次利用相关标准正在制定中,余能检测等国家标准已发布实施,中国铁塔公司也正在牵头制定通信领域梯次利用的相关行业标准。

一直以来,梯次利用被认为是动力电池价值得以最大发挥的有效途径。那么,该行业的发展现状以及前景究竟如何?

梯次利用市场空间大

数据显示,2020年新能源汽车对动力电池的需求量将超过120Gwh,2022年将超过210Gwh。而动力电池的平均使用寿命(衰减到80%)为4年左右,那么2014年的装机电池在2018年之后将迎来淘汰潮,2020年中国理论动力电池的回收量将达到25.7万吨,到2020年达到42.2万吨,随着电动汽车保有量的逐步增加,淘汰动力电池的数量还会继续增加。

动力蓄电池大量退役后,未经妥善的处置和进行价值最大化利用,将威胁公共安全,造成难以逆转的环境污染,并浪费宝贵的有价金属资源。想必这也是国家鼓励电池梯次利用的根本原因。

从环保角度来看,退役锂动力电池含大量重金属和有机物、电解质及其转化物产生的有毒气体,这些都会严重威胁环境和人类的健康,给社会生态环境造成巨大的压力。所以搞好锂动力电池回收及梯次利用工作,也是一项重大的生态建设任务。

“随着新能源汽车的逐步产业化,车用动力电池的产量也大幅提高,动力电池回收、再利用成为行业新风口。”浙江华友循环科技有限公司副总经理高威乔表示,“一辆电动汽车平均使用正极材料50公斤、负极材料40公斤、电解液40公斤,可回收利用材料丰富。若得不到有效处理,不仅将严重污染环境,还会造成资源浪费。”

据了解,动力电池平均使用年限为5-8年,其性能随着充电次数的增加而衰减,当电池容量衰减至额定容量的80%以下时,动力电池不再适用于电动汽车,但此时直接进入回收流程无疑是“物不能尽其用”,这使得梯次利用成为动力电池退役后的主要去处。

投资公司拓金研究认为,市场对梯次利用抱有热情,除了节能环保外,主要是因为有利于摊薄锂电池生产制造成本,进而提升新能源汽车生命周期经济性。

“动力电池的寿命长达20年-30年,虽然退役电池不再适用于新能源汽车,但经过检测、维护、重组等环节后,仍可进一步在储能、分布式光伏发电、家庭用电、低速电动车等领域再利用。”行业专家说。

从发展趋势来看,动力电池梯次利用市场前景广阔。

电池模组缺乏标准化

事实上,自2014年起,我国就开始布局开展动力电池梯次利用示范研究项目,然而,到目前为止,动力电池梯次利用率并不高。

中国电机工程学会电力储能专业委员会副主任委员来小康指出,电池一致性问题成为项目运行中面临的最大挑战。“即使经过千挑万选,仍无法避免在储能系统运行过程中发生离散。”

中国再生资源回收利用协会报废车分会秘书长张莹也认为,目前退役动力电池梯次利用率不高,主要是由于动力电池模组缺乏标准化。同时,灰色交易现象突出,部分退役动力电池流入非法小作坊。

也有业内人士担心,按照目前的技术和工艺,实现动力电池梯次利用的成本偏高。“如果废旧电池无需购买或价格极低,梯次利用才会有一定的经济性,否则性价比不高。”

张莹认为,要提升梯次利用率,需要全面落实生产者责任延伸制与动力电池溯源制度,确保退役动力电池流入到梯次利用企业与资源回收企业。

《动力锂电池回收行业报告》显示,到2020年,我国动力锂电池报废量将达32.2Gwh,约50万吨;到2023年,报废量将飙升至101Gwh,约116万吨。虽然挑战颇多,但随着我国动力电池退役潮临近,梯次利用势在必行。

需落实可追溯体系

目前,部分企业正在梯次利用。

2018 年,中国铁塔公司停止采购铅酸电池,大力推广锂电池梯次利用,已在31个省市的约12万座基站开展梯次利用电池备电应用,并在备电、储能及对外发电应用场景加强业务拓展。国家电网建设了 1MWh 梯次利用磷酸铁锂电池储能系统示范工程,用于接纳可再生能源发电和调频等。深圳比亚迪、国轩高科等企业也开发了适用于备电、风光电储能的梯次利用电池产品。无锡格林美与顺丰公司探索将梯次利用电池用于城市物流車辆,中天鸿锂等通过“以租代售”模式推动梯次利用电池在环卫、观光等车辆应用。

“目前,我国动力电池梯次利用产业正处于由示范工程向商业化转变的过渡阶段。从2014年,国家电网河南电力公司联合南瑞集团,利用退役动力电池在郑州市尖山真型输电线路试验基地建立了首个混合微电网系统,到铁塔集团联合北汽新能源共同推进退役动力电池在通讯基站上的应用,退役动力电池梯次利用的商业化正在逐步形成。不过,我国相关企业虽然对退役动力电池梯次利用做了一定的研究,并建立了多个示范项目,但并没有形成规模化与市场化运作模式。”张莹强调。

很显然,行业需要加大回收再利用关键技术研发,研究电池标准化,并落实可追溯体系,用强管理推进梯次利用率。

2018 年,工业和信息化部公告发布了《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》,明确了溯源信息的采集要求,对各环节企业主体履行回收利用溯源责任作出规定,并建设了新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台(以下简称“国家平台”),构建来源可查、去向可追、节点可控、责任可究的全生命周期溯源管理体系。

汽车生产企业通过多种形式构建回收体系。目前,北汽新能源、广汽三菱等 45 家企业已设立了 3204 个回收服务网点,主要集中在京津冀、长三角、珠三角及中部新能源汽车保有量较高的地区。

目前,国家平台已运行,以电池编码(BIN)为信息载体,实现动力蓄电池全生命周期的信息采集和监管。其中,“车载管理模块”面向汽车生产企业采集溯源信息,“回收利用管理模块”面向回收拆解、梯次利用和再生利用企业采集溯源信息。

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